一种不定形耐火材料及其制备工艺的制作方法

文档序号:34571139发布日期:2023-06-28 12:07阅读:73来源:国知局

本发明涉及耐火材料,具体为一种不定形耐火材料及其制备工艺。


背景技术:

1、不定形耐火材料的使用范围很广,已在钢铁、有色、建材、轻工和石油化工等领域大量使用。

2、现有公告号cn102924098a公开了属于耐火材料领域的一种用于不定形耐火材料的低团聚防爆纤维的制备方法。以废旧纸(书本、报纸、纸板等)、废旧麻制品(麻袋、麻绳等)为原料,加入适量的抗团聚的添加剂,放入高效粉碎机中破碎,再利用筛分技术等工艺,制成长径比不同的防爆纤维。该制备方法工艺简单,操作方便,所得制品绿色环保,资源再生利用,性价比高,能有效的减轻不定形耐火材料内部的水蒸气压力,从而避免了爆裂现象,特别是在高强度快干不定形耐火材料中,其防爆裂的效果更为显著。

3、此外还有公告号cn112250456a公开了一种不定形耐火材料,包括以下重量份数配比的原料:石英砂30-50份、石墨5-10份、高岭土8-12份、半钢玉5-8份、二氧化钛10-15份、碳酸钡20-30份、氧化锆、3-15份、氧化镁2-20份、二氧化硅5-15份、镍钴合金20-40份、硼酸锌2-10份、氧化镧2-8份、氧化钙5-12份、氮化硼10-25份、硼化铬5-13份、尖晶石10-20份。该发明通过将石英、石墨、高岭土和半钢玉设置为基料,可以提高材料整体的强度,使材料不会散开,紧密性更加高,并且具有一定的防火性能,通过添加二氧化钛、碳酸钡、氧化锆、氧化镁、二氧化硅、镍钴合金、硼酸锌、氧化镧、氧化钙、氮化硼、硼化铬、尖晶石与石英、石墨、高岭土和半钢玉混合为一体,从而进一步提高材料的耐火性能。

4、由于上述技术一中以废旧纸(书本、报纸、纸板等)、废旧麻制品(麻袋、麻绳等)为原料,虽然降低,虽然降低了整个材料的制备成本但是也同时降低了材料本身的耐火性能,而文件2中因为材质多为固体化的化学物质,使得该材料只能在使用过程中采用更高的成本进行融化凝固,比如喷雾设计,就需要设计高压密封环境进行密封,极大地增加了后期的使用成本。


技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足,本发明提供了一种不定形耐火材料及其制备工艺,解决了上述的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种不定形耐火材料,包括骨料60-85份,粉料20-40份,复合结合剂12.5-16份和外加剂0.5-2份;

5、所述骨料包括高铝矾土20-35份、镁铝尖晶石10-30份、氧化铝粉10-15份、硅微粉5-20份、硅微粉3-8份,所述粉料含有10质量%以上、35质量%以下的mgo;

6、所述粉料中,相对该粉料整体质量100%,铝酸盐水泥和磷酸二氢铝的总质量%在90%以上;

7、所述外加剂为熔融石英颗粒按照质量配比,由以下成分组成:颗粒度为0.3-0.2mm的熔融石英砂,含量4%-6%;颗粒度为0.075mm-0.065mm的熔融石英粉,含量18%-22%;颗粒度为0.04mm-0035mm的熔融石英粉,含量72%-78%。

8、一种不定形耐火材料,包括骨料60-85份,粉料20-40份,复合结合剂12.5-16份和外加剂0.5-2份;

9、所述骨料包括高铝矾土20-35份、镁铝尖晶石10-30份、氧化铝粉10-15份、硅微粉5-20份、硅微粉3-8份,所述粉料含有10质量%以上、35质量%以下的mgo;

10、所述粉料中,相对该粉料整体质量100%,铝酸盐水泥和磷酸二氢铝的总质量%在90%以上;

11、所述外加剂为熔融石英颗粒按照质量配比,由以下成分组成:颗粒度为0.3-0.2mm的熔融石英砂,含量4%-6%;颗粒度为0.075mm-0.065mm的熔融石英粉,含量18%-22%;颗粒度为0.04mm-0035mm的熔融石英粉,含量72%-78%。

12、优选的,步骤一;称量:准确称量定量的高铝矾土、镁铝尖晶石200目、硅微粉、氧化铝粉、铝酸盐水泥和磷酸二氢铝;

13、步骤二:干混:将步骤一称量后的高铝矾土、高铝矾土200目、硅微粉和氧化铝粉放置在强制式搅拌机进行干混;

14、步骤三:搅拌:将步骤二干混后的混合物加入磷酸二氢铝和熔融石英砂进行搅拌,使之混合均匀;

15、步骤四:成型:将步骤三混合均匀后的混合物加入铝酸盐水泥,使其可塑度要达到能自身黏合在一起。

16、优选的,所述在强制式搅拌机进行干混时间为4min,所述混合物与磷酸二氢铝搅拌的时间为5min。

17、优选的,所述铝酸盐水泥的制备方法如下:

18、a1、将预处理后的赤泥、石灰石、铝灰和工业氧化铝进行破碎;

19、a2、将a1、破碎后的原料混合均匀,然后向所得混合物中加入硫酸铜制备成铝酸盐水泥生料;

20、a3、铝酸盐水泥生料经煅烧后随炉冷却制备得到铝酸盐水泥熟料;

21、a4、向所得铝酸盐水泥熟料中加入聚丙烯腈短纤维并进行研磨制备得到铝酸盐水泥。

22、优选的,所述磷酸二氢铝的制备方法如下:

23、b1、将锂矿渣水洗烘干,得到矿渣粉体;

24、b2、将所述矿渣粉体与磷酸混合,进行烧结处理,得到烧结产物;

25、b3、将所述烧结产物溶于水中,过滤得到滤液;

26、b4、在所述滤液中,按铝盐与所述矿渣粉体的质量比为(0-0.05):1加入铝盐,使滤液中铝元素和磷元素的摩尔比为1:(2.7-3.1),然后再按钡盐与所述矿渣粉体的质量比为(0-0.08):1加入钡盐,混合后过滤,得到磷酸二氢铝溶液。

27、优选的,所述预处理后的赤泥、石灰石、铝灰和工业氧化铝破碎至250-300目。

28、优选的,所述铝灰为一级工业铝灰或者二级工业铝灰中的一种或者两种的混合物。

29、优选的,所述矿渣粉体与磷酸混合的步骤中,所述矿渣粉体与磷酸的质量比为1:1.2步骤一;称量:准确称量定量的高铝矾土、镁铝尖晶石200目、硅微粉、氧化铝粉、铝酸盐水泥和磷酸二氢铝;

30、步骤二:干混:将步骤一称量后的高铝矾土、高铝矾土200目、硅微粉和氧化铝粉放置在强制式搅拌机进行干混;

31、步骤三:搅拌:将步骤二干混后的混合物加入磷酸二氢铝和熔融石英砂进行搅拌,使之混合均匀;

32、步骤四:成型:将步骤三混合均匀后的混合物加入铝酸盐水泥,使其可塑度要达到能自身黏合在一起。

33、优选的,所述在强制式搅拌机进行干混时间为4min,所述混合物与磷酸二氢铝搅拌的时间为5min。

34、优选的,所述铝酸盐水泥的制备方法如下:

35、a1、将预处理后的赤泥、石灰石、铝灰和工业氧化铝进行破碎;

36、a2、将a1、破碎后的原料混合均匀,然后向所得混合物中加入硫酸铜制备成铝酸盐水泥生料;

37、a3、铝酸盐水泥生料经煅烧后随炉冷却制备得到铝酸盐水泥熟料;

38、a4、向所得铝酸盐水泥熟料中加入聚丙烯腈短纤维并进行研磨制备得到铝酸盐水泥。

39、优选的,所述磷酸二氢铝的制备方法如下:

40、b1、将锂矿渣水洗烘干,得到矿渣粉体;

41、b2、将所述矿渣粉体与磷酸混合,进行烧结处理,得到烧结产物;

42、b3、将所述烧结产物溶于水中,过滤得到滤液;

43、b4、在所述滤液中,按铝盐与所述矿渣粉体的质量比为(0-0.05):1加入铝盐,使滤液中铝元素和磷元素的摩尔比为1:(2.7-3.1),然后再按钡盐与所述矿渣粉体的质量比为(0-0.08):1加入钡盐,混合后过滤,得到磷酸二氢铝溶液。

44、优选的,所述预处理后的赤泥、石灰石、铝灰和工业氧化铝破碎至250-300目。

45、优选的,所述铝灰为一级工业铝灰或者二级工业铝灰中的一种或者两种的混合物。

46、优选的,所述矿渣粉体与磷酸混合的步骤中,所述矿渣粉体与磷酸的质量比为1:1.2。

47、(三)有益效果

48、本发明提供了一种不定形耐火材料及其制备工艺,具备以下有益效果:

49、该不定形耐火材料及其制备工艺,通过高铝矾土、镁铝尖晶石和氧化铝粉作为骨料保证了耐火材料的耐高温性质,同时原材料使用到赤泥、石灰石、铝灰,极大地降低了材料的制备成本,增加了该材料制备的实用价值。

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