[发明专利]一种以铝铬渣为主料的电熔刚玉及其制备方法

说明书

本发明涉及一种以铝铬渣为主料的电熔刚玉及其制备方法。其技术方案是：以铝铬渣为主料的电熔刚玉的化学成分是：铝铬渣颗粒为65～73wt％；炭质原料为4～8wt％；工业氧化铝细粉为8～16wt％；高铝矾土细粉为8～13wt％；氟化铝细粉为1～5wt％。按所述化学成分：先将所述铝铬渣颗粒和所述炭质原料混合均匀，加入电弧炉中，在2000～2200℃条件下保温3～6小时；再向所述电弧炉中加入所述工业氧化铝细粉、所述高铝矾土细粉和所述氟化铝细粉，然后在2000～2200℃条件下保温4～7小时，自然冷却，制得以铝铬渣为主料的电熔刚玉。本发明具有能大量消耗铝铬渣、缓解铝铬渣对环境危害、价格低廉和环境友好的特点，所制备的以铝铬渣为主料的电熔刚玉致密度良好。

技术领域

本发明属于电熔刚玉的制备技术领域。具体涉及一种以铝铬渣为主料的电熔刚玉及其制备方法。

背景技术

铝铬渣是铝热还原反应冶炼金属铬所衍生的副产物。在冶炼金属铬时利用金属铝与工业氧化铬发生还原反应制取金属铬，金属铝粉与Cr₂O₃在熔融的状态下发生激烈的化学反应，生成的Al₂O₃迅速向刚玉相转变，同时与未反应完全的Cr₂O₃固溶，生成铝铬固溶体，即铝铬渣。铝铬渣作为固体废弃物，会对环境造成污染，尤其是其中的六价铬会严重危害环境和人体健康；而将铝铬渣直接添加到含铬耐火制品中加以利用，但仍存在对环境有污染的六价铬化合物。

为降低铝铬渣中六价铬化合物含量和杂质成分，专利“一种铬刚玉料及其生产方法”(CN103896609A)专利技术，该技术将铝铬渣、石油焦等物质压成球料，烘干后加入到电弧炉中，制得铬刚玉料，但上述方法未能彻底分离铬质元素，仍存在潜在的六价铬污染危害。为彻底分离铬质元素，“一种电熔刚玉材料及其生产方法”(CN104788112A)专利技术，同样采用铝铬渣为原料，以石油焦为还原剂在电弧炉中熔炼制的电熔刚玉，此方法完全以铝铬渣为主要原料，铝铬渣中含有较高的CaO，熔炼过程中不能完全去除，所制电熔刚玉中存在较高的CaO组分，影响其电熔刚玉的使用性能。

电熔刚玉的制备一般以工业氧化铝、均化矾土和高铝矾土等作为铝源，如专利“棕刚玉的冶炼工艺”(CN102815731A)和专利“高密度白刚玉及其制备工艺”(CN102674870A)等，但由于我国资源的逐渐紧张，不仅成本高，且大量消耗上述资源不利于工业的可持续发展。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种能大量消耗铝铬渣、缓解铝铬渣对环境危害、价格低廉和环境友好的以铝铬渣为主料的电熔刚玉的制备方法，用该方法制备的以铝铬渣为主料的电熔刚玉致密度良好。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

所述以铝铬渣为主料的电熔刚玉的化学成分是：铝铬渣颗粒为65～73wt％；炭质原料为4～8wt％；工业氧化铝细粉为8～16wt％；高铝矾土细粉为8～13wt％；氟化铝细粉为1～5wt％。

按所述以铝铬渣为主料的电熔刚玉的化学成分：先将所述铝铬渣颗粒和所述炭质原料混合均匀，得到混合料；将所述混合料加入电弧炉中，在2000～2200℃条件下保温3～6小时；再向所述电弧炉中加入所述工业氧化铝细粉、所述高铝矾土细粉和所述氟化铝细粉，然后在2000～2200℃条件下保温4～7小时，自然冷却至室温，制得以铝铬渣为主料的电熔刚玉。

所述铝铬渣颗粒为冶炼金属铬产生的炉渣；所述铝铬渣颗粒的化学成分是：Al₂O₃为75～85wt％，Cr₂O₃为8～15wt％，CaO≤3wt％，Fe₂O₃≤2wt％，MgO≤2wt％；所述铝铬渣的粒径≤5mm。

所述炭质原料为焦炭、炭黑和石墨中的一种以上；所述炭质原料的C含量≥75wt％。