专利名称：铝镁钛耐火材料及其生产方法
技术领域：
本发明属于耐火材料生产领域，特别涉及一种适用于碱性熔渣的铝镁钛耐火材料及其生产方法。
现有技术中的耐火材料有许多种，如耐火粘土、铝钒土、石英砂、刚玉、白云石质及镁质材料等等。这些耐火材料根据其耐酸性、碱性熔渣的性能又可分为酸性耐火材料和碱性耐火材料。耐火粘土和石英砂属于酸性耐火材料，这两种耐火材料能抵抗酸性熔渣的侵蚀，但不适合于碱性熔渣，难以抵抗碱性熔渣的侵蚀。白云石质和镁质属于碱性耐火材料，镁质耐火材料耐火度高，耐磨性能好，对碱性熔渣具有较好的抗渣性，但其荷重软化温度不高，热膨胀系数大，热稳定性不好，对温度急变的抵抗能力差，在急剧加热或冷却时，容易产生裂纹而破坏，其应用受到很大的限制。白云石质耐火材料具有较高的荷重软化温度和较好的温度急变抵抗能力，抗碱性熔渣的能力强，但抗水性极差，容易吸收大气中的水分而崩碎，不易长期存放，其耐火制品的使用寿命较短。
钛渣是冶炼钛铁产品后产生的工业废渣，在这种废渣中含有大量的AL2O3、TiO2及CaO等物质，其热膨胀系数小，热稳定性良好，具有较好的温度急变抵抗能力和抗氧化能力，是一种可以利用的耐火材料资源，具有很高的开发利用价值。而目前大多数厂家仍采取集中堆放的方法来处置钛渣，这不仅占用了许多土地，也对环境造成很大的污染，同时，也是资源的巨大浪费。目前，已有厂家利用钛渣做铸造型砂，但由于其中含有CaO、Fe2O3和SiO2，因而耐火度不高，只适合铸造熔点较低的金属材料，利用的价值不大。
本发明的目的是克服上述现有技术中存在的不足，解决现有耐火材料抗碱性熔渣能力不强，以及钛渣堆放造成的环境污染问题，充分利用钛渣本身的物化性能，提供一种抗碱性熔渣的铝镁钛耐火材料及其生产方法。
本发明的铝镁钛耐火材料是按照下述配方制成的钛渣15～85％(重量比)镁砂85～15％(重量比)其中，钛渣是经过1950℃高温冶炼金属钛后产生出的工业废渣，其主要化学成分如下TiO212.9～13.6％、AL2O370～78％、CaO 6.9～8％、SiO2≤1.2％、Fe2O3≤1.3％、MgO≤1.8％，上述含量均为重量百分比；镁砂为冶金镁砂或电熔镁砂，氧化镁的含量为80～99％(重量比)。
上述耐火材料的生产方法是1、原料粉碎将钛渣和镁砂分别进行粉碎，粉碎的粒度为0.042～20毫米；2、磁选处理将粉碎后的镁砂进行磁选处理，去除其中的铁磁性物质；3、跳钛水选处理对粉碎后的钛渣进跳钛水选处理，清除钛渣中残留的钛铁，并将跳钛水选后的钛渣烘干；4、筛选分级根据耐火材料的用途，筛选出所需粒度的钛渣和镁砂；
5、混合处理将15～85％(重量比)的钛渣与85～15％(重量比)的镁砂混合，再加入按上述配方配制混合料总重量0.6～13％的矿化剂，搅拌均匀即可。
上述所说的矿化剂为氯化镁、硼酸、树脂或水玻璃。
本发明的优点在于1、钛渣的主要成分为AL2O3和TiO2，经过高温冶炼后形成的固溶体具有韧性好、耐腐蚀性强的特点，该物质能耐除硫酸、磷酸外的大部分酸、碱、盐溶液的腐蚀，而且，该物质的膨胀系数要比镁质材料、钢玉、铬铁矿、石英砂等耐火材料低很多，接近低膨胀物质，如钛酸铝耐火材料的膨胀系数，因而还具有热稳定性好，温度急变抵抗能力强，以及抗氧化能力好等特点，在其中加入镁砂就构成了一种新的碱性耐火材料，经过高温锻烧后，可形成较为理想的碱性铝镁钛尖晶石物相，即利用尖晶石的固熔、脱熔、沉析及方镁石的聚集再结晶，在方镁石晶粒内及方镁石晶粒间形成大量尖晶石群及桥，两者的结合既祢补了镁质材料膨胀系数大的缺点，又提高了钛渣的耐火度及荷重软化温度，其综合性能有了很大提高，它具有良好的热振稳定性能，优良的抗氧化性和抗剥落性，在使用过程中，除非正常使用外，该制品基本不开裂，在耐磨性、高温化学温定性、耐火度、高温强度及密度上都有很大提高，特别对碱性熔渣该物质具有良好的抗渣性，适用于强碱、弱碱及中性熔渣与熔液。
2、钛渣是一种工业废渣，利用钛渣生产耐火材料既解决了钛渣堆放造成的环境污染问题，又为钛渣的利用开辟了一条新的途径，并充分的利用了钛渣本身优良的物化性能，变废为宝，进一步丰富了耐火材料的品种，而且生产成本低廉，资源丰富，其产品成本仅为铝镁尖晶石的五分之一。
下面提供
具体实施例方式实施例11、原料粉碎将钛渣和镁砂分别加入到粉碎机内进行粉碎，将其粉碎至粒度为0.042～20毫米的矿砂，其中的镁砂为电熔镁砂，氧化镁的合量为90～99％(重量比)；2、磁选处理将粉碎后的镁砂加入到磁选机内，进行磁选处理，去除其中的铁磁性物质；3、跳钛水选处理将粉碎后的钛渣连续加入到跳钛水选机内，清除钛渣中残留的钛铁，并将跳钛水选后的钛渣烘干；4、筛选分级根据耐火材料的用途，用筛选机筛分出0.042～18毫米的钛渣和镁砂；5、混合处理取150Kg钛渣与850Kg镁砂混合，再加入100Kg固态氯化镁，搅拌均匀即为成品，若为液态氯化镁则应在现场筑炉时加入。
本实施例的制成品属于碱性耐火材料，对碱性熔液与熔渣具有较强的抗侵蚀作用，适合于较大吨位的炉窑使用。
实施例21、原料粉碎将钛渣和镁砂分别加入到粉碎机内进行粉碎，粉碎至粒度为0.042～20毫米的矿砂，其中的镁砂为冶金镁砂，氧化镁的含量为80～90％(重量比)；2、磁选处理将粉碎后的镁砂加入到磁选机内，进行磁选处理，去除其中的铁磁性物质；3、跳钛水选处理将粉碎后的钛渣连续加入到跳钛水选机内，清除钛渣中残留的钛铁，并将跳钛水选后的钛渣烘干；4、筛选分级根据耐火材料的用途，筛分出0.42～20毫米的钛渣和镁砂；5、混合处理取850Kg钛渣和150Kg镁砂混合，再加入30Kg硼酸，搅拌均匀即为成品。
本实施例的制成品为偏碱性耐火材料，对中性、偏碱性熔液与熔渣具有较强的抗侵蚀作用，适合于较大吨位的炉窑使用。
实施例31、原料粉碎将钛渣和镁砂分别加入到粉碎机内粉碎，粉碎至粒度为0.042～20毫米的矿砂，其中的镁砂为电熔镁砂，氧化镁的含量为92～99％(重量比)；2、磁选处理将粉碎后的镁砂加入到磁选机内，去除其中的铁磁性物质；3、跳钛水选处理将粉碎后的钛渣连续加入到跳钛水选机内，清除钛渣中残留的钛铁，并将跳钛水选后的钛渣烘干；4、筛选分级根据耐火材料的用途，筛分出0.042～15毫米的钛渣和镁砂；5、混合处理取300Kg钛渣与700Kg镁砂混合，再加入6Kg树脂，搅拌均匀即为成品。
本实施例的制成品属于碱性耐火材料，对碱性熔液与熔渣具有较强的抗侵蚀作用，使用效果较好，适合于中等吨位的炉窑使用。
实施例41、原料粉碎将钛渣和镁砂分别加入到粉碎机内，粉碎至粒度为0.042～20毫米的矿砂，其中的镁砂为冶金镁砂，氧化镁的含量为80～90％(重量比)；2、磁选处理将粉碎后的镁砂加入到磁选机内，进行磁选处理，去除其中的铁磁性物质；3、跳钛水选处理将粉碎后的钛渣连续加入到跳钛水选机内，清除钛渣中残留的钛铁，并将跳钛水选后的钛渣烘干；4、筛选分级根据耐火材料的用途，筛分出0.042～10毫米的钛渣和镁砂；5、混合处理取600Kg钛渣与400Kg镁砂混合，再加入130Kg固态水玻璃，搅拌均匀即为成品，若为液态水玻璃则应在现场筑炉时加入。
本实施例的制成品属于偏碱性耐火材料，对中性、偏碱性熔液与熔渣具有较强的抗侵蚀作用，适合于小吨位炉窑使用。
本发明的耐火材料成品为不同粒度的散料，也可以采用不烧砖的方法制成坩埚、衬套或各种形状的坯料提供给用户，再利用冶炼时的高温进行煅烧，还可以根据用户的使用要求制成坯料，然后，在1450～1750℃进行高温烧结，制成各种形状的成品。
权利要求
1.一种铝镁钛耐火材料，其特征在于，它是按照下述配方制成的钛渣15～85％(重量比)镁砂85～15％(重量比)其中，钛渣是经过1950℃高温冶炼金属钛后产生出的工业废渣，其主要化学成分如下TiO212.9～13.6％、AL2O370～78％、CaO 6.9～8％、SiO2≤1.2％、Fe2O3≤1.3％、MgO≤1.8％，上述含量均为重量百分比；镁砂为冶金镁砂或电熔镁砂，氧化镁的含量为80～99％(重量比)。
2.一种铝镁钛耐火材料的生产方法，其特征在于2.1、原料粉碎将钛渣和镁砂分别进行粉碎，粉碎的粒度为0.042～20毫米；2.2、磁选处理将粉碎后的镁砂进行磁选处理，去除其中的铁磁性物质；2.3、跳钛水选处理对粉碎后的钛渣进行跳钛水选处理，清除钛渣中残留的钛铁，并将跳钛水选后的钛渣烘干；2.4、筛选分级根据耐火材料的用途，筛选出所需粒度的钛渣和镁砂；2.5、混合处理将15～85％(重量比)的钛渣与85～15％(重量比)的镁砂混合，再加入按上述配方配制混合料总重量0.6～13％的矿化剂，搅拌均匀即可。
3.根据权利要求2所述的铝镁钛耐火材料的生产方法，其特征在于，所述的矿化剂为氯化镁、硼酸、树脂或水玻璃。
全文摘要
一种铝镁钛耐火材料及其生产方法,它由15～85%(重量比)的钛渣和85～15%(重量比)的镁砂配制而成,其中钛渣是经过1950℃高温冶炼金属钛后产生的工业废渣,镁砂为冶金镁砂或电熔镁砂,上述物质先分别粉碎至粒度为0.042～20毫米的矿砂,镁砂再经磁选处理,去除其中的铁磁性物质,钛渣经跳钛水选处理,清除钛渣中残留的钛铁,然后筛选出所需粒度的钛渣和镁砂,按上述配方将钛渣与镁砂混合,再加入按上述配方配制混合料总重量0.6～13%的矿化剂,搅拌均匀即可。
文档编号C04B35/04GK1223239SQ9811432
公开日1999年7月21日 申请日期1998年9月18日 优先权日1998年9月18日
发明者赵文厚 申请人:赵文厚