[发明专利]一种火法贵金属冶炼用柔韧性复合尖晶石锡耐火材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及火法贵金属冶炼用耐火材料技术领域，具体涉及一种火法贵金属冶炼用柔韧性复合尖晶石锡耐火材料及其制备方法。

背景技术

目前，火法贵金属冶炼窑炉大部分使用镁铬砖，镁铬砖具有良好抵抗熔渣侵蚀性能，但柔韧性较差，使用过程中常出现结构剥落及断裂等现象，且镁铬砖抵抗高温熔体冲刷和渗透的性能不能有更好的提高，到目前为止Cr₂O₃含量在16-24%之间的镁铬砖仍是火法贵金属冶炼中较为常用的耐火材料。

现有的技术是将铬铝质耐火材料和铝铬锆质耐火材料应用于火法贵金属冶炼窑炉中，铬铝质和铝铬锆质耐火材料开始以铬渣为主要原料，逐步改用刚玉和铬矿来制作，其原理是形成Al₂O₃- Cr₂O₃共溶体，由于采用倒烟窑烧成，烧结程度充分。因此，铬铝质耐火材料和铝铬锆质耐火材料具有较高的高温强度，抵抗高温熔体冲刷性能优良，但其抵抗贵金属冶炼熔渣侵蚀的性能不能得到良好的改善。且其柔韧性和热震稳定性还不及镁铬砖，导致使用较短的周期内就出现断裂现象，影响窑炉的使用寿命，同时铬铝质和铝铬锆质耐火材料用倒烟窑烧成的生产周期通常在15-20天，远远高于用隧道窑烧成的生产周期6-7天，且用倒烟窑生产热效率低，污染环境。

随着环保要求的日益严格，耐火材料无铬化是一种必然趋势，在钢铁和水泥冶炼工艺中耐火材料无铬化已经取得较大进度，但在贵金属冶炼中由于耐材消耗量较少，冶炼过程中熔体渗透能力较强，熔渣对耐火材料的蚀损非常严重，对耐火材料的柔韧性、热震稳定性、抗高温熔体冲刷性能和抵抗熔渣侵蚀的性能要求较高，因此，在降低耐火材料中Cr₂O₃含量的同时，使用寿命进一步提高是火法贵金属冶炼用耐火材料的发展方向。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种具有良好的柔韧性、良好的热震稳定性、抗熔渣侵蚀性、抗高温熔体冲刷性和较低的线膨胀性，减少对环境的污染的火法贵金属冶炼用柔韧性复合尖晶石锡耐火材料及其制备方法。

本发明的一种火法贵金属冶炼用柔韧性复合尖晶石锡耐火材料及其制备方法是通过以下技术方案来实现的：

一种火法贵金属冶炼用柔韧性复合尖晶石锡耐火材料，它是由以下原材料按重量份配比和方法制造而成：

配比：5mm～0mm致密刚玉砂 47～76份、3mm～0mm铬渣15～30份、1mm～0mm镁砂 6.0～12.5份、≤0.045mm铬绿1.5～4.5份、≤0.045mm电熔氧化锆1～4份和≤0.045mm氧化锡0.5～2.0份；结合剂为磷酸与草酸的混合溶液，其加入量为致密刚玉砂、铬渣、镁砂、铬绿、电熔氧化锆及氧化锡总重量的4～10％。

作为优选，所述的磷酸与草酸的质量比为9:1。

制造方法：

a)按权利要求1所述的原材料重量份配比取料；

b)将取好的原材料加入权利要求1所述的结合剂，并在强力混砂机中进行混料；

c)混好的料在密闭的容器内困料24小时；

d)困料结束后在液压机上成型砖坯；

e)将成型后砖坯送入干燥窑内进行干燥，干燥窑热风温度为100～120℃，干燥时间不小于72小时；

f)将干燥好的砖坯送入111米高温隧道窑中，在1650～1700℃下烧成，推车时间为150～180分钟。

本发明替代火法贵金属冶炼窑炉用Cr₂O₃含量在16-24%之间的高级镁铬砖，柔韧性复合尖晶石锡耐火材料的Cr₂O₃含量在3.5-9.0%之间，Cr₂O₃含量大大降低，减少对环境的污染，以一部分铬渣为原料，对铬渣的再利用有重要意义，基质部分引入适量的ZrO₂来改变晶相产生微细纹改善制品的热震稳定性，同时引SnO₂增强制品的韧性和抵抗熔渣侵蚀的性能，使得制品具有优良的抵抗熔渣侵蚀的性能、抵抗高温熔体冲刷的性能，高温熔体向耐材内部渗透的速率大大降低，体现在柔韧性复合尖晶石锡耐火材料的弹性模量较小、热震稳定性较好、高温抗折强度较高、透气度较小、线膨胀率较低。