CN103922772A - 以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料及其制备方法。其技术方案是：将钛铁渣球磨至粒度≤100μm，置于马弗炉中在700~750℃条件下煅烧3~5小时；再向煅烧后的钛铁渣粉末中加入浓度为1~3mol/L的盐酸溶液，煅烧后的钛铁渣粉末与所述盐酸溶液的质量比为1︰(2~3)，搅拌，水洗和抽滤，制得前驱体钛铁渣粉末；然后在前驱体钛铁渣粉末中加入占前驱体钛铁渣粉末10~15wt%的水，湿磨至粒度≤60μm，真空挤泥成型，困料36~48小时；再置于电阻炉中升温至1500~1550℃，保温1~3小时，破碎，即得以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料。本发明具有工艺简单、生产成本低和对设备无特殊要求的特点，所制备的再生高铝耐火原料耐火度高和烧结性能优良。
Description
技术领域
本发明属于固体废弃物回收利用技术领域。具体涉及一种以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料及其制备方法。
背景技术
钛铁渣即冶炼钛铁合金所产生的炉渣。以钛铁矿为主要原料，采用金属铝为还原剂，石灰石为造渣剂，在高温条件下（一般在1900℃以上）通过铝热反应制备钛铁合金是目前广泛使用且成熟的工业技术手段。由于炉渣与钛铁合金的比重不同，因而二者易于分离。但多数企业将废弃的炉渣仅作为工业垃圾填埋或者简单的破碎处理后用于建材行业，不仅造成了资源的浪费且严重地污染了环境。
目前国内制备高铝耐火原料大多以天然高铝矾土原料（水铝石和高岭石）或工业氧化铝为起始原料，经提纯、均化、预烧等处理后高温烧成。但采用高铝矾土原料制备高铝耐火原料，受原料矿物中杂质（SiO2）含量的影响，尤其是Al2O3与SiO2在高温烧成过程中的二次莫来石化影响了高铝耐火原料的烧结性能，导致制备高铝耐火原料的工艺过程控制更加复杂；而采用工业氧化铝为起始原料，则需要将原料高度细粉碎，并进行预烧处理，同时引入烧结促进剂以此提高工业氧化铝的烧结性能，进而制得烧结致密的高铝耐火原料，这无疑增大了高铝耐火原料的工业生产成本，对制备高铝耐火原料的设备提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单、生产成本低和对设备无特殊要求的以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料的制备方法。用该方法所制备的以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料的耐火度高和烧结性能优良。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案的步骤是：
步骤一、将钛铁渣加入球磨机中，球磨至粒度小于或等于100μm，得到球磨后的钛铁渣粉末。
步骤二、将球磨后的钛铁渣粉末置于马弗炉中煅烧，煅烧温度为700~750℃，煅烧时间为3~5小时，得到煅烧后的钛铁渣粉末。
步骤三、向煅烧后的钛铁渣粉末中加入浓度为1~3mol/L的盐酸溶液，煅烧后的钛铁渣粉末与所述盐酸溶液的质量比为1︰(2~3)，搅拌0.5~1小时，经3~4次水洗和3~4次抽滤，制得前驱体钛铁渣粉末。
步骤四、在前驱体钛铁渣粉末中加入占前驱体钛铁渣粉末10~15wt%的水，湿磨至粒度小于或等于60μm，制得湿磨后的钛铁渣粉末。
步骤五、将湿磨后的钛铁渣粉末加入练泥机中，采用真空挤泥成型，困料36~48小时；再置于电阻炉中升温至1500~1550℃，保温1~3小时，破碎，即得以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料。
所述钛铁渣为冶炼钛铁合金所产生的炉渣，钛铁渣的要化学成分是：Al2O3含量≥75wt%；TiO2含量≥12wt%；CaO含量≥9wt%。
所述盐酸为化学分析纯。
所述真空挤泥成型的真空压力为0.02~0.03MPa。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
本发明以钛铁渣为起始原料，经破碎、球磨后成型烧成，不仅无特殊设备要求且制备工艺简单，还大幅降低高铝耐火原料的生产成本，适于工业生产推广。所制备的高铝耐火原料的耐火度≥1790℃；体积密度为3.20~3.24g/cm3，故耐火度高和烧结性能优良。
因此，本发明具有工艺简单、生产成本低和对设备无特殊要求的特点，用该方法所制备的再生高铝耐火原料耐火度高和烧结性能优良。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，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涉的下述技术参数统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述钛铁渣为冶炼钛铁合金所产生的炉渣，钛铁渣的要化学成分是：Al2O3含量≥75wt%；TiO2含量≥12wt%；CaO含量≥9wt%。
所述盐酸为化学分析纯。
所述真空挤泥成型的真空压力为0.02~0.03MPa。
实施例1
一种以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、将钛铁渣加入球磨机中，球磨至粒度小于或等于100μm，得到球磨后的钛铁渣粉末。
步骤二、将球磨后的钛铁渣粉末置于马弗炉中煅烧，煅烧温度为700~730℃，煅烧时间为3.5~5小时，得到煅烧后的钛铁渣粉末。
步骤三、向煅烧后的钛铁渣粉末中加入浓度为1~2.5mol/L的盐酸溶液，煅烧后的钛铁渣粉末与所述盐酸溶液的质量比1︰(2~3)，搅拌0.5~1小时，经3~4次水洗和3~4次抽滤，制得前驱体钛铁渣粉末。
步骤四、在前驱体钛铁渣粉末中加入占前驱体钛铁渣粉末10~13wt%的水，湿磨至粒度小于或等于60μm，制得湿磨后的钛铁渣粉末。
步骤五、将湿磨后的钛铁渣粉末加入练泥机中，采用真空挤泥成型，困料36~48小时；再置于电阻炉中升温至1500~1530℃，保温1.5~3小时，破碎，即得以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料。
本实施例制备的以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料：耐火度≥1790℃；体积密度为3.20~3.22g/cm3。
实施例2
一种以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、同实施例1的步骤一。
步骤二、同实施例1的步骤二。
步骤三、同实施例1的步骤三。
步骤四、同实施例1的步骤四。
步骤五、将湿磨后的钛铁渣粉末加入练泥机中，采用真空挤泥成型，困料36~48小时；再置于电阻炉中升温至1520~1550℃，保温1~2.5小时，破碎，即得以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料。
本实施例制备的以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料：耐火度≥1790℃；体积密度为3.21~3.23g/cm3。
实施例3
一种以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、同实施例1的步骤一。
步骤二、同实施例1的步骤二。
步骤三、向煅烧后的钛铁渣粉末中加入浓度为1.5~3mol/L的盐酸溶液，煅烧后的钛铁渣粉末与所述盐酸溶液的质量比1︰(2~3)，搅拌0.5~1小时，经3~4次水洗和3~4次抽滤，制得前驱体钛铁渣粉末。
步骤四、在前驱体钛铁渣粉末中加入占前驱体钛铁渣粉末12~15wt%的水，湿磨至粒度小于或等于60μm，制得湿磨后的钛铁渣粉末。
步骤五、将湿磨后的钛铁渣粉末加入练泥机中，采用真空挤泥成型，困料36~48小时；再置于电阻炉中升温至1500~1530℃，保温1.5~3小时，破碎，即得以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料。
本实施例制备的以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料：耐火度≥1790℃；体积密度为3.22~3.23g/cm3。
实施例4
一种以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、同实施例1的步骤一。
步骤二、同实施例1的步骤二。
步骤三、向煅烧后的钛铁渣粉末中加入浓度为1.5~3mol/L的盐酸溶液，煅烧后的钛铁渣粉末与所述盐酸溶液的质量比1︰(2~3)，搅拌0.5~1小时，经3~4次水洗和3~4次抽滤，制得前驱体钛铁渣粉末。
步骤四、在前驱体钛铁渣粉末中加入占前驱体钛铁渣粉末12~15wt%的水，湿磨至粒度小于或等于60μm，制得湿磨后的钛铁渣粉末。
步骤五、将湿磨后的钛铁渣粉末加入练泥机中，采用真空挤泥成型，困料36~48小时；再置于电阻炉中升温至1520~1550℃，保温1~2.5小时，破碎，即得以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料。
本实施例制备的以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料：耐火度≥1790℃；体积密度为3.21~3.24g/cm3。
实施例5
一种以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、同实施例1的步骤一。
步骤二、将球磨后的钛铁渣粉末置于马弗炉中煅烧，煅烧温度为720~750℃，煅烧时间为3~4.5小时，得到煅烧后的钛铁渣粉末。
步骤三、向煅烧后的钛铁渣粉末中加入浓度为1~2.5mol/L的盐酸溶液，煅烧后的钛铁渣粉末与所述盐酸溶液的质量比1︰(2~3)，搅拌0.5~1小时，经3~4次水洗和3~4次抽滤，制得前驱体钛铁渣粉末。
步骤四、在前驱体钛铁渣粉末中加入占前驱体钛铁渣粉末10~13wt%的水，湿磨至粒度小于或等于60μm，制得湿磨后的钛铁渣粉末。
步骤五、将湿磨后的钛铁渣粉末加入练泥机中，采用真空挤泥成型，困料36~48小时；再置于电阻炉中升温至1500~1530℃，保温1.5~3小时，破碎，即得以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料。
本实施例制备的以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料：耐火度≥1790℃；体积密度为3.20~3.23g/cm3。
实施例6
一种以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、同实施例1的步骤一。
步骤二、同实施例5的步骤二。
步骤三、同实施例5的步骤三。
步骤四、同实施例5的步骤四。
步骤五、将湿磨后的钛铁渣粉末加入练泥机中，采用真空挤泥成型，困料36~48小时；再置于电阻炉中升温至1520~1550℃，保温1~2.5小时，破碎，即得以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料。
本实施例制备的以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料：耐火度≥1790℃；体积密度为3.21~3.22g/cm3。
实施例7
一种以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、同实施例1的步骤一。
步骤二、同实施例5的步骤二。
步骤三、向煅烧后的钛铁渣粉末中加入浓度为1.5~3mol/L的盐酸溶液，煅烧后的钛铁渣粉末与所述盐酸溶液的质量比1︰(2~3)，搅拌0.5~1小时，经3~4次水洗和3~4次抽滤，制得前驱体钛铁渣粉末。
步骤四、在前驱体钛铁渣粉末中加入占前驱体钛铁渣粉末12~15wt%的水，湿磨至粒度小于或等于60μm，制得湿磨后的钛铁渣粉末。
步骤五、同实施例5的步骤五。
本实施例制备的以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料：耐火度≥1790℃；体积密度为3.22~3.24g/cm3。
实施例8
一种以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、同实施例1的步骤一。
步骤二、同实施例5的步骤二。
步骤三、向煅烧后的钛铁渣粉末中加入浓度为1.5~3mol/L的盐酸溶液，煅烧后的钛铁渣粉末与所述盐酸溶液的质量比1︰(2~3)，搅拌0.5~1小时，经3~4次水洗和3~4次抽滤，制得前驱体钛铁渣粉末。
步骤四、在前驱体钛铁渣粉末中加入占前驱体钛铁渣粉末12~15wt%的水，湿磨至粒度小于或等于60μm，制得湿磨后的钛铁渣粉末。
步骤五、将湿磨后的钛铁渣粉末加入练泥机中，采用真空挤泥成型，困料36~48小时；再置于电阻炉中升温至1520~1550℃，保温1~2.5小时，破碎，即得以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料。
本实施例制备的以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料：耐火度≥1790℃；体积密度为3.23~3.24g/cm3。
本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
本具体实施方式以钛铁渣为起始原料，经破碎、球磨后成型烧成，不仅无特殊设备要求且制备工艺简单，还大幅降低高铝耐火原料的生产成本，适于工业生产推广。所制备的高铝耐火原料的耐火度≥1790℃；体积密度为3.20~3.24g/cm3，故耐火度高和烧结性能优良。
因此，本具体实施方式具有工艺简单、生产成本低和对设备无特殊要求的特点，用该方法所制备的再生高铝耐火原料耐火度高和烧结性能优良。
Claims (5)
1.一种以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料的制备方法，其特征在于所述制备方法的步骤是：
步骤一、将钛铁渣加入球磨机中，球磨至粒度小于或等于100μm，得到球磨后的钛铁渣粉末；
步骤二、将球磨后的钛铁渣粉末置于马弗炉中煅烧，煅烧温度为700~750℃，煅烧时间为3~5小时，得到煅烧后的钛铁渣粉末；
步骤三、向煅烧后的钛铁渣粉末中加入浓度为1~3mol/L的盐酸溶液，煅烧后的钛铁渣粉末与所述盐酸溶液的质量比为1︰(2~3)，搅拌0.5~1小时，经3~4次水洗和3~4次抽滤，制得前驱体钛铁渣粉末；
步骤四、在前驱体钛铁渣粉末中加入占前驱体钛铁渣粉末10~15wt%的水，湿磨至粒度小于或等于60μm，制得湿磨后的钛铁渣粉末；
步骤五、将湿磨后的钛铁渣粉末加入练泥机中，采用真空挤泥成型，困料36~48小时；再置于电阻炉中升温至1500~1550℃，保温1~3小时，破碎，即得以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料。
2.根据权利要求1所述的以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料的制备方法，其特征在于所述钛铁渣为冶炼钛铁合金所产生的炉渣，钛铁渣的要化学成分是：Al2O3含量≥75wt%；TiO2含量≥12wt%；CaO含量≥9wt%。
3.根据权利要求1所述的以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料的制备方法，其特征在于所述盐酸为化学分析纯。
4.根据权利要求1所述的以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料的制备方法，其特征在于所述真空挤泥成型的真空压力为0.02~0.03MPa。
5.一种以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料，其特征在于所述以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料是根据权利要求1~4项中任一项所述的以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料的制备方法所制备的以钛铁渣为主料的再生高铝耐火原料。
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| GR01 | Patent grant |