一種強(qiáng)堿環(huán)境用耐火澆注料結(jié)合劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及耐火材料行業(yè)砌筑熱工窯爐用耐火澆注料，特別涉及一種生產(chǎn)強(qiáng)堿性 環(huán)境下使用的耐火澆注料用粘結(jié)劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，強(qiáng)堿性環(huán)境下使用的澆注料骨料多采用硅鋁系中氧化鋁含量較低的粘土質(zhì) 原料，結(jié)合劑采用軟質(zhì)粘土高溫?zé)Y(jié)結(jié)合，或采用含氧化鈉的水玻璃作結(jié)合劑，其目的都是 使?jié)沧⒘显诟邷丨h(huán)境下表面形成一層高粘度玻璃相，阻止堿性介質(zhì)的滲透和侵入。
[0003] 但是，軟質(zhì)粘土作結(jié)合劑的澆注料，脫模及烘干強(qiáng)度太低，并且只能通過高溫?zé)Y(jié) 形成陶瓷結(jié)合來提高強(qiáng)度。水玻璃作結(jié)合劑的澆注料干燥時易"泛堿"，結(jié)合劑分布不均勻， 硬化時間長，允許使用溫度低。希望開發(fā)一種硬化速度快，早期強(qiáng)度和使用溫度高的、用于 強(qiáng)堿性環(huán)境下的耐火澆注料，其關(guān)鍵是結(jié)合劑的研究與開發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷和不足，本發(fā)明目的在于提供一種用于強(qiáng)堿性環(huán)境下使用 的耐火澆注料用粘結(jié)劑的制備方法，通過本發(fā)明的方法制備得到的粘結(jié)劑其耐火度可達(dá) 1580°C，110°C烘干后抗折粘結(jié)強(qiáng)度比水玻璃作結(jié)合劑高出60%以上。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：
[0006] -種強(qiáng)堿環(huán)境用耐火澆注料結(jié)合劑的制備方法，包括以鋁礬土為原料，將鋁礬土 與堿液混合得到密度為1.4~1.5g/cm 3的混合漿液，混合漿液在150~180°C下加熱得到粘 稠液體即為強(qiáng)堿環(huán)境用耐火澆注料結(jié)合劑。
[0007] 具體的，所述的堿液為NaOH溶液，按質(zhì)量比Na2〇/A 12〇3 = 0.6~0.7的用量將鋁礬土 與堿液混合。
[0008] 更具體的，按質(zhì)量百分比計，所述的鋁礬土中的Al2O3 2 72%，SiO2 < 8% ;按質(zhì)量比 計，Al2〇3/Si〇2>9。
[0009] 另外，按質(zhì)量百分比計，所述的錯研；土中Fe2〇3含量小于1.5%，CaO含量小于1.0%， SO3含量小于0.2%。
[0010]進(jìn)一步的，所述的鋁礬土的粒度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%以上的顆粒通過325目篩。
[0011] 優(yōu)選的，在溫度為150~180°C和壓力為0.3~0.5MPa下的加熱時間為2~3h。
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為：
[0013] (1)經(jīng)測試，通過本發(fā)明的方法制備得到的粘稠溶體干燥后得到的粉體，其耐火度 可達(dá)1580°C，比水玻璃高出600°C以上。粘稠溶體中的主要礦物相為鋁酸鈉、方石英及少量 長石相，粘稠溶體即為用于強(qiáng)堿性環(huán)境下使用的耐火澆注料用粘結(jié)劑。
[0014] (2)用本發(fā)明的粘結(jié)劑制備澆注料能用于強(qiáng)堿性環(huán)境下主要原因是氧化鋁已被強(qiáng) 堿氧化鈉飽和，與用于玻璃熔窯的P-Al 2O3電熔磚抗堿性能好類似;高溫收縮小主要是活性 氧化硅與部分氧化鋁反應(yīng)形成莫來石體積膨脹。為了使?jié)沧⒘险辰Y(jié)劑具有較高的結(jié)合強(qiáng)度 和抗堿侵蝕性能，固化后不收縮，耐火度高，可適當(dāng)加入氫氧化鋁粉或藍(lán)晶石細(xì)粉。
[0015] (3)按照本發(fā)明的方法，可制得密度為1.4~1.5g/cm3粘結(jié)劑，采用同一原料制作 耐堿澆注料，110°c烘干后抗折粘結(jié)強(qiáng)度比水玻璃作結(jié)合劑高出60%以上，澆注料耐火度高 出水玻璃澆注料350°C以上。其施工和高溫性能明顯優(yōu)于水玻璃作結(jié)合劑的澆注料。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明的制備方法流程圖。
[0017] 以下結(jié)合附圖和發(fā)明人給出的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 參見圖1，按照本發(fā)明的技術(shù)方案，采用澠池賈家洼東段優(yōu)質(zhì)鋁礬土，磨細(xì)過325目 篩，篩余量< 10%，烘干;鋁礬土品位越高，粘結(jié)劑結(jié)合性能越好;控制鋁礬土 (生料Ml2O3 2 72% ,SiO2 < 8% ,Al2〇3/Si〇2 > 9〇
[0019] 制備過程中應(yīng)當(dāng)盡量選取低鐵、低鈣鋁礬土?；瘜W(xué)成分控制在Fe2O3含量小于 1.5%，CaO含量小于1.0%，SO3含量小于0.2% ;而Na2O和K2O的含量不限。
[0020] 以磨細(xì)的鋁礬土 (干基)為100 %計算基準(zhǔn)，加入NaOH，錯礬土中的Na2O和K2O含量極 低，不進(jìn)入計算。按化學(xué)組成決定NaOH加入量。配料完成后，濕磨4h，攪拌混合均勻。將混合 磨細(xì)漿液置入高壓高溫反應(yīng)釜中，加水，控制漿液密度為1.4~1.5g/cm 3,在150~180°C，工 作壓力為0.3~0.5MPa的條件加熱攪拌2~3h，自然冷卻后，從高壓高溫釜中取出，根據(jù)需要 決定是否再加氫氧化鋁粉或藍(lán)晶石細(xì)粉。
[0021] 該粘結(jié)劑可直接與粘土質(zhì)骨料、細(xì)粉混合，自然環(huán)境下24小時即可固化。
[0022] 以下是發(fā)明人給出的實(shí)施例，需要說明的是，以下的實(shí)施例用于進(jìn)一步理解本發(fā) 明，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
[0023] 實(shí)施例1:
[0024]取澠池賈家洼東段露采優(yōu)質(zhì)鋁礬土，磨細(xì)過325目篩，篩余量< 10 %，烘干;化學(xué)成 分分析結(jié)果(wt % )如下表：
[0025]表 1
[0028] Al2〇3 = 73·28%，Si〇2 = 6·85%，Al2〇3/Si〇2 = 10·7,Fe2O3含量小于1 ·5%，CaO含量 小于1.0%，SO3含量小于0.2% ;滿足原料化學(xué)組成條件。
[0029] 配料組成計算
[0030] NaOH^Na2O:折算系數(shù)為0.775;
[0031] 鋁礬土 (生料）：折算系數(shù)為0.8657;
[0032]稱取烘干礬土細(xì)粉生料1001^/0.8657 = 115.51^(燒后1001^);含4120384.601^，按 Na20/Al2〇3 = 0.7配料；
[0033]加入Na2O數(shù)量為59 · 22kg，NaOH折算系數(shù)為0 · 775，即加入NaOH為：59 · 22kg/0 · 775 =76.41kg
[0034]配料總重量為：115 · 5+76 · 41 = 191 · 91kg
[0035]原料攪拌均勻，加水67kg(約為固體總量的1/3)，濕磨3h，停機(jī)測試漿料密度。加 水，調(diào)節(jié)至漿料密度為1.4~1.5g/cm3,濕磨lh。將混合磨細(xì)漿液置入高壓高溫反應(yīng)釜中，在 170°C,工作壓力為0.4Mpa的條件加熱攪拌3h，自然冷卻后，從高壓高溫爸中取出。由于研^土 氧化鋁含量偏低，再外加5%的氫氧化鋁粉。
[0036]使用本實(shí)施例制備的粘結(jié)劑，采用氧化鋁含量為42%的焦寶石質(zhì)骨料、細(xì)粉混合， 自然環(huán)境下24小時即可固化。110°C烘干后，抗折粘結(jié)強(qiáng)度可達(dá)16.2Mpa，比水玻璃作結(jié)合劑 高出74 %，澆注料耐火度可達(dá)1770°C，高出水玻璃澆注料400°C。其施工和高溫性能明顯優(yōu) 于水玻璃澆注料。
[0037] 實(shí)施例2:
[0038] 本實(shí)施例與實(shí)施例1不同的是：按Na2OAl2O 3 = 0.6配料；在150°C，工作壓力為 0.3Mpa的條件加熱攪拌3h制得粘結(jié)劑。
[0039]使用本實(shí)施例制備的粘結(jié)劑，采用氧化鋁含量為42%的焦寶石質(zhì)骨料、細(xì)粉混合， 自然環(huán)境下24小時即可固化。110°C烘干后，抗折粘結(jié)強(qiáng)度14.8Mpa，比水玻璃作結(jié)合劑高出 61 %，澆注料耐火度達(dá)到1750°C，高出水玻璃澆注料380°C。其施工和高溫性能明顯優(yōu)于水 玻璃澆注料。
【主權(quán)項】
1. 一種強(qiáng)堿環(huán)境用耐火澆注料結(jié)合劑的制備方法，其特征在于，包括以鋁礬土為原料， 將鋁礬土與堿液混合得到密度為1.4~1.5g/cm 3的混合漿液，混合漿液在150~180°C下加 熱得到粘稠溶體即為強(qiáng)堿環(huán)境用耐火澆注料結(jié)合劑。2. 如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)堿環(huán)境用耐火澆注料結(jié)合劑的制備方法，其特征在于，所述的 堿液為NaOH溶液，按質(zhì)量比Na20/Al 2〇3 = 0.6~0.7的用量將鋁礬土與堿液混合。3. 如權(quán)利要求1或2所述的強(qiáng)堿環(huán)境用耐火澆注料結(jié)合劑的制備方法，其特征在于，按 質(zhì)量百分比計，所述的鋁礬土中的Al2〇3 2 72%，Si02 < 8% ;按質(zhì)量比計，Al2〇3/Si02 2 9。4. 如權(quán)利要求3所述的強(qiáng)堿環(huán)境用耐火澆注料結(jié)合劑的制備方法，其特征在于，按質(zhì)量 百分比計，所述的鋁礬土中Fe2〇 3含量小于1.5%，CaO含量小于1.0%，S03含量小于0.2%。5. 如權(quán)利要求1或2所述的強(qiáng)堿環(huán)境用耐火澆注料結(jié)合劑的制備方法，其特征在于，所 述的鋁礬土的粒度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%以上的顆粒通過325目篩。6. 如權(quán)利要求1或2所述的強(qiáng)堿環(huán)境用耐火澆注料結(jié)合劑的制備方法，其特征在于，在 溫度為150~180°C和壓力為0.3~0.5MPa下的加熱時間為2~3h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種強(qiáng)堿環(huán)境用耐火澆注料結(jié)合劑的制備方法，該方法以鋁礬土為原料,控制鋁礬土中氧化鋁和氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及Al2O3/SiO2比值。將鋁礬土粉碎，磨細(xì)使粒度90％以上通過325目篩,然后與NaOH堿液混合，控制Na2O/Al2O3的比值,濕磨4h，得到混合漿液。將混合漿液置入高壓高溫反應(yīng)釜中，加水，控制漿液密度為1.4～1.5g/cm3,在150℃～180℃加熱2～3h,制得粘稠溶體。粘稠溶體即為用于強(qiáng)堿性環(huán)境下使用的耐火澆注料用粘結(jié)劑。采用同一原料，該粘結(jié)劑制作的耐堿澆注料，110℃烘干后抗折粘結(jié)強(qiáng)度比水玻璃作結(jié)合劑高出60％以上，澆注料耐火度高出水玻璃澆注料350℃以上。其施工和高溫性能明顯優(yōu)于水玻璃澆注料。
【IPC分類】C04B35/66
【公開號】CN105541348
【申請?zhí)枴緾N201510939489
【發(fā)明人】薛群虎, 蕭禮標(biāo), 趙志龍, 田利萍
【申請人】西安建筑科技大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月15日