[发明专利]一种电熔刚玉材料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料领域，特别涉及一种电熔刚玉材料及其生产方法。

背景技术

刚玉料具有抗熔渣侵蚀、抗耐磨性和热震稳定性好的特点，是一种优良的耐火材料，不仅能够应用到耐火制品，还能用于耐火散料和磨料领域。刚玉料中的主要成分Al₂O₃含量≥94.5％，其他物质如Cr₂O₃≤2％，TiO₂含量≤3％。目前，刚玉料的生产是以工业氧化铝为原料，有两种生产方法，一种是烧结法，经≥1200℃温度下高温烧结两小时，使普通工业Al₂O₃转化为α-Al₂O₃培育成刚玉相；另一种是电熔法，将工业氧化铝通过电弧炉熔炼，使普通工业Al₂O₃转化为α-Al₂O₃培育成刚玉相。

工业冶金铝灰是用重熔铝锭融化后喷制铝豆或铝粉收尘得到的灰粉，主要成分为金属铝和氧化铝，粒度为0-1mm。铝铬渣是用铝热法生产金属铬的固体废渣，含有Al₂O₃和Cr₂O₃的固熔体，其中Al₂O₃+Cr₂O₃质量百分含量一般大于90％，并含有7％～10％的单质金属铬以及Na₂CrO₄、CaO、Fe₂O₃、Na₂O、K₂O、SiO₂等杂质。其中，杂质Na₂CrO₄是可溶性铬盐，Cr(VI)是国家禁排的一类危险废物。工业铝灰和铝铬渣都是能够综合利用的再生资源，但目前对这些工业废料的处理都不够重视，但如果不及时处理，会对环境造成直接或间接危害。

CN 103896609A公开了“一种铬刚玉料及其生产方法”，该方法利用石油焦为还原剂还原铝铬渣并剔除Cr(VI)，并添加一定比例的工业氧化铝粉使铬刚玉中的Cr₂O₃含量不小于3％，该方法充分利用了铝铬渣废弃资源，但石油焦对铝铬渣的还原率较低，需要添加一定比例的工业氧化铝，使铬刚玉中的Cr₂O₃含量降低到≥3％，增加了产品的生产成本，并且得到的产品属于铬刚玉料，其在应用上受到一定限制，只能应用在有色行业的耐火制品。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种利用铝铬渣和工业铝灰电熔还原冶炼电熔刚玉材料及其生产方法，生产成本低，工艺合理，解决铝铬渣和工业铝灰固体废弃物排放问题，对环境友好。

本发明的技术方案是：

一种铬刚玉料，按质量百分比含量为由以下成分组分：

一种电熔刚玉材料的制造方法，具体步骤如下：

a.原材料及加工

取铝铬渣块料进行粉碎至粒度≤10mm；取还原剂工业铝灰粒度≤1mm；取还原剂石油焦进行粉碎至粒度≤10mm；

b.混合均化

将粒度≤10mm的铝铬渣、粒度≤1mm的工业铝灰和粒度≤10mm的石油焦混合均匀，烘干成水分质量百分含量≤0.5％的干混料，所述铝铬渣与石油焦、工业铝灰的质量比分别为100:3～100:6、100:0.5～100:3；

c.高温熔炼

将经烘干的干混料加入到电弧炉进行熔炼，铝铬渣中的Cr₂O₃和杂质六价铬被C和Al还原成单质Cr⁰沉降至炉底，Na₂O被C还原成金属Na蒸发掉，Al₂O₃经熔炼转化为α-Al₂O₃刚玉相，熔炼后料液中Cr₂O₃的质量百分含量≤2％；

d.保温培育晶型

熔炼完毕后，将电弧炉的炉壳从炉台移出并保温培育晶型，保温时间≥48h；

e.破碎精整

将经保温培育晶型的固熔体脱离电弧炉的壳体，破碎，将被碳和铝还原的金属铬选出，精整，得到刚玉块料。