CN103011863A - 一种处理工业矿物用回转窑窑口浇注料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种处理工业矿物用回转窑窑口浇注料及其制备方法。其技术方案是：先以40~60wt%的棕刚玉颗粒或矾土颗粒、20~40wt%的莫来石颗粒、6~20wt%的白刚玉细粉、5~15wt%的碳化硅细粉、1~5wt%的氧化硅微粉、1~8wt%的活性α氧化铝微粉和2~8wt%的铝酸盐水泥为原料，再外加所述原料4~8wt%的水和0.1~0.4wt%的减水剂，搅拌均匀，浇注振动成型。成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，然后在110℃条件下干燥24~48小时。本发明制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料的产品化学成分主要是Al2O3和SiC，其主晶相为刚玉、碳化硅和莫来石，不仅具有较高的强度，还具有良好的抗侵蚀性能、热震稳定性和耐磨损性能的特点。
Description
技术领域
本发明属于回转窑用浇注料技术领域。具体涉及一种处理工业矿物用回转窑窑口浇注料及其制备方法。
背景技术
回转窑是一类重要的热工设备，被广泛用于水泥、石灰、工业矿物以及工业废弃物的生产或处理。回转窑窑口工作衬传统上也采取耐火砖砌筑的方式，但容易掉砖且水泥窑长期运转后容易变形，导致砌砖及维护困难。因此，近二十年来浇注料逐渐在回转窑窑口得到应用，有效地解决了筒体变形问题，取得了较好的效果。但除了在水泥工业外，还有大量的其他用途的回转窑，比如烧结球团、煅烧石灰、白云石、处理化工原料及废弃物等用回转窑和水泥窑有所不同，需要处理高碱、含硫化物、含钒、钛岩石等矿物原料，比如利用含钒页岩提取钒氧化物的工艺中需要把页岩在回转窑中焙烧，同时需要加入一定量的添加剂如NaCl、Na2SO4或Na2CO3，实现钒由低价态向高价态的转化，添加剂总量占原矿量的6%~15wt%。但焙烧过程中局部过热以及长期的运转过程中，窑衬耐火材料受到煅烧矿物、添加剂的双重侵蚀、磨损以及机械应力和热震问题，导致耐火材料抗侵蚀性能不好、热震稳定性差、结圈严重和寿命降低。
因此，处理工业矿物的回转窑用耐火材料和水泥回转窑要求不尽相同，不仅要求耐火材料具有良好的力学性能，还要求耐火材料具有良好的热震稳定性、抗碱和抗盐侵蚀性能，而目前的处理工业矿物的回转窑用耐火材料还难以满足该回转窑的生产需要。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种不仅具有较高的强度，还具有良好的抗侵蚀性能、热震稳定性和耐磨损性能的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：先以40~60wt%的棕刚玉颗粒或矾土颗粒、20~40wt%的莫来石颗粒、6~20wt%的白刚玉细粉、5~15wt%的碳化硅细粉、1~5wt%的氧化硅微粉、1~8wt%的活性α氧化铝微粉和2~8wt%的铝酸盐水泥为原料，再外加所述原料4~8wt%的水和0.1~0.4wt%的减水剂，搅拌均匀，浇注振动成型。成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，然后在110℃条件下干燥24~48小时，制得处理工业矿物用回转窑窑口浇注料。
所述的棕刚玉颗粒的Al2O3含量>90wt%，棕刚玉颗粒的粒径为0.5~8mm。
所述的矾土颗粒的Al2O3含量>86wt%，矾土颗粒的粒径为0.5~8mm。
所述的白刚玉细粉的Al2O3含量>90wt%，白刚玉细粉的粒径小于88μm。
所述的莫来石颗粒的Al2O3含量>44wt%，莫来石颗粒的粒径为0.5~8mm。
所述的碳化硅细粉的SiC含量>90wt%；碳化硅细粉的粒径小于88μm。
所述的氧化硅微粉和活性α氧化铝微粉的粒径小于15μm。
所述的减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、聚乙二醇型缩聚物、分散性氧化铝、聚羧酸系减水剂中的一种。
所述的铝酸盐水泥为CA-60铝酸盐水泥或为CA-70铝酸盐水泥。 由于采用上述技术方案，本发明以棕刚玉或矾土为骨料，以碳化硅、白刚玉细粉、活性氧化铝和氧化硅微粉为基质，以铝酸盐水泥为结合剂，所生产的产品化学成分主要是氧化铝与碳化硅，其主晶相为刚玉、碳化硅、高温下反应还会生成莫来石。采用本发明所制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料气孔率低、平均孔径小、热震稳定性好、强度较高和抗熟料、碱、盐等介质侵蚀能力强，显气孔率为15~17%，容重为2.80~3.15g/cm3，抗折强度为8~12MPa；在1000℃烘烤后，抗折强度达为12~20MPa，磨损量小于2%。有效地解决了处理工业矿物的回转窑用耐火材料磨损、结圈和侵蚀问题，保证了回转窑的高效运转。
因此，本发明制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料不仅具有较高的强度，还具有良好的抗侵蚀性能、热震稳定性和耐磨损性能的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步描述，并非对其保护范围的限制。
为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的原料统一描述如下，实施例中不再赘述：
棕刚玉颗粒的Al2O3含量>90wt%，棕刚玉颗粒的粒径为0.5~8mm；矾土颗粒的Al2O3含量>86wt%，矾土颗粒的粒径为0.5~8mm；白刚玉细粉的Al2O3含量>90wt%，白刚玉细粉的粒径小于88μm；莫来石颗粒的Al2O3含量>44wt%，莫来石颗粒的粒径为0.5~8mm；碳化硅细粉的SiC含量>90wt%。碳化硅细粉的粒径小于88μm；氧化硅微粉和活性α氧化铝微粉的粒径小于15μm。
实施例1
一种处理工业矿物用回转窑窑口浇注料及其制备方法。以40~50wt%的棕刚玉颗粒、20~25wt%的莫来石颗粒、15~20wt%的白刚玉细粉、5~10wt%的碳化硅细粉、1~5wt%的氧化硅微粉、1~8wt%的活性α氧化铝微粉和2~8wt%的CA-70铝酸盐水泥，再外加上述混合料4~8wt%的水和0.1~0.2wt%的三聚磷酸钠，搅拌均匀，浇注振动成型。成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，然后在110℃条件下干燥24~48小时，制得处理工业矿物用回转窑窑口浇注料。
本实施例制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料经检查：显气孔率为15~17%，容重为2.85~3.15 g/cm3，抗折强度为8~12MPa；在1000℃烘烤后，抗折强度为12~20MPa，磨损量小于2%。
实施例2
一种处理工业矿物用回转窑窑口浇注料及其制备方法。先以40~50wt%的棕刚玉、25~30wt%的莫来石颗粒、6~15wt%的白刚玉细粉、10~15wt%的碳化硅细粉、1~5wt%的氧化硅微粉、1~8wt%的活性α氧化铝微粉和2~8wt%的CA-70铝酸盐水泥为原料，再外加所述原料4~8wt%的水和0.1~0.2wt%的六偏磷酸钠，拌均匀，浇注振动成型。成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，然后在110℃条件下干燥24~48小时，制得处理工业矿物用回转窑窑口浇注料。
本实施例制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料经检查：显气孔率为15~17%，容重为2.85~3.15g/cm3，抗折强度为8~12MPa；在1000℃烘烤后，抗折强度达为12~20MPa，磨损量小于2%。
实施例3
一种处理工业矿物用回转窑窑口浇注料及其制备方法。先以40~50wt%的棕刚玉、30~35wt%的莫来石颗粒、6~15wt%的白刚玉细粉、10~15wt%的碳化硅细粉、1~5wt%的氧化硅微粉、1~8wt%的活性α氧化铝微粉和2~8wt%的CA-70铝酸盐水泥为原料，再外加所述原料4~8wt%的水和0.1~0.2wt%的聚乙二醇型缩聚物，搅拌均匀，浇注振动成型。成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，然后在110℃条件下干燥24~48小时，制得处理工业矿物用回转窑窑口浇注料。
本实施例制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料经检查：显气孔率为15~17%，容重为2.80~3.12 g/cm3，抗折强度为8~12MPa；在1000℃烘烤后，抗折强度达为12~20MPa，磨损量小于2%。
实施例4
一种处理工业矿物用回转窑窑口浇注料及其制备方法。先以40~50wt%的棕刚玉颗粒、35~40wt%的莫来石颗粒、6~15wt%的白刚玉细粉、5~10wt%的碳化硅细粉、1~5wt%的氧化硅微粉 、1~8wt%的活性α氧化铝微粉和2~8wt%的CA-60或CA-70铝酸盐水泥为原料，再外加所述原料4~8wt%的水、0.2~0.3wt%的分散性氧化铝，搅拌均匀，浇注振动成型。成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，然后在110℃条件下干燥24~48小时，制得处理工业矿物用回转窑窑口浇注料。
本实施例制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料经检查：显气孔率为15~17%，容重为2.85~3.15 g/cm3，抗折强度为8~12MPa；在1000℃烘烤后，抗折强度达为12~20MPa，磨损量小于2%。
实施例5
一种处理工业矿物用回转窑窑口浇注料及其制备方法。先以50~60wt%的棕刚玉颗粒、25~30wt%的莫来石颗粒、6~15wt%的白刚玉细粉、5~10wt%的碳化硅细粉、1~5wt%的氧化硅微粉、1~8wt%的活性α氧化铝微粉和2~8wt%的CA-70铝酸盐水泥为原料，再外加所述原料4~8wt%的水、0.3~0.4wt%的分散性氧化铝，搅拌均匀，浇注振动成型。成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，然后在110℃条件下干燥24小时，制得处理工业矿物用回转窑窑口浇注料。
本实施例制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料经检查：显气孔率为15~17%，容重为2.85~3.15 g/cm3，抗折强度为8~12MPa；在1000℃烘烤后，抗折强度达到12~20MPa，磨损量小于2%。
实施例6
一种处理工业矿物用回转窑窑口浇注料及其制备方法。先以50~60wt%的棕刚玉颗粒、20~25wt%的莫来石颗粒、6~15wt%的白刚玉细粉、10~15wt%的碳化硅细粉、1~5wt%的氧化硅微粉、1~8wt%的活性α氧化铝微粉和 2~8wt%的CA-70铝酸盐水泥为原料，再外加所述原料4~8wt%的水和0.1~0.2wt%的聚羧酸系，搅拌均匀，浇注振动成型。成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，然后在110℃条件下干燥24~48小时，制得处理工业矿物用回转窑窑口浇注料。
本实施例制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料经检查：显气孔率为15~17%，容重为2.80~3.12 g/cm3，抗折强度为8~12MPa；在1000℃烘烤后，抗折强度达到12~20MPa，磨损量小于2%。
实施例7
一种处理工业矿物用回转窑窑口浇注料及其制备方法。先以50~60wt%的棕刚玉颗粒、20~25wt%的莫来石颗粒、6~15wt%的白刚玉细粉、5~10wt%的碳化硅细粉、1~5wt%的氧化硅微粉、1~8wt%的活性α氧化铝微粉和2~8wt%的CA-70铝酸盐水泥为原料，再外加所述原料4~8wt%的水和0.1~0.2wt%的三聚磷酸钠，搅拌均匀，浇注振动成型。成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，然后在110℃条件下干燥24~48小时，制得处理工业矿物用回转窑窑口浇注料。
本实施例制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料经检查：显气孔率为15~17%，容重为2.85~3.15 g/cm3，抗折强度为8~12MPa；在1000℃烘烤后，抗折强度达到12~20MPa，磨损量小于2%。
实施例8
一种处理工业矿物用回转窑窑口浇注料及其制备方法，先以40~50wt%的矾土颗粒、30~35wt%的莫来石颗粒、6~15wt%的白刚玉细粉、10~15wt%的碳化硅细粉、1~5wt%的氧化硅微粉、1~8wt%的活性α氧化铝微粉和2~8wt%的CA-70铝酸盐水泥为原料，再外加所述原料4~8wt%的水和0.2~0.3wt%的六偏磷酸钠，搅拌均匀，浇注振动成型。成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，然后在110℃条件下干燥24~48小时，制得处理工业矿物用回转窑窑口浇注料。
本实施例制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料经检查：显气孔率为15~17%，容重为2.80~3.12 g/cm3，抗折强度为8~12MPa；在1000℃烘烤后，抗折强度达到12~20MPa，磨损量小于2%。
实施例9
一种处理工业矿物用回转窑窑口浇注料及其制备方法。先以40~50wt%的矾土颗粒、35~40wt%的莫来石颗粒、6~15wt%的白刚玉细粉、5~10wt%的碳化硅细粉、1~5wt%的氧化硅微粉、1~8wt%的活性α氧化铝微粉、2~8wt%的CA-70铝酸盐水泥为原料，再外加所述原料4~8wt%的水和0.1~0.2wt%的聚乙二醇型缩聚物，搅拌均匀，浇注振动成型。成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，再然后在110℃条件下干燥24~48小时，制得处理工业矿物用回转窑窑口浇注料。
本实施例制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料经检查：显气孔率为15~17%，容重为2.80~3.12 g/cm3，抗折强度为8~12MPa；在1000℃烘烤后，抗折强度达到12~20MPa，磨损量小于2%。
实施例10
一种处理工业矿物用回转窑窑口浇注料及其制备方法。先以50~60wt%的矾土颗粒、25~30wt%的莫来石颗粒、6~15wt%的白刚玉细粉、5~10wt%的碳化硅细粉、的1~5wt%氧化硅微粉、1~8wt%的活性α氧化铝微粉和2~8wt%的CA-70铝酸盐水泥为原料，再外加所述原料4~8wt%的水和0.1~0.2wt%的分散性氧化铝，搅拌均匀，浇注振动成型。成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，然后在110℃条件下干燥24~48小时，制得处理工业矿物用回转窑窑口浇注料。
本实施例制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料经检查：显气孔率为15~17%，容重为2.80~3.12 g/cm3，抗折强度为8~12MPa；在1000℃烘烤后，抗折强度达到12~20MPa，磨损量小于2%。
实施例11
一种处理工业矿物用回转窑窑口浇注料及其制备方法。先以50~60wt%的矾土颗粒、25~30wt%的莫来石颗粒、6~15wt%的白刚玉细粉、10~15wt%的碳化硅细粉、1~5wt%的氧化硅微粉、1~8wt%的活性α氧化铝微粉和2~8wt%的CA-70铝酸盐水泥为原料，再外加所述原料4~8wt%的水和0.1~0.2wt%的聚羧酸系，搅拌均匀，浇注振动成型。成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，然后在110℃条件下干燥24~48小时，制得处理工业矿物用回转窑窑口浇注料。
本实施例制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料经检查：显气孔率为15~17%，容重为2.80~3.12 g/cm3，抗折强度为8~12MPa；在1000℃烘烤后，抗折强度达到12~20MPa，磨损量小于2%。
实施例12
一种处理工业矿物用回转窑窑口浇注料及其制备方法。先以40~50wt%的矾土颗粒、35~40wt%的莫来石颗粒、6~15wt%的白刚玉细粉、5~10wt%的碳化硅细粉、1~5wt%的氧化硅微粉、1~8wt%的活性α氧化铝微粉和2~8wt%的CA-60铝酸盐水泥为原料，再外加所述原料4~8wt%的水和0.2~0.3wt%的六偏磷酸钠，搅拌均匀，浇注振动成型。成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，然后在110℃条件下干燥24~48小时，制得处理工业矿物用回转窑窑口浇注料。
本实施例制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料经检查：显气孔率为15~17%，容重为2.80~3.12 g/cm3，抗折强度为8~12MPa；在1000℃烘烤后，抗折强度达到12~20MPa，磨损量小于2%。
实施例13
一种处理工业矿物用回转窑窑口浇注料及其制备方法，先以50~60wt%的矾土颗粒、25~30wt%的莫来石颗粒、6~15wt%的白刚玉细粉、5~10wt%的碳化硅细粉、1~5wt%的氧化硅微粉、1~8wt%的活性α氧化铝微粉和2~8wt%的CA-60铝酸盐水泥为原料，再外加所述原料4~8wt%的水和0.3~0.4wt%的分散性氧化铝，搅拌均匀，浇注振动成型。成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，然后在110℃条件下干燥24~48小时，制得处理工业矿物用回转窑窑口浇注料。
本实施例制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料经检查：显气孔率为15~17%，容重为2.80~3.12 g/cm3，抗折强度为8~12MPa；在1000℃烘烤后，抗折强度达到12~20MPa，磨损量小于2%。
本具体实施方式以棕刚玉或矾土为骨料，以碳化硅、白刚玉细粉、活性氧化铝和氧化硅微粉为基质，以铝酸盐水泥为结合剂，所生产的产品化学成分主要是氧化铝与碳化硅，其主晶相为刚玉、碳化硅、高温下反应还会生成莫来石。采用本具体实施方式所制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料气孔率低、平均孔径小、热震稳定性好、强度较高和抗熟料、碱、盐等介质侵蚀能力强；显气孔率为15~17%，容重为2.80~3.15g/cm3，抗折强度为8~12MPa；在1000℃烘烤后，抗折强度达为12~20MPa，磨损量小于2%。有效地解决了处理工业矿物的回转窑用耐火材料磨损、结圈和侵蚀问题，保证了回转窑的高效运转。
因此，本具体实施方式制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料不仅具有较高的强度，还具有良好的抗侵蚀性能、热震稳定性和耐磨损性能的特点。
Claims (10)
1.一种处理工业矿物用回转窑窑口浇注料的制备方法，其特征在于先以40~60wt%的棕刚玉颗粒或矾土颗粒、20~40wt%的莫来石颗粒、6~20wt%的白刚玉细粉、5~15wt%的碳化硅细粉、1~5wt%的氧化硅微粉、1~8wt%的活性α氧化铝微粉和2~8wt%的铝酸盐水泥为原料，再外加所述原料4~8wt%的水和0.1~0.4wt%的减水剂，搅拌均匀，浇注振动成型，成型后的坯体自然干燥24小时，然后在110℃条件下干燥24~48小时。
2.根据权利要求1所述的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料的制备方法，其特征在于所述的棕刚玉颗粒的Al2O3含量>90wt%，棕刚玉颗粒的粒径为0.5~8mm。
3.根据权利要求1所述的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料的制备方法，其特征在于所述的矾土颗粒的Al2O3含量>86wt%，矾土颗粒的粒径为0.5~8mm。
4.根据权利要求1所述的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料的制备方法，其特征在于所述的白刚玉细粉的Al2O3含量>90wt%，白刚玉细粉的粒径小于88μm。
5.根据权利要求1所述的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料的制备方法，其特征在所述的莫来石颗粒的Al2O3含量>44wt%，莫来石颗粒的粒径为0.5~8mm。
6.根据权利要求1所述的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料的制备方法，其特征在于所述的碳化硅细粉的SiC含量>90wt%，碳化硅细粉的粒径小于88μm。
7.根据权利要求1所述的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料的制备方法，其特征在于所述的氧化硅微粉和活性α氧化铝微粉的粒径小于15μm。
8.根据权利要求1所述的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料的制备方法，其特征在于所述的减水剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、聚乙二醇型缩聚物、分散性氧化铝、聚羧酸系减水剂中的一种。
9.根据权利要求1所述的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料的制备方法，其特征在于所述的铝酸盐水泥为CA-60铝酸盐水泥或为CA-70铝酸盐水泥。
10.根据权利要求1~9项中任一项所述的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料的制备方法所制备的处理工业矿物用回转窑窑口浇注料。
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