專利名稱：一種利用冶金爐渣質(zhì)鈦渣制備耐火材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用冶金爐渣質(zhì)鈦渣制備耐火材料的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的耐火材料的成型一般采用粉漿澆注成型法，其存在固化時(shí)間長(zhǎng)、成分不均勻、易變形開裂等缺陷。用水玻璃作粘結(jié)劑，高溫強(qiáng)度低，變形大；用硅酸乙酯作粘結(jié)劑，工藝繁瑣，污染環(huán)境，生產(chǎn)成本高；用水泥作粘結(jié)劑，流動(dòng)性差，抗熱震性及中溫強(qiáng)度差。冶金爐渣質(zhì)碳素鉻渣和鈦渣等污染環(huán)境，占用土地，危害人體健康。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于，解決上述現(xiàn)有所存在的問題，提供既可以解決鈦渣對(duì)環(huán)境污染的危害，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)高價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為低價(jià)鉻，整體固化，又可以綜合利用冶金爐渣質(zhì)的一種利用冶金爐渣質(zhì)鈦渣制備耐火材料的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為:
以冶金爐渣質(zhì)鈦渣為主要原料，以硅溶膠為粘結(jié)劑，以亞硝酸鉀為固化劑；采用下列步
驟:
a、將鈦渣粉碎球磨至過100目以上標(biāo)準(zhǔn)篩；鈦渣的成分含量，其中含7.27%Si02，66.90% Al2O3,0.4 Fe2O3,6.63% CaO, 6.64% MgO, 12.16% TiO2 ；
b、按質(zhì)量份數(shù)百分比，將鈦渣65 90、滑石7 25、氟化鋁3 10比例配料，球混至均勻粉末為混合料粉B備用；
C、配制料漿
c、I用混合料粉B制備
c.1.1按IOOOg混合粉料取320-450ml硅溶膠的比例取硅溶膠；按硅溶膠IOOml取亞硝酸鉀1.0-1.3g的比例取亞硝酸鉀3.2-5.8g ；
c.1.2按Ig亞硝酸鉀取8-12ml水的比例取水，取3.2-5.8g亞硝酸鉀放入50_100°C25.6-69.6ml水中溶解，溶解后與320_450ml硅溶膠混合并攪拌l_2min，得到混合溶液；
c.1.3將混合溶液注入IOOOg混合粉料B中，連續(xù)攪拌10分鐘制成漿料D ；
d、制備耐火材料
d.1用漿料D制備
d.1.1將攪拌好的漿料D注入模具中；
d.1.2自然干燥0.5-2h后漿料硬化脫模；
d.1.3脫模后的坯體自然干燥24-36h，隨爐升溫，平均升溫速率6-10°C /min，再于1400°C燒結(jié)2 4h，隨爐冷卻，平均冷卻速率5-12°C /min即成試樣F。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用冶金爐渣質(zhì)鈦渣為原料制備耐火材料，既可以解決鈦渣對(duì)環(huán)境污染的危害，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)高價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為低價(jià)鉻，整體固化，又可以綜合利用冶金爐渣質(zhì)。采用亞硝酸鉀為固化劑其工藝簡(jiǎn)捷，固化迅速可控，成型性好，坯體強(qiáng)度高，易于脫模。本發(fā)明采用滑石和氟化鋁為添加劑，硅溶膠為粘結(jié)劑，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后可以促進(jìn)原料中的Al2O3和SiO2反應(yīng)，原位生成均勻細(xì)小的類棒狀莫來石晶體，細(xì)化晶粒，使材料得到組織強(qiáng)化，試樣F的抗彎強(qiáng)度可達(dá)38.12MPa和39.78MPa，對(duì)比表I可知，試樣F的強(qiáng)度分別比用水泥、水玻璃和硅酸乙酯水溶液作粘結(jié)劑的對(duì)比樣1、2、3提高67.00%,86.32%和21.43%，亦比常規(guī)樣(對(duì)比樣4)提高50.85%。表I試樣F及對(duì)比試樣的抗彎強(qiáng)度(MPa)
試樣F|對(duì)比樣1 對(duì)比樣2 對(duì)比樣3 I對(duì)比樣4 39 78 |23.82 丨21.35.丨32.76 丨26.37
注:對(duì)比樣I是除用水泥替代硅溶膠作粘結(jié)劑外，其它材料與工藝完全與試樣F相同
制備的試樣；對(duì)比樣2是除用水玻璃替代硅溶膠作粘結(jié)劑外，其它材料與工藝完全與試樣
F相同制備的試樣；對(duì)比樣3是除用硅酸乙酯水溶液替代硅溶膠作粘結(jié)劑外，其它材料與
工藝完全與試樣F相同制備的試樣；對(duì)比樣4是含95%A1203的剛玉料，用水泥作粘結(jié)劑，經(jīng)
1400°C、3h燒結(jié)的試樣。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:
a、將鈦渣粉碎球磨，取過100目標(biāo)準(zhǔn)篩的鈦渣粉末650g，滑石250g，氟化鋁100g，球混至均勻粉末IOOOg為混合粉料備用；
b、按IOOOg混合粉料取硅溶膠320ml的比例，取硅溶膠320ml;按硅溶膠IOOml取亞硝酸鉀1.3g的比例，取亞硝酸鉀4.16g ；
C、將亞硝酸鉀4.16g放入50-100°C 41.6ml水中溶解，然后與320ml硅溶膠混合并攪拌l-2min,制成混合溶液A ；
d、將混合溶液A注入IOOOg混合粉料中，連續(xù)攪拌10分鐘制成漿料；
e、將漿料注入模具中，自然干燥0.5h后脫模；
f、脫模后的坯體自然干燥24h，隨爐升溫，平均升溫速率6-10°C/min，于1400°C燒結(jié)2h,隨爐冷卻，平均冷卻速率5-12°C /min即成試樣。實(shí)施例2:
a將鈦渣粉碎球磨，取過100目標(biāo)準(zhǔn)篩的鈦渣粉末9kg，滑石0.7kg，氟化鋁0.3kg，球混至均勻粉末IOkg為混合粉料備用；
b、按IOOOg混合粉料取硅溶膠450ml的比例，IOkg混合粉料取取硅溶膠4500ml。按硅溶膠IOOml取亞硝酸鉀Ig的比例，取亞硝酸鉀45g ；
C、將亞硝酸鉀45g放入50-100°C 450ml水中溶解；然后與4500ml硅溶膠混合并攪拌l-2min,制成混合溶液A ；
d、將溶解后混合溶液A注入IOkg混合粉料中，連續(xù)攪拌10分鐘制成漿料；
e、將漿料注入模具中，自然干燥2h后脫模；
f、脫模后的坯體自然干燥36h，隨爐升溫，平均升溫速率6-10°C/min，于1400°C燒結(jié)4h，隨爐冷卻，平均冷卻速率5-12°C /min即成試樣。實(shí)施例3:
a、將鈦渣粉碎球磨，取過100目標(biāo)準(zhǔn)篩的鈦渣粉末780g，滑石150g，氟化鋁70g，球混至均勻粉末1OOOg為混合粉料備用；
b、按1OOOg混合粉料取硅溶膠400ml的比例，取硅溶膠400ml ;按硅溶膠IOOml取亞硝酸鉀1.1g的比例，取亞硝酸鉀4.4g ；
C、將亞硝酸鉀4.4g放入50-100°C 44ml水中溶解，然后與400ml硅溶膠混合并攪拌l-2min,制成混合溶液A ；
d、將混合溶液A注入IOOOg混合粉料中，連續(xù)攪拌10分鐘制成漿料；
e、將漿料注入模具中，自然干燥1.5h后脫模；
f、脫模后的坯體自然干燥30h，隨爐升溫，平均升溫速率6-10°C/min,于1400°C燒結(jié)3h，隨爐冷卻，平均冷卻速率5-12°C /min即成試樣；
本發(fā)明所使用的硅溶膠為上海恒生化工有限公司生產(chǎn)；亞硝酸鉀為青島世紀(jì)星化學(xué)試劑有限公司 生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種利用冶金爐渣質(zhì)鈦渣制備耐火材料的方法，其特征在于，以冶金爐渣質(zhì)鈦渣為主要原料，以硅溶膠為粘結(jié)劑，以亞硝酸鉀為固化劑；采用下列步驟: a、將鈦洛粉碎球磨至過100目以上標(biāo)準(zhǔn)篩； b、按質(zhì)量份數(shù)百分比，將鈦渣65 90、滑石7 25、氟化鋁3 10比例配料，球混至均勻粉末為混合料粉B備用； C、配制料漿 c、I用混合料粉B制備 c.1.1按IOOOg混合粉料取320-450ml硅溶膠的比例取硅溶膠；按硅溶膠IOOml取亞硝酸鉀1.0-1.3g的比例取亞硝酸鉀3.2-5.8g ； c.1.2按Ig亞硝酸鉀取8-12ml水的比例取水，取3.2-5.8g亞硝酸鉀放入50_100°C25.6-69.6ml水中溶解，溶解后與320_450ml硅溶膠混合并攪拌l_2min，得到混合溶液； c.1.3將混合溶液注入IOOOg混合粉料B中，連續(xù)攪拌10分鐘制成漿料D ； d、制備耐火材料 d.1用漿料D制備 d.1.1將攪拌好的漿料D注入模具中； d.1.2自然干燥0.5-2h后漿料硬化脫模； d.1.3脫模后的坯體自然干燥24-36h，隨爐升溫，平均升溫速率6-10°C /min，再于1400°C燒結(jié)2 4h，隨爐冷卻，平均冷卻速率5-12°C /min即成試樣F。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種利用冶金爐渣質(zhì)鈦渣制備耐火材料的方法，其特征在于，鈦渣的成分含量，按質(zhì)量份數(shù)百分比，其中含7.27%Si02 ,66.90% Al2O3,0.4 Fe2O3,6.63% CaO, 6.64% MgO, 12.16% TiO2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種利用冶金爐渣質(zhì)鈦渣制備耐火材料的方法，其特征在于， a、將鈦渣粉碎球磨，取過100目標(biāo)準(zhǔn)篩的鈦渣粉末650g，滑石250g，氟化鋁100g，球混至均勻粉末IOOOg為混合粉料備用； b、按IOOOg混合粉料取硅溶膠320ml的比例，取硅溶膠320ml;按硅溶膠IOOml取亞硝酸鉀1.3g的比例，取亞硝酸鉀4.16g ； C、將亞硝酸鉀4.16g放入50-100°C 41.6ml水中溶解，然后與320ml硅溶膠混合并攪拌l-2min,制成混合溶液A ； d、將混合溶液A注入IOOOg混合粉料中，連續(xù)攪拌10分鐘制成漿料； e、將漿料注入模具中，自然干燥0.5h后脫模； f、脫模后的坯體自然干燥24h，隨爐升溫，平均升溫速率6-10°C/min，于1400°C燒結(jié)2h,隨爐冷卻，平均冷卻速率5-12°C /min即成試樣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種利用冶金爐渣質(zhì)鈦渣制備耐火材料的方法，其特征在于， a、將鈦渣粉碎球磨，取過100目標(biāo)準(zhǔn)篩的鈦渣粉末9kg，滑石0.7kg，氟化鋁0.3kg，球混至均勻粉末IOkg為混合粉料備用； b、按1OOOg混合粉料取硅溶膠450ml的比例，IOkg混合粉料取硅溶膠4500ml;按硅溶膠1OOml取亞硝酸鉀Ig的比例，取亞硝酸鉀45g ；C、將亞硝酸鉀45g放入50-100°C 450ml水中溶解；然后與4500ml硅溶膠混合并攪拌l-2min,制成混合溶液A ； d、將溶解后混合溶液A注入IOkg混合粉料中，連續(xù)攪拌10分鐘制成漿料； e、將漿料注入模具中，自然干燥2h后脫模； f、脫模后的坯體自然干燥36h，隨爐升溫，平均升溫速率6-10°C/min，于1400°C燒結(jié)4h，隨爐冷卻，平均冷卻速率5-12°C /min即成試樣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種利用冶金爐渣質(zhì)鈦渣制備耐火材料的方法，其特征在于， a、將鈦渣粉碎球磨，取過100目標(biāo)準(zhǔn)篩的鈦渣粉末780g，滑石150g，氟化鋁70g，球混至均勻粉末IOOOg為混合粉料備用； b、按IOOOg混合粉料取硅溶膠400ml的比例，取硅溶膠400ml;按硅溶膠IOOml取亞硝酸鉀1.1g的比例，取亞硝酸鉀4.4g ； C、將亞硝酸鉀4.4g放入50-100°C 44ml水中溶解，然后與400ml硅溶膠混合并攪拌l-2min,制成混合溶液A ； d、將混合溶液A注入IOOOg混合粉料中，連續(xù)攪拌10分鐘制成漿料； e、將漿料注入模具中，自然干燥1. 5h后脫模； f、脫模后的坯體自然干燥30h，隨爐升溫，平均升溫速率6-10°C/min,于1400°C燒結(jié)3h，隨爐冷卻，平均冷卻速率5-12°C /min即成試樣。
全文摘要
一種利用冶金爐渣質(zhì)鈦渣制備耐火材料的方法，采用下列步驟a.將鈦渣粉碎球磨至過100目以上標(biāo)準(zhǔn)篩；b.將鈦渣、滑石、氟化鋁按比例配料，球混至均勻粉末為混合料粉B備用；c.加入硅溶膠、亞硝酸鉀制成漿料D；d.漿料D注入模具后干燥、燒結(jié)后即成制備耐火材料?？梢越鉀Q鈦渣對(duì)環(huán)境污染的危害，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)高價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為低價(jià)鉻，整體固化，又可以綜合利用冶金爐渣質(zhì)。
文檔編號(hào)C04B35/66GK103113121SQ20131008060
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月1日
發(fā)明者穆柏春, 李強(qiáng), 于景媛 申請(qǐng)人:遼寧工業(yè)大學(xué)