[发明专利]一种多极镁电解槽用半硅砖及其制备工艺

说明书

本发明提供一种多极镁电解槽用半硅砖及其制备工艺，涉及节能型耐火材料技术领域，该半硅砖原料包括以下重量份的组分：叶腊石熟料颗粒30‑50份、高岭土熟料颗粒10‑20份、叶腊石细粉10‑20份、高岭土粘土细粉15‑25份、硅石细粉3‑10份、硅微粉3‑10份、纸浆溶液1‑2份。本发明制备的半硅砖高温体积稳定，使用过程中稍微有膨胀，有利于提高砌体的整体性，减弱熔渣沿砖缝对砌体的侵蚀作用，半硅砖与高温熔渣接触后，发生化学反应，在砖的表面形成一层粘度很大的釉状物质(SiO₂含量高的熔融物厚度1‑2ram)，阻止熔渣向砖内渗透，形成一保护层，从而提高了抗热震侵蚀的能力。

技术领域

本发明涉及节能型耐火材料技术领域，具体涉及一种多极镁电解槽用半硅砖及其制备工艺。

背景技术

随着电炉熔炼生产技术的不断发展和进步，人们对海绵钛生产采用镁热还原法(劳尔法)，镁还原的实质是，在880℃～950℃下的氩气气氛中，让四氯化钛与金属镁进行反应得到海绵状的金属钛和氯化镁，用真空蒸馏除去海绵钛中的氯化镁和过剩的镁，从而获得纯钛，蒸馏冷凝物可经熔化回收金属镁，氯化镁经熔盐电解回收镁和氯气。从精制四氯化钛中制取金属钛，分为还原和蒸馏两个步骤。对于与海绵钛企业配套的镁电解车间，由于还原蒸馏产出的氯化镁品质好，完全适合于多极槽电解，镁冶炼企业采用多极电解槽技术，可降低耗电能40％左右，可确保氯气浓度高于87％,且无阴极废气排放，自动化程度高，从而大大节约了项目的投资，不仅要求耐火材料有更长的使用寿命，同时要求耐火材料环保、节能。

镁还原的主要反应为:TiCl₄+2Mg＝Ti+2MgCl₂；

在还原过程中，TiCl₄中的微量杂质，如AlCl₃、FeCl₃、SiCl₄、VOCl₃等均被镁还原生成相应的金属，这些金属全部混在海绵钛中。而混杂在镁中的杂质钾、钙、钠等，也是还原剂，它们分别将TiCl₄还原并生成相应的杂质氯化物。镁还原过程包括:TiCl₄液体的气化→气体TiCl₄和液体Mg的外扩散→TiCl₄和Mg分子吸附在活性中心→在活性中心上进行化学反应→结晶成核→钛晶粒长大→MgCl₂脱附→MgCl₂外扩散。这一过程中的关键步骤是结晶成核，随着化学反应的进行伴有非均相成核。

经排放MgCl₂操作后的镁还原产物，含钛55％～60％、镁25％～30％、MgCl₂10％～15％，及少量TiCl₃和TiCl₂，常用蒸馏法将海绵钛中的镁和MgCl₂分离。

多极镁电解槽作为镁冶炼的重要设备之一，决定着镁冶炼的质量好坏。在生产过程中，多极镁电解槽连续运转，不仅要求耐火内衬具有良好的抗冲刷性、抗渣侵蚀性、抗气体侵蚀、高温体积稳定性、线膨胀率低、耐火性、热震稳定性等特点，还要求耐火内衬节能环保。

本发明的目的是提供一种节能环保型、施工性能好、抗冲刷能力强、抗气体侵蚀、高温体积稳定性好、热震稳定性好、线膨胀率低、及抗渣侵蚀性优良半硅砖，进而提高镁冶炼多极镁电解槽用半硅砖的使用寿命。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多极镁电解槽用半硅砖及其制备工艺，制得的半硅砖具有良好的耐高温性、高强度、良好的高温体积稳定性、耐侵蚀性和耐久性。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：