[发明专利]一种铜复合镁铬砖及其制造方法

说明书

本发明属于耐火材料技术领域，具体使用在有色冶炼用耐火材料方面，尤其涉及一种铜复合高性能镁铬砖及其制造方法。其原料按重量百分比配比如下：粒径3‑5mm的铜复合镁铬合成砂1‑10％、粒径1‑3mm的铜复合镁铬合成砂10‑35％、粒径0.088‑1mm的铜复合镁铬合成砂10‑25％、粒径3‑5mm的电熔镁铬砂1‑5％、粒径1‑3mm的电熔镁铬砂1‑15％、粒径0.088‑1mm的电熔镁铬砂2‑13％、粒径≤0.088mm的电熔镁铬砂5‑20％、粒径3‑5mm的电熔镁砂1‑5％、粒径1‑3mm的电熔镁砂1‑15％、粒径0.088‑1mm的电熔镁砂2‑13％、粒径≤0.088mm的电熔镁砂5‑20％、粒径≤0.088mm的铬精矿2‑10％、复合添加剂1‑6％、结合剂(外加)3‑5％。本发明能够合理有效地对有色冶炼所产生的镁铬废砖进行充分利用。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体使用在有色冶炼用耐火材料方面，尤其涉及一种铜复合高性能镁铬砖及其制造方法。

背景技术

镁铬耐火材料由于Cr⁶⁺污染问题，在黑色冶金领域已逐渐被低铬或无铬耐火材料所取代，但在有色冶金领域，熔渣体系属于FeO-SiO₂系，不仅造渣时间长、渣量大，而且渣中FeO含量高达35％以上，只有镁铬耐火材料才能与此种条件相适应。也就是说，在有色冶金领域，镁铬砖还具有着不可替代的地位和作用。

近年来，随着有色冶金行业的不断发展壮大，尤其是铜冶炼企业的不断扩张和扩展，对镁铬砖的需求量越来越大，相应的，产生的废砖量也越来越多。为了避免镁铬废砖对环境的污染并加强对资源的有效节约，耐材工作者和冶金工作者都在镁铬废砖的重新利用上做了大量的工作，也取得了一定的有益效果，尤其对于黑色冶金产生的镁铬废砖，由于渗透量少，杂质成分相对单一，基本上做到了100％的重新制砖利用。而有色冶金产生的镁铬废砖，不仅渗透层厚、渗透量大，而且渗透进砖体内的成分也相当复杂，以炼铜用镁铬砖为例，渗透层中除了铁橄榄石(FeO-SiO₂)渣外，还包括冰铜、铜锍、金属铜、氧化铜、氧化亚铜等渗透性非常强的低熔物的液体渗透，以及硫的氧化物的气体渗透，如此复杂的组成成分及杂质含量，在制砖时即使加入量非常小，也会对制品的质量和性能产生较大的影响，所以目前在对有色冶金产生的镁铬废砖的应用方面，以直接破碎后加入不定形耐火材料应用中居多，对原料进行了极大的降档使用，发挥不出有色镁铬废砖料的固有价值，不仅扩大了Cr⁶⁺的污染源，而且砖中渗入的大量的Cu也被浪费掉了，不利于铬铁矿资源的和铜资源有效保护，尤其对我国来说，属于贫铬国家，大量的铬铁矿需要进口，对资源在有效保护和合理利用方面的需求更为迫切。

另外，传统有色用镁铬砖的制造工艺，同黑色冶金用镁铬砖一样，都要求用高纯的原料并在高温下烧成，形成产品的直接结合结构，但该工艺对使用温度高达1600℃以上的黑色冶金来说，是比较合适的，而对于使用温度只有1400℃左右的有色冶金来说，却存在以下几个方面的缺陷。

1、Cr₂O₃具有高温挥发性，温度越高，挥发量越大；1750℃以上的高温或超高温烧成容易造成Cr₂O₃的挥发损失，不仅造成砖内有益成分的降低，加剧资源的损耗，而且也使得Cr⁶⁺污染问题更加严重。

2、传统直接结合镁铬砖烧成属于固相烧结，砖体内部气孔率较高，一般高达15-17％左右，并且气孔大小非常不均匀，不利于阻止熔渣沿内部气孔的渗透；而有色用镁铬砖却要求砖体应当具有更好的抗渗透性，以阻止含Cu熔渣的大量渗透，提高使用寿命，促使对铬资源和铜资源的保护利用。

3、传统直接结合镁铬砖中各组分氧化物与渗入熔渣反应后都生成高温物相，对气孔有一定的填充作用，对抵抗液体熔渣的渗透效果不错，但对于有色冶炼中大量的SO₂和SO₃等气体氧化物的渗透，却起不到很好的阻挡效果；所以有必要对传统镁铬砖在阻挡气体渗透方面的能力进行加强、改进和提高。