CN101823872B - 合成亚铁铝尖晶石的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种合成亚铁铝尖晶石的方法，属于耐火材料技术领域，将含铁化合物和含铝化合物按Fen+∶A13+的摩尔比1∶2进行配比，外加上述混合物重量1～6％的结合剂，经混合、压制、干燥后在氮气气氛下烧成制得，烧成温度为1300～1700℃，保温时间为2～12小时。合成纯度高，工艺简单，易于实施。

Description

合成亚铁铝尖晶石的方法
技术领域
本发明涉及一种合成亚铁铝尖晶石的方法，属于耐火材料技术领域。
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。
亚铁铝尖品石在自然界中存在极少，只能采用人工合成。如CN200710053793.3的“一种合成铁铝尖晶石的方法”专利申请中记载了采用Al2O3、Al(OH)3、Al2O3·H2O以及矾土等与Fe2O3、FeO及Fe3O4等含铁化合物混合的方法，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。CN200510019267.6的“一种合成铁铝尖晶石及其制备方法”，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。
发明内容
本发明的目的在于提供一种合成亚铁铝尖晶石的方法，合成纯度高，工艺简单，易于实施。
本发明所述的合成亚铁铝尖晶石的方法，将含铁化合物和含铝化合物按Fen+∶Al3+的摩尔比1∶2进行配比，外加上述混合物重量1～6％的结合剂，经混合、压制、干燥后在氮气气氛下烧成制得。
产品经XRD检测，主要物相为FeAl2O4，占材料总量的80wt％以上。
其中：
烧成温度为1300～1700℃，保温时间为2～12小时。
含铝化合物为刚玉、烧结铝矾土、水铝石、氢氧化铝和工业氧化铝中的一种或任意几种的组合，粒度小于180目。
含铁化合物为FeO、Fe2O3、金属铁粉和轧钢皮中的一种或任意几种的组合，粒度小于180目。
结合剂为淀粉、糊精、树脂、聚乙烯醇和甲基纤维素中的一种或任意几种的组合。
由于本专利中的实施气氛为氮气，且氮气气氛中氧分压低，铁氧化物中的Fe3+将转变为Fe2+，进而与氧化铝形成稳定存在的FeAl2O4，避免了铁在不同价态之间变化而导致的体积效应，产品性能稳定。而且本发明方法合成纯度高，工艺简单，易于实施。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
取粒度小于180目的工业氧化铝粉和轧钢皮细粉，按照Al3+与Fen+离子的摩尔比为2∶1进行配料、共磨，然后加入上述重量总量4％的甲基纤维素结合剂，然后加水混炼，经压力机压制成型、干燥后进入高温窑升温；在高温窑中经1400-1500℃、氮气气氛下保温12小时后自然冷却取出。
本实施例所合成的亚铁铝尖晶石，经X射线衍射检测，其物相主要为FeAl2O4，占材料总量的80wt％以上。
实施例2
取粒度小于180目的工业氧化铝粉和氧化铁红细粉，按照Al3+与Fe3+离子的摩尔比为2∶1进行配料、共磨，然后加入上述重量总量5％的糊精结合剂，然后加水混炼，经压力机成型、干燥后进入高温窑升温；在高温窑中经1500-1600℃、氮气气氛下保温8小时后自然冷却取出。
本实施例所合成的亚铁铝尖晶石，经X射线衍射检测，其物相主要为FeAl2O4，占材料总量的80wt％以上。
实施例3
取粒度小于180目的矾土粉和轧钢皮细粉，按照Al3+与Fen+离子的摩尔比为2∶1进行配料、共磨，然后加入上述重量总量5％的聚乙烯醇结合剂，然后加水混炼，经压力机成型、干燥后进入高温窑升温；在高温窑中经1500-1600℃、氮气气氛下保温9小时后自然冷却取出。
本实施例所合成的亚铁铝尖晶石，经X射线衍射检测，其物相主要为FeAl2O4，占材料总量的80wt％以上。
实施例4
取粒度小于180目的水铝石细粉和轧钢皮细粉，按照Al3+与Fen+离子的摩尔比为2∶1进行配料、共磨，然后加入上述重量总量3％的淀粉和2％的糊精混合的结合剂，然后加水混炼，经压力机成型、干燥后进入高温窑升温；在高温窑中经1500-1650℃、氮气气氛下保温7小时后自然冷却取出。
本实施例所合成的亚铁铝尖晶石，经X射线衍射检测，其物相主要为FeAl2O4，占材料总量的80wt％以上。
实施例5
取粒度小于180目的工业氧化铝、矾土细粉(2∶1的比例)和轧钢皮细粉，按照Al3+与Fen+离子的摩尔比为2∶1进行配料、共磨，然后加入上述重量总量3％的淀粉和2％的聚乙烯醇的混合结合剂，然后加水混炼，经压力机成型、干燥后进入高温窑升温；在高温窑中经1450-1560℃、氮气气氛下保温10小时后自然冷却取出。
本实施例所合成的亚铁铝尖晶石，经X射线衍射检测，其物相主要为FeAl2O4，占材料总量的80wt％以上。

Claims (1)

1.一种合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于将含铁化合物与含铝化合物按Fen+与AI3+的摩尔比1∶2进行配比，外加上述混合物重量1-6％的结合剂，经混合压制干燥在氮气气氛下烧成制得，烧成温度为1300℃ - 1700℃，保温时间2-12小时，含铝化合物为刚玉，烧结铝钒土，水铝石，氢氧化铝和工业氧化铝中的一种或任意几种的组合，粒度小于180目；含铁化合物为FeO、Fe2O3、金属铁粉、轧铁皮中的一种或任意几种的组合，粒度小于180目；结合剂为：淀粉、糊精、树脂、聚乙烯醇和甲基纤维素中的一种或任意几种的组合。 
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