[发明专利]合成亚铁铝尖晶石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成亚铁铝尖晶石的方法，属于耐火材料技术领域。

背景技术

奥镁公司(RHI)的研究人员发现将亚铁铝尖晶石引入到氧化镁质材料中，不仅不能大 幅度降低材料的高温性能，而且还能够显著提高镁质材料在水泥回转窑中的挂窑皮性能，因 此，添加亚铁铝尖晶石的镁砖也就成为最有希望全面替代镁铬砖的无铬化材料。

亚铁铝尖品石在自然界中存在极少，只能采用人工合成。如CN200710053793.3的“一 种合成铁铝尖晶石的方法”专利申请中记载了采用Al₂O₃、Al(OH)₃、Al₂O₃·H₂O以及矾土等 与Fe₂O₃、FeO及Fe₃O₄等含铁化合物混合的方法，为改善材料的烧结性能，在材料的配比 中引入TiO₂作为烧结助剂。CN200510019267.6的“一种合成铁铝尖晶石及其制备方法”，是 采用180目的Al₂O₃、Al(OH)₃、Al₂O₃·H₂O以及矾土等与Fe₂O₃、FeO及Fe₃O₄等含铁化合 物混合，采用埋碳工艺合成。

在埋碳合成工艺中，配料中的铁氧化物存在部分转变为单质铁的可能，因此，合成单相 的FeO·Al₂O₃的难度很大，而存在的单质铁在烧成、使用中将转变为Fe₂O₃，进而影响到材 料的高温性能。而像TiO₂等类的烧结剂的引入，也将影响到材料的高温性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合成亚铁铝尖晶石的方法，合成纯度高，工艺简单，易于实 施。

本发明所述的合成亚铁铝尖晶石的方法，将含铁化合物和含铝化合物按Feⁿ⁺∶Al³⁺的摩 尔比1∶2进行配比，外加上述混合物重量1～6％的结合剂，经混合、压制、干燥后在氮气气 氛下烧成制得。

产品经XRD检测，主要物相为FeAl₂O₄，占材料总量的80wt％以上。

其中：

烧成温度为1300～1700℃，保温时间为2～12小时。

含铝化合物为刚玉、烧结铝矾土、水铝石、氢氧化铝和工业氧化铝中的一种或任意几种 的组合，粒度小于180目。

含铁化合物为FeO、Fe₂O₃、金属铁粉和轧钢皮中的一种或任意几种的组合，粒度小于 180目。

结合剂为淀粉、糊精、树脂、聚乙烯醇和甲基纤维素中的一种或任意几种的组合。

由于本专利中的实施气氛为氮气，且氮气气氛中氧分压低，铁氧化物中的Fe³⁺将转变为 Fe²⁺，进而与氧化铝形成稳定存在的FeAl₂O₄，避免了铁在不同价态之间变化而导致的体积 效应，产品性能稳定。而且本发明方法合成纯度高，工艺简单，易于实施。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

取粒度小于180目的工业氧化铝粉和轧钢皮细粉，按照Al³⁺与Feⁿ⁺离子的摩尔比为2∶1 进行配料、共磨，然后加入上述重量总量4％的甲基纤维素结合剂，然后加水混炼，经压力 机压制成型、干燥后进入高温窑升温；在高温窑中经1400-1500℃、氮气气氛下保温12小时 后自然冷却取出。

本实施例所合成的亚铁铝尖晶石，经X射线衍射检测，其物相主要为FeAl₂O₄，占材 料总量的80wt％以上。

实施例2