[发明专利]铜冶炼炉用镁铝钛砖

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种铜冶炼炉用镁铝钛砖。 

背景技术

近些年，随着铜冶炼工艺技术的发展，尤其火法炼铜工艺的进步及产能的扩大，对铜冶炼炉用耐火材料的要求也越来越苛刻。镁铬系耐火材料因其高强度和良好的抗侵蚀渗透性，在铜冶炼炉上得到广泛地使用，但使用后存在Cr⁶⁺离子的污染问题，不符合目前国家环保的要求，且我国的铬铁矿资源匮乏。因此，加速开发、研制及应用无铬碱性耐火材料成为必然的趋势。 

针对铜冶炼炉用耐火材料的使用环境和窑炉工况进行研究分析，并进行抗铜渣对比试验，研究发现：在镁铝复合尖晶石砖中引入TiO₂细粉，高温下可形成一种具有复相结构的镁铝钛砖，其抗铜渣侵蚀性与镁铬砖相当，可作为铜冶炼炉用新型环境友好碱性耐火材料。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于铜冶炼炉用镁铝钛砖，该砖具有优异的高温性能、热震稳定性能、烧结性能、抗侵蚀和防渗透性等，可以取代铜冶炼炉用镁铬质耐火材料，成为铜冶炼炉用环境友好型碱性耐火材料。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是： 

一种铜冶炼炉用镁铝钛砖，以重量百分比计，其制备原料如下：粒度4~0mm的烧结镁砂26~40%，粒度4~0mm的电熔镁砂5~20%，粒度≤0.088mm的电熔镁砂20~47%，粒度4~1mm的电熔尖晶石为17~25%，粒度≤0.045mmTiO₂细粉为 3.5~5%，外加占上述原料总重3.5~5%的结合剂。

所述烧结镁砂的成分组成：MgO为80~96%，Fe₂O₃为0.3~2%，其他杂质1.5~2.5%；所述电熔镁砂的成分组成：MgO为80~98%，Fe₂O₃为0.5~3%，其他杂质1.5~2.0%；所述电熔尖晶石的成分组成：MgO为30~55%，Al₂O₃为40~66%，其他杂质1.0~2.0%。 

所述TiO₂细粉为锐钛矿型，TiO₂细粉中TiO₂含量≥99.1wt%。 

所述结合剂为木质素磺酸钙、盐卤溶液、聚磷酸盐中的一种或几种，其比重为1.0~1.6 g/cm³。 

所述铜冶炼炉用镁铝钛砖经由配料、湿碾、成型、干燥和烧成步骤而制得，成型时采用高吨位液压压力机或摩擦压力机制成砖坯，将砖坯在80~160℃下干燥8~24h，然后经1600~1700℃高温烧成，并保温3~12h，冷却后出窑。 

本发明具有积极的有益效果： 

本发明所涉及的铜冶炼炉用镁铝钛砖，其化学成分为：MgO 80~86%，Al₂O₃ 10~16%，TiO₂ 3.5~5%。

①本发明通过添加TiO₂细粉，使材料的烧结温度降低，在较低温度下达到良好烧结，在烧结过程中形成的许多封闭的微孔结构，则提高了材料的热震稳定性。同时，引入TiO₂细粉在高温下生成固溶体，析出二次尖晶石，填充了材料中的气孔，进而减少了铜渣侵蚀渗透的通道，提高了砖的抗侵蚀和防渗透性；该砖的综合性能指标如表1所示。 

②本发明适用于铜冶炼工业窑炉，具有优良的烧结性能、热震稳定性、抗侵蚀和防渗透性，可以取代铜冶炼炉用镁铬质耐火材料（镁铬砖），避免Cr⁶⁺对环境造成的污染，具有很好的经济效益和社会效益。 

表1 性能指标 

                                                   

具体实施方式

实施例1：一种铜冶炼炉用镁铝钛砖，以重量百分比表示，采用粒度4~2mm的烧结镁砂18%，粒度2~0mm的烧结镁砂8.5%，粒度4~0mm的电熔镁砂18%，粒度≤0.088mm的电熔镁砂32%，粒度4~1mm的电熔尖晶石20%，粒度≤0.045mmTiO₂细粉3.5%，另外添加上述原料总重3.5%的木质素磺酸钙，其密度为1.3g/cm³。