[发明专利]一种亚铁铝镁系耐火原料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，涉及合成亚铁铝镁系耐火原料的方法。

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。

亚铁铝尖晶石在自然界中存在极少，只能采用人工合成。如“一种合成铁铝尖晶石的方法”(CN200710053793.3)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；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。而“一种合成铁铝尖晶石及其制备方法”(CN200510019267.6)也是采用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。

MgO的熔点达到2800℃，是耐火材料领域的主要原料。MgO不但能够无限固溶FeO而不会大幅度降低材料的性能，而且还能以镁铝尖晶石的形式固溶亚铁铝尖晶石。

发明内容

为合成出性能稳定的亚铁铝镁系耐火原料，避免铁在不同价态之间变化而导致的体积效应，本发明旨在提供一种合成工艺简单、易于实施的集多种固溶体和多种尖晶石的亚铁铝镁系耐火原料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种亚铁铝镁体系耐火原料，该材料是亚铁铝尖晶石和/或镁铝尖晶石和/或亚铁镁固溶体和/或镁铁尖晶石的多项固溶体或复合物。

该耐火原料经XRD检测，物相为FeAl₂O₄和/或MgAl₂O₂和/或Mg(Fe)O和/或MgFe₂O₄。

该耐火原料的化学成份为Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO，其中Fe₂O₃∶Al₂O₃比例为15∶85至45∶55，且含有以Fe₂O₃+Al₂O₃计量的0-33％质量的MgO，所述的化学成分都是将FeO换算为Fe₂O₃来计算。

本发明还提供一种制备所述亚铁铝镁系耐火原料的制备方法，所述的制备方法是将含铁化合物、含铝化合物、含氧化镁材料所述比例配料，外加1-6％结合剂，经混合、成型、坯体干燥后在氮气气氛下，在高温窑中经1400-1700℃、保温2-8小时，自然冷却后取出；在上述方案中，含氧化铝型原料和含铁型原料的粒度都在180目以下。

在该制备方法中，所述的含铝化合物是刚玉、烧结铝矾土、水铝石、氢氧化铝、工业氧化铝中的一种或几种；所述的氧化镁来源于菱镁矿、轻烧镁粉、中档镁砂、高纯镁砂、电熔镁砂、海水镁砂中的一种或几种；所述的含铁化合物来源于轧钢皮、氧化铁红、铁粉中的一种或几种；所用的结合剂包括淀粉、树脂、糊精、纤维素中的一种或几种。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

实施例1：