[发明专利]活性镁铝尖晶石粉的制备方法

说明书

本发明公开了一种活性镁铝尖晶石粉的制备方法，旨在解决现有技术中镁铝尖晶石制备工艺复杂、能耗大、所制得产品性能差的技术问题。本发明镁铝尖晶石粉的制备方法为：取质量百分比为35～90%：9～60%：1～5%的铝灰、镁质原料、除杂剂，制备混料；将所得混料粉磨；以空气为助燃介质，富氧环境下1100～1650℃煅烧，即得。本发明以铝灰为铝质原料，实现了危险废弃物的无害化处理和资源化利用；除杂剂可快速去除铝灰中钠盐、钾盐等杂质，同时使铝灰中的氮化铝在高温下快速氧化脱氮，生成无毒无害氮气，环保无污染；富氧高温煅烧过程中，利用铝灰中残留的金属铝燃烧放热，能耗低。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种活性镁铝尖晶石粉的制备方法。

背景技术

镁铝尖晶石是一种优质的碱性耐火材料，其熔点高、强度高、导热性好、稳定性好、抗渣性好，广泛应用在钢包浇注料、钢包衬砖、水泥回转窑等领域。但其合成过程中伴随着体积膨胀，致密化需要较高的温度，能耗大、同时对设备要求较高。

铝灰是铝工业生产过程中产生的废弃物，主要成分为单质铝、铝的化合物、氧化硅、氧化镁、钠盐、钾盐、氟化盐、氧化钛等，具有毒性及易燃性。电解铝工艺熔体转移、净化、除杂过程熔体表面产生的浮渣，废铝熔炼熔体转移、净化、除杂过程熔体表面产生的浮渣（盐渣和铝灰），熔盐法从铝灰、铝渣中回收金属铝的过程中产生的盐渣和二次铝灰均被列入2019版《国家危险废物名录》。据统计，每生产1吨铝，大概产生15～30kg的铝灰，2019年国内铝产量为3500万吨，产生铝灰约52.5～105万吨，其无害化和资源化是铝工业生产中迫切需要解决的问题。

另一方面，中国专利文献CN108585826A中公开了“利用二次铝灰制备镁铝尖晶石的方法”，其是将二次铝灰经900-1200℃煅烧、水浸除杂、压球再进行烧结或电熔制备镁铝尖晶石，处理工艺复杂，工艺流程长，能耗大；中国专利文献CN105294135A中公开了“一种利用铝灰直接制备铝尖晶石耐火材料的方法及其制备的材料”，其是采用铝灰直接制备的镁铝尖晶石，但其制成品体密低、杂质含量高，抗渣侵蚀性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种活性镁铝尖晶石粉的制备方法，以期在实现铝灰无害化、资源化利用的同时解决现有技术中镁铝尖晶石制备工艺复杂、能耗大的技术问题，以为二步法合成镁铝尖晶石提供原料。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案如下：

设计一种活性镁铝尖晶石粉的制备方法，包括以下步骤：

（1）以质量百分比计，由铝灰35～90%、镁质原料9～60%、除杂剂1～5%的混合制成混料；

（2）粉磨所得混料；

（3）以空气为助燃介质，富氧环境下1100～1650℃煅烧，即得活性镁铝尖晶石粉。

优选的，在所述步骤（1）中，以质量百分数计，所述铝灰中含Al 5～15%、Al₂O₃ 50～75%、AlN 10～25%、SiO₂≤2%、Fe₂O₃≤1.5%、CaO≤1%。

优选的，在所述步骤（1）中，镁质原料为菱镁矿、轻烧镁砂、方镁石、氢氧化镁中的至少一种。

优选的，在所述步骤（1）中，镁质原料纯度≥98%、粒度大小控制为200～350目。

优选的，在所述步骤（1）中，除杂剂为氟化铵、氯化铵、氟化铝、碳酸铵中的至少一种。

优选的，在所述步骤（2）中，粉磨的粒度大小控制为150目～325目。

优选的，在所述步骤（3）中，煅烧时间控制为0.5～1h。