[发明专利]轻量化方镁石-镁铁铝复合尖晶石耐火材料及其制备方法

权利要求书

1.一种轻量化方镁石-镁铁铝复合尖晶石耐火材料的制备方法，其特征在于所述制备方法的步骤是：

第一步、多孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷颗粒和多孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷细粉的制备

先将低品位高铁菱镁矿细粉以5～10℃/min的速率升温至500～700℃，保温1～3小时；再以3～8℃/min的速率升温至1000～1200℃，保温3～7小时，冷却，得到方镁石-橄榄石复合粉体；

以67～80wt％的所述方镁石-橄榄石复合粉体、0.7～4wt％的氧化铁粉、10～23wt％的铝溶胶和5.5～10.9wt％的氢氧化铝微粉为原料，将所述原料中的方镁石-橄榄石复合粉体和氢氧化铝微粉预混，得到预混料Ⅰ，同时将所述原料中的氧化铁粉与铝溶胶预混，得到预混料Ⅱ，再将所述预混料Ⅰ和所述预混料Ⅱ置于真空搅拌机中，抽真空至2.0～3.0kPa，搅拌15～25分钟，然后在常压和110℃～180℃条件下保温5～9h，冷却，得到混合粉体；

将所述混合粉体在50～100MPa条件下机压成型，在110℃～150℃条件下干燥12～36h；然后以3～8℃/min的速率升温至500～800℃，保温2～4h，再以3～8℃/min的速率升温至1550～1600℃，保温3～5h，随炉冷却，得到多孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷；

将所述多孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷破碎，筛分，分别得到粒径为3～5mm的多孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷颗粒、粒径为1～2.8mm的多孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷颗粒、粒径为0.1～0.8mm的多孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷颗粒和粒径小于0.074mm的多孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷细粉；

所述多孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷：显气孔率为25～42％；体积密度为1.95～2.50g/cm³；平均孔径为850nm～10μm；物相组成为方镁石和镁铁铝复合尖晶石，所述镁铁铝复合尖晶石的分子式为MgFe_0.2Al_1.8O₄；

第二步、轻量化方镁石-镁铁铝复合尖晶石耐火材料的制备

以10～22wt％的粒径为3～5mm的多孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷颗粒、25～41wt％的粒径为1～2.8mm的多孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷颗粒和15～31wt％的粒径为0.1～0.8mm的多孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷颗粒为骨料，以4～8wt％的粒径小于0.074mm的多孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷细粉、15～27wt％的镁砂细粉为基质，所述骨料和所述基质之和为原料；

先将所述骨料置于搅拌器内，混合均匀，加入所述原料3～8wt％的亚硫酸纸浆废液，混合均匀，再加入所述基质，混合均匀；在100～150MPa条件下机压成型，在110℃条件下干燥12～36h，然后以3～8℃/min的速率升温至1520～1620℃，保温3～8小时，冷却，制得轻量化方镁石-镁铁铝复合尖晶石耐火材料。

2.根据权利要求1所述的轻量化方镁石-镁铁铝复合尖晶石耐火材料的制备方法，其特征在于所述低品位高铁菱镁矿细粉的粒径小于0.088mm；所述低品位高铁菱镁矿细粉：MgO含量为42～44wt％，Fe₂O₃含量为0.8～2.4wt％，SiO₂含量小于0.8wt％，CaO含量小于0.8wt％。

3.根据权利要求1所述的轻量化方镁石-镁铁铝复合尖晶石耐火材料的制备方法，其特征在于所述氧化铁粉的粒径小于10μm；所述氧化铁粉中粒径小于500nm为氧化铁粉5～10wt％；所述氧化铁粉的Fe₂O₃含量大于96wt％。

4.根据权利要求1所述的轻量化方镁石-镁铁铝复合尖晶石耐火材料的制备方法，其特征在于所述氢氧化铝微粉的粒径小于10μm；所述氢氧化铝微粉的Al₂O₃含量为60～66wt％。

5.根据权利要求1所述的轻量化方镁石-镁铁铝复合尖晶石耐火材料的制备方法，其特征在于所述铝溶胶的固含量为20～30wt％；所述铝溶胶的Al₂O₃含量为10～15wt％。