CN104311081A - 一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法 - Google Patents

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白佳海
唐钰栋
丁锐
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
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Abstract

本发明提供的是一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石（FeAl2O4）的方法，属于耐火材料制备技术领域。一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于采用以下步骤：（1）把氧化铁粉、氧化铝粉、铝粉、悬浮剂、少量氨水和淀粉装入到用球磨机内，用乙醇为介质混合3-5小时；（2）把混合产物放到氧化锆匣钵中并点燃，燃烧结束后即制得高纯度的亚铁铝尖晶石。本发明的快速、简单、能耗低、成本低、易于操作、便于工业化生产，可合成纯度在92wt%左右的亚铁铝尖晶石。

Description

一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法
技术领域
本发明提供的是一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石（FeAl2O4）的方法，属于耐火材料制备技术领域。
背景技术
  目前，我国水泥窑炉烧成带所用的耐火材料一般是镁铬砖。由于镁铬砖中含有较多的三价铬（Cr3+），而三价铬在高温下很容易转变为严重污染环境、危害人类健康的六价铬（Cr6+），所以，生产镁铬砖的替代产品，降低水泥中的铬含量，甚至使水泥中不含铬，是急需解决的一个问题。其中，镁铁铝尖晶石砖是一种非常有潜力的铬镁砖的替代产品，具有导热系数低、耐火保温、绿色环保等优点。镁铁铝尖晶石砖的重要原料之一是亚铁铝尖晶石，但亚铁铝尖晶石在自然界中的含量极少，只能依靠人工合成的方法制备。如CN201210051106 “一种制备铁铝尖晶石的方法”专利申请中用铝盐、铁盐、碱性溶液制备了沉淀物，然后加入石墨粉等在中性气氛下于1100-1700 ℃烧结6小时后可制备出铁铝尖晶石；如CN201010104503 “合成亚铁铝尖晶石的方法”专利申请利用Fe2O3含铁化合物、铁粉和Al2O3等含铝化合物为原料，外加结合剂，在氮气气氛下合成了亚铁铝尖晶石。
国内外合成亚铁铝尖晶石的主要方法是电熔法和烧结法。电熔法是把原料完全熔融而合成亚铁铝尖晶石，所以能耗高、成本高，且这种技术基本被奥镁公司（RHI）所垄断。烧结法是国内较常用的一种合成亚铁铝尖晶石的方法，其关键技术在于使铁离子在高温度下以二价铁（Fe2+）的形式存在。国内外一般采用氮气保护气氛和（或）埋碳的方法使二价铁（Fe2+）在高温下稳定存在；另外，烧结法合成高纯度亚铁铝尖晶石的温度较高，一般不低于1100 ℃，导致能耗高，成本高，操作难度大，不易合成高纯的亚铁铝尖晶石。
本发明提供一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，该方法具有快速、简单、能耗低、成本低、易于操作、便于工业化等优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速、简单、能耗低、成本低、易于操作、便于工业化生产的亚铁铝尖晶石（FeAl2O4）的合成方法，其技术方案为： 
1. 一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于采用以下步骤：（1）把氧化铁粉、氧化铝粉、铝粉、悬浮剂、少量氨水和淀粉装入到球磨机内，用乙醇为介质混合3-5小时；（2）把混合物放到氧化锆匣钵中并点燃，燃烧结束后即制得高纯度的亚铁铝尖晶石。
所述的一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于步骤（1）中的氧化铁粉、氧化铝粉、铝粉在球磨机中的摩尔比是1.0:1.0:2.0。
所述的一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于步骤（1）中的氧化铁的平均粒径在0.5 ~1.5 μm，氧化铝的平均粒径是0.5~1.0μm，铝粉的平均粒径是20-50μm。
所述的一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于步骤（1）中氧化铁粉、氧化铝粉、铝粉的纯度都不低于99%。
所述的一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于步骤（1）中悬浮剂是指阿拉伯树胶、聚乙二醇、聚丙烯酸铵中的一种。
   所述的一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于步骤（1）中的悬浮剂的使用量是所有粉体质量的0.3~1.0 %；氨水的使用量是所有粉体质量的0.5%~1.0%。
   所述的一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于步骤（1）中的淀粉使用量是氧化铁粉、氧化铝粉和铝粉的质量总和的10 ~20%。
   所述的一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于步骤（1）中的所有粉体的质量总和与乙醇的质量比是70:30。
 本发明的工作原理：
    在球磨混合时，加入悬浮剂、少量氨水的目的是使各种原料在乙醇中均匀分布，防止各种原料在乙醇中发生分层。点燃后，由于乙醇和铝粉都能快速燃烧并放出大量的热量，使得混合物温度能瞬间升高到1600℃以上，且乙醇和铝粉的燃烧能消耗大量氧气，使得混合物在瞬时处于一种缺氧的状态；在缺氧状态下，淀粉、铝粉会把氧化铁还原成氧化亚铁，因此能合成出纯度较高的亚铁铝尖晶石。
本发明与现有技术相比，具有如下优点： 
1.      本发明提供的制备亚铁铝尖晶石的方法具有简单、快速、生产效率高、成本低、可大规模化生产等特点；
2.      与现有技术相比，本发明所提供的快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，不需要氮气保护气氛，也不需要埋碳，更不需要高温炉或隧道窑等高温设备。
具体实施方式
实施例1
把氧化铁粉、氧化铝粉、铝粉、阿拉伯树胶、少量氨水、淀粉和乙醇装入到球磨机内并混合3小时。其中，氧化铁粉、氧化铝粉、铝粉在球磨机中的摩尔比是1.0:1.0:2.0；氧化铁粉、氧化铝粉、铝粉的纯度都是99.0%；氧化铁的平均粒径在0.5μm，氧化铝的平均粒径是1.0μm，铝粉的平均粒径是50μm；悬浮剂 阿拉伯树胶的加入量是所有粉体质量的0.3%；氨水的加入量是所有粉体质量的1.0%。淀粉的质量是氧化铁粉、氧化铝粉和铝粉的质量总和的10%。另外，所有粉体的总质量与乙醇的质量比是70:30。混合结束后，把混合产物放到氧化锆匣钵中并点燃，燃烧结束后即制得高纯度的亚铁铝尖晶石。经过XRD测试，在合成的产物中，亚铁铝尖晶石的含量约是92 wt%。
实施例2
把氧化铁粉、氧化铝粉、铝粉、聚乙二醇、少量氨水、淀粉和乙醇装入到球磨机内并混合5小时。其中，氧化铁粉、氧化铝粉、铝粉在球磨机中的摩尔比是1.0:1.0:2.0；氧化铁粉、氧化铝粉、铝粉的纯度都是99.5%；氧化铁的平均粒径在1.5μm，氧化铝的平均粒径是0.5μm，铝粉的平均粒径是20μm；悬浮剂聚乙二醇的加入量是所有粉体质量的1.0 %；氨水的加入量是所有粉体质量的0.3 %。淀粉的质量是氧化铁粉、氧化铝粉和铝粉的质量总和的20%。另外，所有粉体的总质量与乙醇的质量比是70:30。混合结束后，把混合产物放到氧化锆匣钵中并点燃，燃烧结束后即制得高纯度的亚铁铝尖晶石。经过XRD测试，在合成的产物中，亚铁铝尖晶石的含量约是91 wt%。
实施例3
把氧化铁粉、氧化铝粉、铝粉、聚丙烯酸铵、少量氨水、淀粉和乙醇装入到球磨机内并混合4小时。其中，氧化铁粉、氧化铝粉、铝粉在球磨机中的摩尔比是1.0:1.0:2.0；氧化铁粉、氧化铝粉、铝粉的纯度都是99.0%；氧化铁的平均粒径在1.0 μm，氧化铝的平均粒径是0.8μm，铝粉的平均粒径是35μm；悬浮剂聚丙烯酸铵的加入量是所有粉体质量的0.6 %；氨水的加入量是所有粉体质量的0.8 %。淀粉的质量是氧化铁粉、氧化铝粉和铝粉的质量总和的15%。另外，所有粉体的总质量与乙醇的质量比是70:30。混合结束后，把混合产物放到氧化锆匣钵中并点燃，燃烧结束后即制得高纯度的亚铁铝尖晶石。经过XRD测试，在合成的产物中，亚铁铝尖晶石的含量约是93 wt%。

Claims (8)

1.一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于采用以下步骤：（1）把氧化铁粉、氧化铝粉、铝粉、悬浮剂、少量氨水和淀粉装入到球磨机内，用乙醇为介质混合3-5小时；（2）把混合物放到氧化锆匣钵中并点燃，燃烧结束后即制得高纯度的亚铁铝尖晶石。
2.所述的一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于步骤（1）中的氧化铁粉、氧化铝粉、铝粉在球磨机中的摩尔比是1.0:1.0:2.0。
3.如权利1所述的一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于：步骤（1）中的氧化铁的平均粒径在0.5 ~1.5 μm，氧化铝的平均粒径是0.5~1.0μm，铝粉的平均粒径是20-50μm。
4.如权利1所述的一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于：步骤（1）中氧化铁粉、氧化铝粉、铝粉的纯度都不低于99%。
5.如权利1所述的一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于：步骤（1）中悬浮剂是指阿拉伯树胶、聚乙二醇、聚丙烯酸铵中的一种。
6.  如权利1 所述的一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于：步骤（1）中的悬浮剂的使用量是所有粉体质量的0.3~1.0 %；氨水的使用量是所有粉体质量的0.5%~1.0%。
7. 如权利1 所述的一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于：步骤（1）中的淀粉使用量是氧化铁粉、氧化铝粉和铝粉的质量总和的10 ~20%。
8.  如权利1 所述的一种快速简单的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于：步骤（1）中的所有粉体的质量总和与乙醇的质量比是70:30。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105133001A (zh) * 2015-08-31 2015-12-09 北京科技大学 一种大尺寸八面体型的铁铝尖晶石单晶的制备方法
CN105948730A (zh) * 2016-04-28 2016-09-21 中国科学院理化技术研究所 一种铁铝尖晶石的制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583462A (zh) * 2012-01-17 2012-07-18 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 一种铁铝尖晶石的合成方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583462A (zh) * 2012-01-17 2012-07-18 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 一种铁铝尖晶石的合成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
柳牧等: "内衬陶瓷钢管陶瓷层中铁铝尖晶石的形成机理", 《北京科技大学学报》, vol. 18, no. 3, 30 June 1996 (1996-06-30) *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105133001A (zh) * 2015-08-31 2015-12-09 北京科技大学 一种大尺寸八面体型的铁铝尖晶石单晶的制备方法
CN105133001B (zh) * 2015-08-31 2017-10-24 北京科技大学 一种大尺寸八面体型的铁铝尖晶石单晶的制备方法
CN105948730A (zh) * 2016-04-28 2016-09-21 中国科学院理化技术研究所 一种铁铝尖晶石的制备方法
CN105948730B (zh) * 2016-04-28 2019-03-08 中国科学院理化技术研究所 一种铁铝尖晶石的制备方法

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