专利名称：合成亚铁铝尖晶石的方法
技术领域：
本发明涉及一种合成亚铁铝尖晶石的方法，属于耐火材料技术领域。
背景技术：
奥镁公司(RHI)的研究人员发现将亚铁铝尖晶石引入到氧化镁质 材料中，不仅不 能大幅度降低材料的高温性能，而且还能够显著提高镁质材料在水泥回转窑中的挂窑皮性 能，因此，添加亚铁铝尖晶石的镁砖也就成为最有希望全面替代镁铬砖的无铬化材料。亚铁铝尖品石在自然界中存在极少，只能采用人工合成。如CN200710053793. 3的 “一种合成铁铝尖晶石的方法”专利申请中记载了采用A1203、Al (OH) 3、Al2O3 · H2O以及矾土 等与Fe203、FeO及Fe3O4等含铁化合物混合的方法，为改善材料的烧结性能，在材料的配比 中引入TiO2作为烧结助剂。CN200510019267.6的“一种合成铁铝尖晶石及其制备方法”，是 采用180目的A1203、Al (OH) 3、Al2O3 · H2O以及矾土等与Fe203、FeO及Fe3O4等含铁化合物混 合，采用埋碳工艺合成。在埋碳合成工艺中，配料中的铁氧化物存在部分转变为单质铁的可能，因此，合成 单相的FeO -Al2O3的难度很大，而存在的单质铁在烧成、使用中将转变为Fe2O3，进而影响到 材料的高温性能。而像TiO2等类的烧结剂的引入，也将影响到材料的高温性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种合成亚铁铝尖晶石的方法，合成纯度高，工艺简单，易 于实施。本发明所述的合成亚铁铝尖晶石的方法，将含铁化合物和含铝化合物按 Fe11+ Al3+的摩尔比1 2进行配比，外加上述混合物重量1 6%的结合剂，经混合、压 制、干燥后在氮气气氛下烧成制得。产品经XRD检测，主要物相为FeAl2O4，占材料总量的80wt%以上。其中烧成温度为1300 1700°C，保温时间为2 12小时。含铝化合物为刚玉、烧结铝矾土、水铝石、氢氧化铝和工业氧化铝中的一种或任意 几种的组合，粒度小于180目。含铁化合物为FeO、Fe2O3、金属铁粉和轧钢皮中的一种或任意几种的组合，粒度小 于180目。结合剂为淀粉、糊精、树脂、聚乙烯醇和甲基纤维素中的一种或任意几种的组合。由于本专利中的实施气氛为氮气，且氮气气氛中氧分压低，铁氧化物中的Fe3+将 转变为Fe2+，进而与氧化铝形成稳定存在的FeAl2O4，避免了铁在不同价态之间变化而导致 的体积效应，产品性能稳定。而且本发明方法合成纯度高，工艺简单，易于实施。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例1取粒度小于180目的工业氧化铝粉和轧钢皮细粉，按照Al3+与Fe11+离子的摩尔比 为2 1进行配料、共磨，然后加入上述重量总量4%的甲基纤维素结合剂，然后加水混炼， 经压力机压制成型、干燥后进入高温窑升温；在高温窑中经1400-1500°C、氮气气氛下保温 12小时后自然冷却取出。本实施例所合成的亚铁铝尖晶石，经X射线衍射检测，其物相主要为FeAl2O4，占材 料总量的80wt%以上。实施例2取粒度小于180目的工业氧化铝粉和氧化铁红细粉，按照Al3+与Fe3+离子的摩尔 比为2 1进行配料、共磨，然后加入上述重量总量5%的糊精结合剂，然后加水混炼，经压 力机成型、干燥后进入高温窑升温；在高温窑中经1500-160(TC、氮气气氛下保温8小时后 自然冷却取出。本实施例所合成的亚铁铝尖晶石，经X射线衍射检测，其物相主要为FeAl2O4，占材 料总量的80wt%以上。实施例3取粒度小于180目的矾土粉和轧钢皮细粉，按照Al3+与Fe11+离子的摩尔比为2 1 进行配料、共磨，然后加入上述重量总量5%的聚乙烯醇结合剂，然后加水混炼，经压力机成 型、干燥后进入高温窑升温；在高温窑中经1500-160(TC、氮气气氛下保温9小时后自然冷 却取出。本实施例所合成的亚铁铝尖晶石，经X射线衍射检测，其物相主要为FeAl2O4，占材 料总量的80wt%以上。实施例4取粒度小于180目的水铝石细粉和轧钢皮细粉，按照Al3+与Fe11+离子的摩尔比为 2 1进行配料、共磨，然后加入上述重量总量3%的淀粉和2%的糊精混合的结合剂，然后 加水混炼，经压力机成型、干燥后进入高温窑升温；在高温窑中经1500-1650°C、氮气气氛 下保温7小时后自然冷却取出。本实施例所合成的亚铁铝尖晶石，经X射线衍射检测，其物相主要为FeAl2O4，占材 料总量的80wt%以上。实施例5取粒度小于180目的工业氧化铝、矾土细粉(2 1的比例)和轧钢皮细粉，按照 Al3+与Fe11+离子的摩尔比为2 1进行配料、共磨，然后加入上述重量总量3%的淀粉和2% 的聚乙烯醇的混合结合剂，然后加水混炼，经压力机成型、干燥后进入高温窑升温；在高温 窑中经1450-1560°C、氮气气氛下保温10小时后自然冷却取出。本实施例所合成的亚铁铝尖晶石，经X射线衍射检测，其物相主要为FeAl2O4，占材 料总量的80wt%以上。
权利要求
一种合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于将含铁化合物和含铝化合物按Fen+∶Al3+的摩尔比1∶2进行配比，外加上述混合物重量1～6％的结合剂，经混合、压制、干燥后在氮气气氛下烧成制得。
2.根据权利要求1所述的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于烧成温度为1300 1700°C，保温时间为2 12小时。
3.根据权利要求1所述的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于含铝化合物为刚玉、烧结铝矾土、水铝石、氢氧化铝和工业氧化铝中的一种或任意几种的组合，粒度小于180目。
4.根据权利要求1所述的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于含铁化合物为FeO、 Fe2O3、金属铁粉和轧钢皮中的一种或任意几种的组合，粒度小于180目。
5.根据权利要求1所述的合成亚铁铝尖晶石的方法，其特征在于结合剂为淀粉、糊精、 树脂、聚乙烯醇和甲基纤维素中的一种或任意几种的组合。
全文摘要
本发明涉及一种合成亚铁铝尖晶石的方法，属于耐火材料技术领域，将含铁化合物和含铝化合物按Fen+∶A13+的摩尔比1∶2进行配比，外加上述混合物重量1～6％的结合剂，经混合、压制、干燥后在氮气气氛下烧成制得，烧成温度为1300～1700℃，保温时间为2～12小时。合成纯度高，工艺简单，易于实施。
文档编号C04B35/622GK101823872SQ20101010450
公开日2010年9月8日 申请日期2010年2月3日 优先权日2010年2月3日
发明者孙加林, 封吉圣, 朱波, 李勇, 石志民, 薛文东, 赵兵, 郑本水, 陈俊红 申请人:山东圣川陶瓷材料有限公司;北京科技大学;淄博市鲁中耐火材料有限公司;山东省耐火材料工程研究中心