本发明属于耐火材料技术领域，特别涉及一种zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖及其制备方法。
背景技术：
zn挥发窑是有色金属冶炼技术中使用最为普遍的一种设备，挥发窑处理含锌浸出渣是将浸出渣在1373k~1573k的高温下将其中的锌、铅、铟、锗等有价金属被一氧化碳还原成金属而挥发进入烟气，在烟气中被氧化成氧化锌等金属氧化物随烟气而离开挥发窑，在冷却和收尘系统中被捕集下来，被收集到收尘器中，是有色金属冶炼过程中提高金属产品质量和性能的一个有效手段。
zn挥发窑由于高温、热应力作用，以及持续处于变化频繁的强氧化-还原的气氛中工作，同时伴随着金属蒸气的侵蚀及浸出渣的剧烈冲刷，所以对内衬耐火材料的要求很高，不但要求其具有耐高温性能而且要求具有良好的抗渣侵蚀性能、抗热震稳定性能和抗冲刷性能等。镁铬砖具有耐火度高、高温强度大、抗碱性渣侵蚀性极强（也具有一定抗酸性渣侵蚀的能力）、热震稳定性优良等优异的高温使用性能，一直是国内外zn挥发窑内衬材料的首选。
zn挥发窑用镁铬质耐火材料的使用主要受到三个方面的限制：一方面耐火材料在使用过程中损毁进入浸出渣中，废弃的窑渣中的铬会污染环境；另一方面使用后的镁铬废砖暴露在空气中产生水溶性的cr6+，会造成严重的环境污染，尤其污染水源；再一方面，镁铬砖的使用寿命短，抗熔渣侵蚀性和抗热剥差，以及抗热疲劳性差。目前，国内、外都出台了相关限制含铬耐火材料使用的规定。因此开发出一种铬含量少，抗侵蚀耐热震的zn挥发窑用新型铝镁铬砖势在必行。
目前，h.j.klischat,p.bartha,等对应用于zn挥发窑烧成带的镁铬铁砖进行了研究。与传统的镁铝铬砖相比，镁铬铁砖表现出相同热震稳定性强的优势。同时加入尖晶石的应用有益于提高使用寿命，尖晶石的引入有效地改善了镁铬铁砖的热震稳定性。但使用寿命还是达不到要求，不适合广泛推广使用。
技术实现要素：
本发明针对于现有技术中zn挥发窑用镁铬质耐火材料存在的问题，提供了一种zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖及其制备方法。该铝镁铬耐火砖中铬含量低，同时拥有良好的抗渣性和抗热震性能，使用寿命长。该制备方法工艺简单，采用现有设备生产即可。
一种zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖，由下述重量百分比的组分所组成，总量为100%：
电熔铝镁铬砂78~96%
mgo超细粉0~2%
cr2o3超细粉0~5%
活性α-al2o3超细粉0%~20%；
再额外添加重量百分比2-5%的水和重量百分比3-8%的络合镁铝胶结剂作为结合剂；
所述的电熔铝镁铬砂的主要成分为al2o3、mgo和cr2o3，颗粒度≤5mm，其中，al2o3重量百分比≥75%，体积密度≥3.02g/cm3，mgo重量百分比≥17%，cr2o3重量百分比≥5，杂质重量百分比不大于2%。
所述的mgo超细粉的中位径＜0.088mm，其中mgo的重量百分含量大于96%；
所述的cr2o3超细粉的中位径＜5um，其中cr2o3的重量百分含量大于99%；
所述的活性α-al2o3超细粉的中位径＜5um，其中al2o3的重量百分含量大于99%；
所述络合镁铝胶结剂是由粒径为纳米级的组分经高温高压络合而成，其主要成分为：mgo≥45%，al2o3≥1.5%，sio2≤2%，fe2o3≤2%，cao≤2%。
进一步的，所述的zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂80~96%
mgo超细粉0~2%
cr2o3超细粉0~2%
活性α-al2o3超细粉0~20%；
再额外添加重量百分比2-5%的水和重量百分比3-8%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
进一步的，所述的zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂78~89%
mgo超细粉0~2%
cr2o3超细粉0~5%
活性α-al2o3超细粉10~15%；
再额外添加重量百分比2-5%的水和重量百分比3-8%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
进一步的，所述的zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂93%
mgo超细粉0.5%
cr2o3超细粉1.5%
活性α-al2o3超细粉5%；
再额外添加重量百分比2-5%的水和重量百分比3-8%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
进一步的，所述的zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂92%
mgo超细粉1%
cr2o3超细粉2%
活性α-al2o3超细粉5%；
再额外添加重量百分比2-5%的水和重量百分比3-8%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
进一步的，所述的zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂91.5%
mgo超细粉1.5%
cr2o3超细粉2%
活性α-al2o3超细粉5%；
再额外添加重量百分比2-5%的水和重量百分比3-8%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
进一步的，所述的zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂91%
mgo超细粉2%
cr2o3超细粉2%
活性α-al2o3超细粉5%；
再额外添加重量百分比2-5%的水和重量百分比3-8%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
进一步的，所述的zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂95%
mgo超细粉0.5%
cr2o3超细粉1.5%
活性α-al2o3超细粉3%；
再额外添加重量百分比2-5%的水和重量百分比3-8%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
进一步的，所述的zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂91%
mgo超细粉0.5%
cr2o3超细粉1.5%
活性α-al2o3超细粉7%；
再额外添加重量百分比2-5%的水和重量百分比3-8%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
上述zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖的制备方法，包括下述步骤：
1）按照配比称量物料，将粒度>0.088mm的原料搅拌2~3分钟后，加入水，润湿物料，再加入络合镁铝胶结剂搅拌3~10分钟，再将预混合的粒度≤0.088mm的原料加入搅拌3-10分钟；
2）将混练后的物料在压机上以300~600mpa压力压制成型；
3）将压制成型的坯料于100~200℃干燥12~24小时；
4）将干燥后的坯料于1600~1700℃烧结3~5小时，即得到产品。
经检测，本发明的铝镁铬耐火砖抗渣能力为锌挥发窑渣静态坩埚法1600℃×3h侵蚀深度小于0.5mm，抗热震能力为1100℃水冷20次。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的铝镁铬耐火砖铬含量低，cr2o3百分含量不超过5%。
2、本发明采用络合镁铝胶结剂作为结合剂，主要成分为mgo和al2o3，该络合镁铝胶结剂是利用纳米技术在高温高压下络合而制成的新材料，在常温下水化后具有胶结作用，干燥后，形成穿插式的结构镶嵌在颗粒与细粉之间，使材料组织致密化，同时，在高温下，这种络合镁铝胶结剂粉体还能起到促烧的作用。
3、本发明的铝镁铬耐火砖同时拥有良好的抗渣性和抗热震性。由于本发明的产品是以氧化铝为主成分的中性偏酸性耐火材料，其主要矿物为铝镁铬复合尖晶石，该体系出现液相的温度为1925℃，完全液化的温度为2000℃以上，对酸碱性熔渣都有很好的抵御能力，且它的热膨胀系数和弹性模量较低，使得材料的抗热震性能较好，适用于zn挥发窑。
4、本发明中的活性α-al2o3超细粉中位径小于5um，活性高，高温下与基质中的mgo超细粉和cr2o3超细粉反应原位合成铝镁铬复合尖晶石，过程中产生微体积膨胀使材料组织进一步致密化。
具体实施方式
下面结合实施例说明本发明的具体实施方式。
以下实施例中材料均为市购，其中，络合镁铝胶结剂购自铁岭市朝辉节能技术开发有限公司，型号为g3297bx。
本发明的zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂，78~96%，
mgo超细粉，0~2%，
cr2o3超细粉，0~5%，
活性α-al2o3超细粉，0%~20%，
再额外添加重量百分比2-5%的水和重量百分比3-8%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
所述的电熔铝镁铬砂的主要成分为al2o3、mgo和cr2o3，颗粒度≤5mm，其中，al2o3重量百分比≥75%，体积密度≥3.02g/cm3，mgo重量百分比≥17%，cr2o3重量百分比≥5，杂质重量百分比不大于2%；所述的mgo超细粉的中位径＜0.088mm，其中mgo的重量百分含量大于96%；所述的cr2o3超细粉的中位径＜5um，其中cr2o3的重量百分含量大于99%；所述的活性α-al2o3超细粉的中位径＜5um，其中al2o3的重量百分含量大于99%。
进一步的，所述的zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂80~96%
mgo超细粉0~0.5%
cr2o3超细粉0~1.5%
活性α-al2o3超细粉0~20%，
再额外添加重量百分比2-5%的水和重量百分比3-8%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
进一步的，所述的zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂78~89%
mgo超细粉0~2%
cr2o3超细粉0~5%
活性α-al2o3超细粉10~15%，
再额外添加重量百分比2-5%的水和重量百分比3-8%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
实施例1
一种zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖，由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂，93%，
mgo超细粉，0.5%，
cr2o3超细粉，1.5%，
活性α-al2o3超细粉，5%，
以上述原料组分合计为100%，再添加重量百分比2%的水和重量百分比3%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
上述耐火砖的制备方法，包括下述步骤：
1）按照上述的配比称量所需的物料，将粒度>0.088mm的原料搅拌2~3分钟后，加入水，润湿物料，再加入络合镁铝胶结剂搅拌3~10分钟，再将预混合的粒度≤0.088mm的原料加入搅拌3-10分钟；
2）将混练后的物料在压机上以600mpa压力压制成型；
3）将压制成型的坯料于200℃干燥12小时；
4）将干燥后的坯料于1700℃烧结3小时，即得到产品。
实施例2
一种zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖，由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂，92%，
mgo超细粉，1%，
cr2o3超细粉，2%，
活性α-al2o3超细粉，5%，
以上述原料组分合计为100%，再添加重量百分比4%的水和重量百分比6%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
上述耐火砖的制备方法，包括下述步骤：
1）按照上述的配比称量所需的物料，将粒度>0.088mm的原料搅拌2~3分钟后，加入总配料量的2-5%水润湿物料，再加入络合镁铝胶结剂搅拌3~10分钟，再将预混合的粒度≤0.088mm的原料加入搅拌3-10分钟；
2）将混练后的物料在压机上以300mpa压力压制成型；
3）将压制成型的坯料于100℃干燥24小时；
4）将干燥后的坯料于1600℃烧结5小时，即得到产品。
实施例3
一种zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖，由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂，91.5%，
mgo超细粉，1.5%，
cr2o3超细粉，2%，
活性α-al2o3超细粉，5%，
以上述原料组分合计为100%，再添加重量百分比5%的水和重量百分比8%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
上述耐火砖的制备方法，包括下述步骤：
1）按照上述的配比称量所需的物料，将粒度>0.088mm的原料搅拌2~3分钟后，加入水，润湿物料，再加入络合镁铝胶结剂搅拌3~10分钟，再将预混合的粒度≤0.088mm的原料加入搅拌3-10分钟；
2）将混练后的物料在压机上以450mpa压力压制成型；
3）将压制成型的坯料于100~200℃干燥12~24小时；
4）将干燥后的坯料于1680℃烧结4小时，即得到产品。
实施例4
一种zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖，由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂，91%，
mgo超细粉，2%，
cr2o3超细粉，2%，
活性α-al2o3超细粉，5%，
以上述原料组分合计为100%，再添加重量百分比4%的水和重量百分比7%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
制备方法同实施例1。
实施例5
一种zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖，由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂，96%，
mgo超细粉，0.5%，
cr2o3超细粉，1.5%，
活性α-al2o3超细粉，1%，
以上述原料组分合计为100%，再添加重量百分比4%的水和重量百分比7%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
制备方法同实施例2。
实施例6
一种zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖，由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂，93%，
mg0超细粉，0.5%，
cr2o3超细粉，1.5%，
活性α-al2o3超细粉，5%，
以上述原料组分合计为100%，再添加重量百分比3%的水和重量百分比6%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
制备方法同实施例3。
实施例7
一种zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖，由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂，91%，
mgo超细粉，0.5%，
cr2o3超细粉，1.5%，
活性α-al2o3超细粉，7%，
以上述原料组分合计为100%，再添加重量百分比5%的水和重量百分比8%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
制备方法同实施例1。
实施例8
一种zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖，由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂，78%，
mgo超细粉，2%，
cr2o3超细粉，5%，
活性α-al2o3超细粉，15%，
以上述原料组分合计为100%，再添加重量百分比2%的水和重量百分比5%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
实施例9
一种zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖，由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂，96%，
mgo超细粉，0%，
cr2o3超细粉，0%，
活性α-al2o3超细粉，4%，
以上述原料组分合计为100%，再添加重量百分比4%的水和重量百分比8%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
实施例10
一种zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖，由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂，79%，
mgo超细粉，0.5%，
cr2o3超细粉，0.5%，
活性α-al2o3超细粉，20%，
以上述原料组分合计为100%，再添加重量百分比3%的水和重量百分比5%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
实施例11
一种zn挥发窑用电熔再结合铝镁铬耐火砖，由下述重量百分比的组分所组成：
电熔铝镁铬砂95%，
mgo超细粉0.5%，
cr2o3超细粉1.5%，
活性α-al2o3超细粉3%，
以上述原料组分合计为100%，再添加重量百分比3%的水和重量百分比6%的络合镁铝胶结剂作为结合剂。
其中，上述实施例1~7中耐火砖的性能指标如表1所示：
表1、产品的性能指标