RU2004496C1 - Способ получени алюмината магни - Google Patents

Abstract

Использование: в производстве алюмината магни , пригодного к использованию в производстве керамических изделий и газотермических покрыти х Сущность изобретени : готов т смесь из гидрооксида алюмини  и гидроксокарбоната магни , затем ввод т сульфат магни  0,1 --6 мас.%, соединени  бора 0,01-6 мас% (в расчете на В О ). Полученную смесь подвергают термообработке со скоростью 25 -100° С/ч до заданной температуры с выдержкой до полного превращени  исходных веществ в конечный продукт. Полученный таким образом алюминат магни  представл ет собой кристаллические зерна с гексагональными выступами (отростками), благодар  которым находит эффективное применение в керамическом производстве . Кроме того алюминат магни  пригоден к применению в газотермических покрыти х. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к цветной металлургии и может быть использовано в про- изводстве алюмината магни  дл  керамического производства и газотермического напылени  защитных покрытий.

Известен способ получени  алюмината магни , основанный на подготовке пульпы из раствора соды и гидроксида алюмини , введении в пульпу раствора соли магни , корректировки рН до 9,7, перемешивании около 0,5 ч, отфильтровывании, отмывки и прокаливании осадка, представл ющего собой смесь из гидроксида алюмини  и гидро- ксокарбоната магни , при 1300-1400°С в течение 3-6 ч, а затем при 1500-1600°С в течение 0,5-2,0 ч. Недостатком известного способа  вл етс  низка  эффективность в применении его керамическом производстве из-за низкой термостойкости полученных изделий, что обусловлено неправильной формой зерен (т.е. низким качеством поо- дукта),

Наиболее близким к предполагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ получени  алюмината магни , основанный на смешении свежеосажденного гидроксида алюмини  с продолжительностью старени  0,05-5 сут с гидроксокарбонатом магни  с размерами частиц 0,1-3 мкм и термообработке полученной смеси. Недостатком известного способа  вл етс  низка  эффективность в применении его в керамическом производстве из-за низкой термостойкости полученных изделий, что обусловлено неправильной формой зерен (т.е. низким качеством продукта).

Цель изобретени  - повышение качества продукта за счет изменени  зерен ,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что перед термообработкой в смесь пвод т 0,1- 6,0 мае, % сульфата магни  и 0,01-6,0 мае. % соединени  бора (в расчете на оксид бора ) и осуществл ют нагрев со скоростью 25- 100°С/ч.

Сопоставительный анализ с прототипом позвол ет сделать вывод, что за вленный способ получени  алюмината магни  отличаетс  тем, что перед термообработкой в смесь ввод т 0,1-6.0 мае. % сульфата магни  и 0,01-6,0 мае. % соединени  бора (в расчете на оксид бора) и нагрев осуществл ют со скоростью 25-100°С/ч. Таким образом за вл емое техническое решение соответствует критерию новизна. Анализ известных технических решений (аналогов) позвол ет сделать вывод об отсутствии в них признаков, совпадающих с признаками за вл емого способа получени  алюмината магни , и признать за вл емое решение соответствующим критерию существенные отличи .

При одновременном наличии всех признаков предлагаемого способа, а именно

при прокаливании смеси гидроксокарбона- та магни  и гидроксида алюмини  в присутствии 0,1-6,0 мае, % сульфата магни , 0,01-6,0 мае. % соединени  бора (в расчете на оксид бора) и скорости нагрева 25100°С/ч достигнут неожиданный эффект. Получен алюминат магни  в виде кристаллических зерен с гексагональными выступами (отростками), что благодар  лучшему взаимному сцеплению частиц между собой позволило его использовать с большей эффективностью. В частности керамические издели  (тигли), изготовленные методом прессовани  и последующего обжига с использованием алюмината магни  в виде

кристаллических зерен с гексагональными выступами обладают на 100% большей термостойкостью , чем аналогичные издели  из алюмината магни  по известным способам. Образование алюмината магни  в виде

кристаллических зерен с гексагональными выступами объ сн етс  особенност ми условий процесса шпинелеобразовани , создаваемыми совокупность-ю признаков предлагаемого изобретени . При нагревании исходной смеси гидроксидкарбонатные соединени  разлагаютс  с образованием оксидов магни , алюмини  и бора. При этом катионы бора, облада  наименьшим радиусом , внедр ютс  в кристаллическую решетку оксидов магни , алюмини  и образующегос  алюмината магни , придава  подвижность катионам магни  и алюмини  за счет увеличени  дефектности кристаллов. В результате это го повышаетс 

скорость их обьемной диффузии. В то же врем  на поверхности частиц возникают активные центры за счет разложени  сульфата магни  в присутствии частиц воды, образующихс  при разрушении гидроксидной части исходных соединений, и по влени 

t° молекул воды (MgS04 + НаО - МдО +

H2S04). Поэтому подвижность ионов увеличиваетс  также и в поверхностных сло х,

т.е. увеличиваетс  скорость поверхностной диффузии. Благопри тное сочетание трех факторов: повышение скорости обьемной диффузии, скорости поверхностной диффузии и заданной скорости нагрева (25ЮО°С/ч ), т е. скорости разложени  исходных соединений позволило достичь поставленной цели.

Результаты лабораторных исследований показали, что оптимальной скоростью

нагрева исходной смеси  вл етс  25- 100°С/ч. Это объ сн етс  тем. что при скорости нагрева более 100°С/ч степень опережени  разложени  гидроксокарбона- та магни  (температура разложени  420°С) с образованием оксида магни  превышает оптимальное значение и ведет к потере необходимой активности оксида магни  (в результате отжига дефектов) к моменту выделени  оксида алюмини  в результате более позднего разложени  (товарного) гид- роксида алюмини  (температура разложени  540°С). Поэтому нецелесообразно вести нагрев со скоростью меньшей, чем 25°С/ч. Не рекомендуетс  также устанавливать ско- рость нагрева выше, чем 100°С/ч, так как при этом не успевает пройти процесс формировани  в зернах кристаллических отростков , т.е. снижаетс  качество продукта.

Полученный таким образом кристалли- ческий алюминат магни  с гексагональными выступами (отростками) может более эффективно использоватьс  в изготовлении термостойких керамических изделий (тиглей). Кроме того испытани  показали, что такой алюминат магни  более перспективен к применению в газотермических защитных покрыти х благодар  тем же гексагональным отросткам. Эти отростки способствуют лучшему оплавлению зерен в процессе на- пылени  и получению более плотных, следовательно , более стойких к истиранию, воздействию агрессивных сред покрытий на металлических издели х.

Пример 1. Смешивают 62 кг гидро- ксокарбоната магни  с 110 кг порошка гид- роксида алюмини . Полученную смесь пропитывают растворами сульфата магни  и борной кислоты до содержани  MgSO-i 0,1 мае. % и ВаОз 6 мае. % и нагревают со скоростью 100°С/ч до 140°С и выдерживают при этой температуре 2 ч. При этом получают 100 кг алюмината магни  в виде

кристаллических зерен с гексагональными выступами (отростками), пригодного к применению в керамическом производстве.

Пример 2. Смешивают 62 кг гидро- ксокарбоната магни  с 110 кг порошка гид- роксида алюмини . Полученную смесь пропитывают растворами сульфата магни  и борной кислоты до содержани  MgSCM 3,0 мае. % и В20з 3,0 мае. % и нагревают со скоростью 50°С/ч до 1500°С и выдерживают при этой температуре 6 ч. При этом получают 100 кг алюмината магни  в виде кристаллических зерен с гексагональными выступами (отростками), пригодного к применению в керамическом производстве.

Пример 3. Смешивают 62 кг гидро- ксокарбоната магни  с 110 кг порошка гид- роксида алюмини . Полученную смесь пропитывают растворами сульфата магни  и буры до содержани  МдЗСм 6 мае. %, В20з 0,01 мае. % и нагревают со скоростью 25°С/ч до 1500°С и выдерживают при этой температуре 2 ч. При этом получают 100 кг алюмината магни  в виде кристаллических зерен с гексагональными выступами (отростками ), пригодного к применению в керамическом производстве.

Результаты опытов представлены в таблице .

Из приведенной в таблицы и примеров видно, что алюминат магни , полученный предлагаемым способом, имеет-форму кристаллических зерен с гексагональными выступами , именно благодар  которым он два раза более эффективно используетс  в изготовлении термостойких тиглей, эксплуатируемых в агрессивной среде.

(56) Авторское свидетельство СССР № 1271826, кл. С 01 F 7/16, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1539168, кл. С 01 F 7/16, 1990.

Claims (1)

1. Формула изобретени  i- СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНАТА МАГНИЯ, включающий приготовление сме-j си гидроксида алюмини  с гидроксокарбо-( натом магни  и термообработку смеси, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества продукта за счет изменени  формы зерен, перед термообработкой в{ смесь ввод т 0,1 - 6 мас.% сульфата маН ни  и 0,1 - 0,6 мас,% соединени  бора в| расчете на оксид бора и термообработку осуществл ют со скоростью 25 - 100 С/ч.