[发明专利]一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法

说明书

本发明提供了一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，属于特种耐火材料的制备技术领域。本发明利用回收氧化钇陶瓷坩埚、陶瓷片等废料以及生产电熔氧化钇过程中产生的废料，经过电熔方法熔化提纯处理后得到高品质的氧化钇。本发明实现了氧化钇废弃物的资源化再利用，同时利用回收提纯后的氧化钇制备电熔钙钇复合稳定氧化锆，可以降低生产成本，并获得性质优良的的电熔钙钇复合稳定氧化锆。

技术领域

本发明涉及特种耐火材料的制备技术领域，尤其涉及一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法。

背景技术

中国稀土资源丰富，氧化钇在十四种稀土元素中虽然储量相对丰富，但这些年随着氧化钇的应用不断扩展，需求量也越来越大。所以回收利用各种氧化钇废料，实现氧化钇资源循环利用，降低电熔稳定氧化锆生产成本很有必要。

二氧化锆有单斜型、四方型和立方型三种晶型，随着温度的升高单斜型二氧化锆可转变成四方型二氧化锆、立方型二氧化锆，同时伴随有体积收缩的变化。单斜型二氧化锆不能制造成定型的制品，必须引入适量的稳定剂，如Y₂O₃、CaO、MgO等。

本公司的发明专利CN1456532A公开了一种钙稳定二氧化锆及其电熔生产方法，将ZrO₂98.5％单斜二氧化锆91.7～93.5重量份，方解石或轻质碳酸钙6.5～8.3重量份装入混合机混合均匀，制成炉料加入电弧炉中熔化，逐步提升电极，分段熔炼，分段保温，多次重复此过程，一直到满炉为止，停炉保温一定时间脱炉壳空冷，当熔体温度降至800℃以下时，急冷，破碎，检选，除铁，时效处理。该生产方法生产的钙稳定二氧化锆，近二十年应用于冶金连铸用水口的功能耐火材料中发现，该材料在高温使用过程的中后期，因稳定剂氧化钙脱溶出来使氧化锆失稳，发生体积膨胀产生很大的内应力引起破裂，影响水口的使用寿命，满足不了大钢厂长时间连续浇铸钢水的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，该方法通过回收氧化钇陶瓷坩埚、陶瓷片等废料以及生产电熔氧化钇过程中产生的废料，经过电熔方法熔化提纯处理后得到价格低廉的氧化钇原料，用它来制造出低成本电熔钙钇复合稳定氧化锆，实现氧化钇资源循环利用，保护生态环境。

本发明利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，包括以下步骤：

步骤一：对回收的氧化钇废料进行捡选，去除异物，然后粉碎并且磁选去除其中的铁杂质，得到氧化铁含量小于0.2％的粉粒状物料；所述氧化钇废料为含氧化钇的废弃陶瓷坩埚或陶瓷片以及生产电熔氧化钇过程中产生的废料；

步骤二：将步骤一得到粉粒状物料投入到电弧炉中进行熔化，精炼，使物料充分熔化成熔融状态；

步骤三：待物料充分熔化后倾炉吹球，使高温熔液经过炉嘴流出时被高压风嘴吹散成空心球；

步骤四：将步骤三得到的空心球经过粉碎设备加工成0-70目氧化钇粉料备用；

步骤五：将步骤四制备的氧化钇粉料与单斜二氧化锆、方解石或轻质碳酸钙装入混合机并混合均匀，经过电弧炉熔化和加工工艺生产制成电熔钙钇复合稳定氧化锆产品，所述电熔钙钇复合稳定氧化锆产品为粒度砂或粉体。

电弧炉熔化和加工工艺参照发明专利CN1456532A记载的方法实施。

优选的，步骤一所述粉碎的粒径0-1mm。

优选的，步骤二所述熔化、精炼的温度为2500～2800℃，电压为100～170V，电流为5000～9000A。

优选的，步骤二所述熔化、精炼的电压为150V，电流为6000～8000A。

优选的，步骤二所述电弧熔化时间：精炼时间＝1.5：1。

优选的，步骤二所述电弧炉为三相电弧炉。