[发明专利]一种有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料及其制备方法

说明书

一种有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料，适用于有色冶炼熔化熔炉的液线上方炉壁位置，所述耐火材料的组成成分为：铝铬共熔体、铝镁尖晶石、铁铝尖晶石和结合剂。本发明使用铝铬共熔体、铝镁尖晶石、铁铝尖晶石作为原料，降低了炒成温度，减少了三氧化二铬的挥发。同时采用粘土、磷酸溶液、磷酸二氢铝溶液以及水作结合剂，使得耐火材料的抗渣、抗渗透能力得到增强。因为磷酸溶液会与耐火材料中的氧化铝发生反应，生成磷酸键，形成一定的网状结构，粘土的加入又使得在烧成时，部分原料可以与粘土共同熔化，填充较大的晶间缝隙，而磷酸二氢铝的粘度较大，使得粘土结合剂的结合作用得到增强，最终使得耐火材料更为致密。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体为一种有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料及其制备方法。

背景技术

我国是有色金属生产大国，随着我国的交通、能源、建筑、机电、通讯、汽车、家用电器等的发展之快及我国周边国家像日本和韩国 资源贫乏国家需要进口大量有色金属，各种类型的复合材料、合金、超薄铜板、管材及化工产品有着广泛的国内外市场，产能不断扩大，随之产生的一系列如：技术老化、设备陈旧、能耗高、成本高、环境污染严重、矿山资源紧张、回收率低等问题亟需解决。特别是随着电子产品的快速迭代，我国正迈入电子产品报废高峰期。面对逐年扩张的电子废物规模，一方面，海量电子垃圾泛滥造成的环境污染日益侵蚀人们的生存空间，另一方面，游商游贩遍地开花，粗放的作坊式电子垃圾处理市场野蛮生长，二噁英等剧毒、有毒有害成分对于大气、土壤、地下水等污染严重，而且提取贵金属工艺，贵金属回收率低，是国家明令禁止的淘汰工艺。如何合理有效的处置及回收电子垃圾—“城市矿产”，实现灰色产业转向绿色经济，是制约有色行业发展的技术瓶颈。

世界最有效的无害的处理方法，现有日本、比利时等国家的再生企业具有先进的处理技术和装备，其技术世界领先。中国依然采用传统方法，简单，原始、落后，国内尚无有效的先进的无污染处理技术。国内一直是引进国外日本、比利时的熔炼炉，其炉衬材料使用寿命为1个多月，有的甚至更短。为了推动有色行业的快速发展，提高有色金属冶炼工艺水平，结合目前有色冶金过程的强化(强化冶炼的比重加大)对耐火材料的使用性能要求，本项目主要就提升有色冶炼特殊和关键、苛刻部位的材料品质，延长高温窑炉炉衬使用寿命，以实现生产过程更加绿色环保展开技术研究。

国内某有色院自行设计的NRTS炉是中国首座电子垃圾熔融-精炼炉，可有效处理电子废料、工业废渣、低品位杂铜和阳极泥等废物料，且稀贵金属回收率较高，其熔炼技术超过国外水平。但是由于苛刻的熔炼环境，要求内衬材料必须有较强的耐酸碱性、抗高温及耐金属渣侵蚀性强等特性，因此，现用材料寿命较低，已无法满足正常使用。因此，亟需研制一种节能环保型先进电子垃圾和有色固废熔炼-精炼炉用高性能、长寿命系列多复合尖晶石高温炉衬材料。

熔炉液线上方炉壁处温度较高，大量加入熔炉需要熔炼的冷物料在此处开始融化、反应，液线上方炉壁需要经受这些物料的渗透与侵蚀，工况条件较为复杂。传统炉衬材料多使用固相烧结制得镁铬质、镁铝质炉衬材料。传统镁铬质耐火材料具有良好的抗熔渣、抗侵蚀等特性，但抗熔体冲刷能力弱，含有较多的Cr₂O₃，不利于环保。传统镁铝质炉衬材料具有良好的抗冲刷能力，但无法较好地应对原料、熔渣的侵蚀。且传统的镁铬质、镁铝质耐火材料气孔率高，气孔孔径大，更易使这些熔渣与溶液迁移到耐火材料内部，与传统镁铝质或镁铬质耐火材料的组成物质发生反应，生成 MgSO₄等物质填充在耐火材料的气孔中。由于受到高温，MgSO₄等又会再次分解形成MgO，如此往复，使得耐火材料的理化性质变得不再连续，降低了耐火材料的使用寿命。因此，需要针对传统耐火材料在抗渣能力、抗渗透方面出现的问题，提出新的解决方案。