[发明专利]铝镁轻质耐火材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种铝镁轻质耐火材料的制备方法，旨在解决现有技术中高端轻质耐火材料缺乏的技术问题。本发明铝镁轻质耐火材料的制备方法包括以下步骤：取铝灰纯化；取质量比为2～4:1的纯化铝灰和氧化镁配料；粉磨至粒度为200～325目，得粉料；取造孔剂加入粉料中，粉料和造孔剂的体积比为0.5～1:1；再加入粘结剂得混合物；粘结剂的浓度为所述混合物质量的3～30%；搅拌均匀；压制成坯体，干燥，1200～1650℃温度下烧结，保温即成。本发明采用铝灰制备铝镁质轻质耐火材料可以充分利用铝灰中的铝质和镁质成分、实现铝灰的无害化和资源化，节约自然资源、降低生产成本；实现了填补市场中高端铝镁质轻质耐火材料的缺口的目的。

技术领域

本发明涉及耐火材料制备技术领域，具体涉及一种铝镁轻质耐火材料的制备方法。

背景技术

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，轻质耐火材料的市场需求也在逐年增加，2018年轻质耐火制品54.10万吨，同比增长5.14%；2019年轻质耐火制品58.9万吨，同比增长8.9%；目前低端轻质耐火材料以低端黏土质和铝硅质为主，高端轻质耐火材料以氧化铝空心球砖为主，中、高端的铝镁质轻质耐火材料较为缺乏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种铝镁轻质耐火材料的制备方法，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高端轻质耐火材料缺乏的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种铝镁轻质耐火材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）取铝灰纯化；

（2）取质量比为2～4:1的纯化铝灰和氧化镁配料；粉磨至粒度为200～325目，得粉料；

（3）取造孔剂加入粉料中，所述粉料和造孔剂的体积比为0.5～1:1；再加入粘结剂得混合物；所述粘结剂占所述混合物质量的3～30%；

（4）搅拌均匀后制成坯体，干燥，1200～1650℃温度下烧结，保温，即成。

优选的，在所述步骤（1）中，采用热法纯化铝灰：将质量比为50～100:1的铝灰和纯化剂在800～1650℃温度下保温0.5～5h。

进一步的，所述纯化剂为碳酸铵、氟化铵、硼酸、氟化铝中的至少一种；此类纯化剂可快速彻底去除铝灰中钠盐、钾盐等杂质，同时促使铝灰中的氮化铝快速氧化脱氮，生成无毒无害的氮气，环保无污染。

优选的，在所述步骤（3）中，造孔剂为炭黑、1～3mm聚乙烯球、50～200目锯末中的至少一种。

优选的，在所述步骤（3）中，粘结剂为聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、纸浆中的至少一种。

优选的，在所述步骤（4）中，坯体采用振动或压制成型。

优选的，在所述步骤（4）中，干燥方式为先于70～90℃下干燥20～25h，再于100～150℃下干燥10～12h。

优选的，在所述步骤（4）中，保温控制为0.5～5h。

在以上制备过程中，可充分利用现有技术手段及设备对所产生的废气进行回收利用，并经处理达标后排放。