專利名稱：合成富鋁亞鐵鋁尖晶石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成富鋁亞鐵鋁尖晶石的方法，屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
將亞鐵鋁尖晶石(FeO A1203)引入到氧化鎂質(zhì)材料中，不僅不能大幅度降低材料 的高溫性能，而且還能夠顯著提高鎂質(zhì)材料在水泥回轉(zhuǎn)窯中的掛窯皮性能，因此，添加亞鐵 鋁尖晶石的鎂磚也就成為最有希望全面替代鎂鉻磚的無鉻化材料。亞鐵鋁尖品石在自然界中存在極少，只能采用人工合成。如CN200710053793. 3d 的“一種合成鐵鋁尖晶石的方法”，采用AI203、AI(OH)3、AI2O3 H20、礬土等鋁氧化化物與 Fe203、Fe0及Fe304等含鐵化合物按照鋁離子鐵離子為2 1的比例混合，為改善材料的燒結(jié) 性能，在配比中同時引入Ti02作為燒結(jié)助劑。而CN200510019267. 6的“一種合成鐵鋁尖晶 石及其制備方法”，是采用180目的A1203、A1 (OH) 3、A1203 H20、礬土等鋁氧化化物與Fe203、 FeO及Fe304等含鐵化合物按照鋁離子鐵離子為2 1的比例混合，采用埋碳工藝合成。由于分散性問題，鋁氧化物在材料中可能存在集中情況，由此將導(dǎo)致配料中的鐵 氧化物不能完全形成FeO -A1A ；而過剩的鐵氧化物在使用過程中將出現(xiàn)Fe3+ —Fe2+的相互 轉(zhuǎn)化，材料的體積穩(wěn)定性也將大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種合成富鋁亞鐵鋁尖晶石的方法，鐵氧化物轉(zhuǎn)化率高， 工藝簡單，易于實施。本發(fā)明所述的合成富鋁亞鐵鋁尖晶石的方法，將含鐵化合物和含鋁化合物按 Fen+ Al3+的摩爾比1 (3 1)進行配比，外加上述混合物重量1 6%的結(jié)合劑，經(jīng)混 合、壓制、干燥后在氮氣氣氛下燒成制得。經(jīng)XRD檢測，其主要物相為剛玉和亞鐵鋁尖晶石，占材料總量的80wt%以上。其中燒成溫度控制為1300 1700°C，保溫時間為2 12小時。含鋁化合物為剛玉、燒結(jié)鋁礬土、水鋁石、氫氧化鋁和工業(yè)氧化鋁中的一種或任意 幾種的組合，粒度小于180目。含鐵化合物為氧化亞鐵、三氧化二鐵、金屬鐵粉和軋鋼皮中的一種或任意幾種的 組合，粒度小于180目。結(jié)合劑為淀粉、糊精、樹脂、聚乙烯醇和甲基纖維素中的一種或任意幾種的組合。由于本專利中的實施氣氛為氮氣，且氮氣氣氛中氧分壓低，鐵氧化物中的Fe3+將 轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2+，進而與氧化鋁形成穩(wěn)定存在的FeAl204，避免了鐵在不同價態(tài)之間變化而導(dǎo)致 的體積效應(yīng)，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，也改善了鎂質(zhì)材料的高溫收縮性，同時，由于該專利合成的亞 鐵尖晶石中的鋁含量相對較高，鐵氧化物轉(zhuǎn)化率高，因此，合成的亞鐵鋁尖晶石的穩(wěn)定性 好，工藝簡單，易于實施。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例1取粒度小于180目的工業(yè)氧化鋁粉和軋鋼皮細粉，按照Fen+與Al3+離子的摩爾比 為1 2進行配比，外加上述混合物重量5%的甲基纖維素結(jié)合劑，然后加水混煉，經(jīng)壓力機 壓制成型、干燥后進入高溫窯升溫；在高溫窯中經(jīng)1400-1500°C、氮氣氣氛下保溫8小時后 自然冷卻取出。本實施例所合成的富鋁型亞鐵鋁尖晶石，經(jīng)X射線衍射檢測，其物相主要為剛玉 和亞鐵尖晶石(FeAl204)，占材料總量的80wt%以上％。實施例2取粒度小于180目的工業(yè)氧化鋁粉和氧化鐵紅細粉，按照Fen+與Al3+離子的摩爾 比為1 3進行配比，外加上述混合物重量3%的聚乙烯醇結(jié)合劑，然后加水混煉，經(jīng)壓力機 成型、干燥后進入高溫窯升溫；在高溫窯中經(jīng)1300-140(TC、氮氣氣氛下保溫10小時后自然 冷卻取出。本實施例所合成的富鋁型亞鐵鋁尖晶石，經(jīng)X射線衍射檢測，其物相主要為剛玉 和亞鐵尖晶石(FeAl204)，占材料總量的80wt%以上。實施例3取粒度小于180目的礬土粉和軋鋼皮細粉，按照Fen+與Al3+離子的摩爾比為1 1 進行配比，外加上述混合物重量4%的糊精甲基纖維素結(jié)合劑，然后加水混煉，經(jīng)壓力機成 型、干燥后進入高溫窯升溫；在高溫窯中經(jīng)1600-170(TC、氮氣氣氛下保溫5小時后自然冷 卻取出。本實施例所合成的富鋁型亞鐵鋁尖晶石，經(jīng)X射線衍射檢測，其物相主要為剛玉 和亞鐵尖晶石(FeAl204)，占材料總量的80wt%以上。實施例4取粒度小于180目的水鋁石粉和軋鋼皮細粉，按照Fen+與Al3+離子的摩爾比為 1 2. 5進行配比，外加上述混合物重量2%的淀粉和1.5%的糊精混合的結(jié)合劑，然后加水 混煉，經(jīng)壓力機成型、干燥后進入高溫窯升溫；在高溫窯中經(jīng)1500-1600°C、氮氣氣氛下保 溫9小時后自然冷卻取出。本實施例所合成的富鋁型亞鐵鋁尖晶石，經(jīng)X射線衍射檢測，其物相主要為剛玉 和亞鐵尖晶石(FeAl204)，占材料總量的80wt%以上。實施例5取粒度小于180目的工業(yè)氧化鋁粉、礬土粉(2 1的比例)和軋鋼皮細粉，按照 Fen+與Al3+離子的摩爾比為1 2. 5進行配比，外加上述混合物重量的樹脂、2%的聚乙 烯醇和2%的甲基纖維素的混合結(jié)合劑，然后加水混煉，經(jīng)壓力機成型、干燥后進入高溫窯 升溫；在高溫窯中經(jīng)1450-1550°C、氮氣氣氛下保溫7小時后自然冷卻取出。本實施例所合成的富鋁型亞鐵鋁尖晶石，經(jīng)X射線衍射檢測，其物相主要為剛玉 和亞鐵尖晶石(FeAl204)占材料總量的80wt%以上。
權(quán)利要求
一種合成富鋁亞鐵鋁尖晶石的方法，其特征在于將含鐵化合物和含鋁化合物按Fen+∶Al3+的摩爾比1∶(3～1)進行配比，外加上述混合物重量1～6％的結(jié)合劑，經(jīng)混合、壓制、干燥后在氮氣氣氛下燒成制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成富鋁亞鐵鋁尖晶石的方法，其特征在于燒成溫度為 1300 1700°C，保溫時間為2 12小時。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的合成富鋁亞鐵鋁尖晶石的方法，其特征在于含鋁化合物為剛玉、燒結(jié)鋁礬土、水鋁石、氫氧化鋁和工業(yè)氧化鋁中的一種或任意幾種的組合，粒度小于180目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成富鋁亞鐵鋁尖晶石的方法，其特征在于含鐵化合物為氧 化亞鐵、三氧化二鐵、金屬鐵粉和軋鋼皮中的一種或任意幾種的組合，粒度小于180目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成富鋁亞鐵鋁尖晶石的方法，其特征在于結(jié)合劑為淀粉、 糊精、樹脂、聚乙烯醇和甲基纖維素中的一種或任意幾種的組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種合成富鋁亞鐵鋁尖晶石的方法，屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，將含鐵化合物和含鋁化合物按Fen+∶Al3+的摩爾比1∶(3～1)進行配比，外加上述混合物重量1～6％的結(jié)合劑，經(jīng)混合、壓制、干燥后在氮氣氣氛下燒成制得，燒成溫度為1300～1700℃，保溫時間為2～12小時。鐵氧化物轉(zhuǎn)化率高，工藝簡單，易于實施。
文檔編號C04B35/44GK101851090SQ201010104559
公開日2010年10月6日 申請日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者孫加林, 封吉圣, 朱波, 李勇, 石志民, 薛文東, 趙兵, 鄭本水, 陳俊紅 申請人:山東圣川陶瓷材料有限公司;北京科技大學(xué);淄博市魯中耐火材料有限公司;山東省耐火材料工程研究中心