铁铝尖晶石及其制备方法
【专利摘要】本发明属于耐火材料【技术领域】，涉及一种铁铝尖晶石及其制备方法，耐火材料的化学成份为Fe2O3、Al2O3，其中Fe2O3∶Al2O3质量比例为35-44：65-56，所述的化学成分都是将FeO换算为Fe2O3来计算。本发明铁铝尖晶石，避免铁在不同价态之间变化而导致的体积效应，合成工艺简单、易于实施。优势采用空气埋碳的还原性气氛，比用封闭性条件来实现N2气氛来讲是很容易操作的。
【专利说明】铁铝尖晶石及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于耐火材料【技术领域】，涉及一种铁铝尖晶石及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着环保意识的增强，开发环境友好型产品是适应工业生产和发展的必须。对于水泥回转窑用内衬材料，要求该内衬材料必须具有很好的结构柔韧性。普遍使用的镁铬砖由于在生产和使用过程中会产生六价铬有毒物而对环境造成严重污染。
[0003]国内外对铁铝尖晶石的合成都采用烧结法或电熔法。对烧结法合成铁铝尖晶石来说，一般式以金属铁和氧化铝为起始原料，铁在弱还原气氛下才能形成氧化铁，然后与氧化铝反应形成铁铝尖晶石。国外对含铁铝尖晶石的镁质耐火材料所用的铁铝尖晶石均是采用电熔法生产的，但能耗高、价格昂贵。
[0004]铁铝尖晶石在自然界中存在极少，只能采用人工合成。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种铁铝尖晶石及其制备方法，避免铁在不同价态之间变化而导致的体积效应，同时提供一种铁铝尖晶石的制备方法，合成工艺简单、易于实施。
[0006]本发明铁铝尖晶石，耐火材料的化学成份为Fe203、Al203，其中Fe2O3: Al2O3质量比例为35-44:65-56，所述的化学成分都是将FeO换算为Fe2O3来计算。
[0007]该耐火材料经XRD检测，物相主要为FeAl2O4,余下的为刚玉相。物相FeAl2O4的质量分数为75% -100%。
[0008]本发明铁铝尖晶石的制备方法，制备步骤如下:
[0009]将含铁化合物、含铝化合物所述比例配料,外加2-4 %结合剂，经混合、成型、坯体干燥后在还原气氛下，在高温窑中经1500-1700°C、保温4-7小时，自然冷却后取出，其中，含氧化铝型原料和含铁型原料的粒度都在160目以下。
[0010]本发明所述的气氛为CO和氮气的混合气氛。即在空气条件下采用埋碳的方式。
[0011]所述的含铝化合物是刚玉、烧结铝矾土、水铝石、氢氧化铝、工业氧化铝中的一种或几种。
[0012]所述的含铁化合物来源于轧钢皮、氧化铁红、铁粉中的一种或几种。
[0013]所述的结合剂包括淀粉、树脂、糊精、纤维素、煤焦油、糖浆废弃物、工业葡萄糖粉或酚醛树脂中的一种或几种。
[0014]所述的结合剂优选煤焦油。
[0015]结合剂使坯体结合强度高，结合剂均匀，促进Fe3+向Fe2+转变明显。
[0016]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0017]本发明铁铝尖晶石，避免铁在不同价态之间变化而导致的体积效应，合成工艺简单、易于实施。优势采用采用埋碳气氛，比用封闭性条件来实现N2气氛来讲是很容易操作的。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。
[0019]实施例1
[0020]按照轧钢皮细粉和工业氧化铝粉按照质量比Fe2O3: Al2O3为44:56进行配料、共磨，然后加入3%的酚醛树脂混炼。经压力机成型、干燥后进入高温窑升温；在高温窑中经1600°C、碳还原气氛下保温5小时后自然冷却取出。
[0021]含氧化铝型原料和含铁型原料的粒度都在160目以下。
[0022]所述的气氛为采用空气埋碳气氛。
[0023]本实施例所合成的耐火材料，经X射线衍射检测，FeAl2O4的质量组成为99%。
[0024]实施例2
[0025]按照氧化铁红细粉和氢氧化铝粉按照质量比Fe2O3: Al2O3为40:60进行配料共磨，然后加入2%的酚醛树脂混炼。经压力机成型、干燥后进入高温窑升温；在高温窑中经1500°C、采用空气埋碳的还原气氛下保温4小时后自然冷却取出。
[0026]含氧化铝型原料和含铁型原料的粒度都在160目以下。
[0027]所述的气氛为采用空气埋碳气氛。
[0028]本实施例所合成的耐火材料，经X射线衍射检测,物相FeAl2O4的重量分数为90%，刚玉相的质量分数为10%。
[0029]实施例3
[0030]按照氧化铁红细粉与单质铁的混合物和刚玉铝粉按照质量比Fe2O3: Al2O3为38:62进行配料，共磨，然后加入4%的糊精混炼。经压力机成型、干燥后进入高温窑升温；在高温窑中经1550°C、采用空气埋碳的还原气氛下保温7小时后自然冷却取出。
[0031]含氧化铝型原料和含铁型原料的粒度都在160目以下。
[0032]所述的气氛为采用空气埋碳气氛。
[0033]本实施例所合成的耐火材料，经X射线衍射检测,物相FeAl2O4的重量分数为85%，刚玉相的质量分数为15%。
[0034]实施例4
[0035]按照氧化铁红细粉和烧结矾土细粉按照质量比Fe2O3: Al2O3为35:65进行配料，共磨，然后加入2%的淀粉混炼。经压力机成型、干燥后进入高温窑升温；在高温窑中经1600°C空气埋碳的还原气氛下保温7小时后自然冷却取出。
[0036]含氧化铝型原料和含铁型原料的粒度都在160目以下。
[0037]所述的气氛为采用空气埋碳气氛。
[0038]本实施例所合成的耐火材料，经X射线衍射检测,物相FeAl2O4的重量分数为75%，刚玉相的质量分数为25%。
【权利要求】
1.一种铁铝尖晶石，其特征在于，耐火材料的化学成份为Fe2OpAl2O3，其中Fe2O3: Al2O3质量比例为35-44:65-56，所述的化学成分都是将FeO换算为Fe2O3来计算。
2.—种权利要求1所述的铁铝尖晶石的制备方法，其特征在于，制备步骤如下: 将含铁化合物、含铝化合物所述比例配料，外加2-4%结合剂，经混合、成型、坯体干燥后在还原气氛下，在高温窑中经1500-1700°C、保温4-7小时，自然冷却后取出，其中，含氧化铝型原料和含铁型原料的粒度都在160目以下。
3.根据权利要求2所述的铁铝尖晶石的制备方法，其特征在于，气氛为采用埋碳气氛。
4.根据权利要求2所述的铁铝尖晶石的制备方法，其特征在于，所述的含铝化合物是刚玉、烧结铝矾土、水铝石、氢氧化铝或工业氧化铝中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的铁铝尖晶石的制备方法，其特征在于，所述的含铁化合物来源于轧钢皮、氧化铁红、铁粉中的一种或几种。
6.根据权利要求2所述的铁铝尖晶石的制备方法，其特征在于，所述的结合剂为淀粉、树脂、糊精、纤维素、煤焦油、糖浆废弃物、工业葡萄糖粉或酚醛树脂中的一种或几种。
7.根据权利 要求7所述的铁铝尖晶石的制备方法，其特征在于，所述的结合剂为煤焦油。
【文档编号】C04B35/66GK104072172SQ201410334598
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】陈俊红, 封吉圣, 贾元平, 赵兵, 朱波, 孙加林, 李勇, 薛文东 申请人:淄博市鲁中耐火材料有限公司, 北京科技大学