[发明专利]一种有色冶炼熔化熔炉上部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上部炉壁用耐火材料，适用于有色冶炼熔化熔炉的上部炉壁位置，所述耐火材料的组成成分为：铬刚玉、电容氧化铬、氧化铬、高铬矿、棕刚玉粉、α氧化铝微粉和结合剂。本技术方案使用铬刚玉、电熔氧化铬、氧化铬、高铬矿、棕刚玉粉、α氧化铝微粉作为原料，降低了MgO的含量，使得耐火材料中发生的关于MgO的溶解以及后续的分解反应大大减少，减少了相关热反应，避免了耐火材料结构被频繁地反应破坏。

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上部炉壁用耐火材料。

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。

有色冶炼熔化熔炉上部炉壁温度较高，充满酸碱气氛，易被渗透、侵蚀，同时还要面对加入的物料的冲刷，工况较为复杂，对内衬耐火材料的要求较高。传统耐火材料多使用固相烧结制得镁铬质、镁铝质耐火材料。传统镁铬质耐火材料具有抗渗透，抗侵蚀特性，但热震稳定性差，且易生成Cr⁶⁺，对环境造成污染。传统镁铝质耐火材料具有良好的热震稳定性，但无法较好地应对酸碱气氛的侵蚀与渗透。同时镁铬质、镁铝质耐火材料中的MgO可能会与炉渣发生较多副反应，破坏耐火材料结构。因此需要针对传统耐火材料在抗渗透、抗侵蚀以及热震稳定性等方面出现的问题给出新的解决方案。

经过初步检索，可供对比的专利技术如下：

专利申请号为CN201710580820.6的发明专利公开了一种铜复合高性能镁铬砖及其制造方法。该方法将不同粒度的铜复合镁铬合成砂、电熔镁铬砂、电熔镁砂、铬精矿混合，采用亚硫酸废纸浆液作为结合剂，制砖烧成，最后置于CuSO₄溶液进行真空浸渍处理，干燥制得成品。该发明使用 CuSO₄溶液对耐火材料进行真空浸渍处理，使用温度下CuSO₄开始分解，生成CuO，在工作温度下，CuO呈熔融态，封闭了气孔，阻止酸碱气氛向耐火材料内部渗透，从而保护了耐火材料内部结构。但由CuO形成的 CuO-Cu₂O氧化还原体系会不断在耐火材料内部进行反应，容易易破坏耐火材料内部结构。