鐵鋁尖晶石及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于耐火材料【技術領域】，涉及一種鐵鋁尖晶石及其制備方法，耐火材料的化學成份為Fe2O3、Al2O3，其中Fe2O3∶Al2O3質量比例為35-44：65-56，所述的化學成分都是將FeO換算為Fe2O3來計算。本發(fā)明鐵鋁尖晶石，避免鐵在不同價態(tài)之間變化而導致的體積效應，合成工藝簡單、易于實施。優(yōu)勢采用空氣埋碳的還原性氣氛，比用封閉性條件來實現(xiàn)N2氣氛來講是很容易操作的。
【專利說明】鐵鋁尖晶石及其制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于耐火材料【技術領域】，涉及一種鐵鋁尖晶石及其制備方法。

【背景技術】
[0002]隨著環(huán)保意識的增強，開發(fā)環(huán)境友好型產品是適應工業(yè)生產和發(fā)展的必須。對于水泥回轉窯用內襯材料，要求該內襯材料必須具有很好的結構柔韌性。普遍使用的鎂鉻磚由于在生產和使用過程中會產生六價鉻有毒物而對環(huán)境造成嚴重污染。
[0003]國內外對鐵鋁尖晶石的合成都采用燒結法或電熔法。對燒結法合成鐵鋁尖晶石來說，一般式以金屬鐵和氧化鋁為起始原料，鐵在弱還原氣氛下才能形成氧化鐵，然后與氧化鋁反應形成鐵鋁尖晶石。國外對含鐵鋁尖晶石的鎂質耐火材料所用的鐵鋁尖晶石均是采用電熔法生產的，但能耗高、價格昂貴。
[0004]鐵鋁尖晶石在自然界中存在極少，只能采用人工合成。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種鐵鋁尖晶石及其制備方法，避免鐵在不同價態(tài)之間變化而導致的體積效應，同時提供一種鐵鋁尖晶石的制備方法，合成工藝簡單、易于實施。
[0006]本發(fā)明鐵鋁尖晶石，耐火材料的化學成份為Fe203、Al203，其中Fe2O3: Al2O3質量比例為35-44:65-56，所述的化學成分都是將FeO換算為Fe2O3來計算。
[0007]該耐火材料經XRD檢測，物相主要為FeAl2O4,余下的為剛玉相。物相FeAl2O4的質量分數(shù)為75% -100%。
[0008]本發(fā)明鐵鋁尖晶石的制備方法，制備步驟如下:
[0009]將含鐵化合物、含鋁化合物所述比例配料,外加2-4 %結合劑，經混合、成型、坯體干燥后在還原氣氛下，在高溫窯中經1500-1700°C、保溫4-7小時，自然冷卻后取出，其中，含氧化鋁型原料和含鐵型原料的粒度都在160目以下。
[0010]本發(fā)明所述的氣氛為CO和氮氣的混合氣氛。即在空氣條件下采用埋碳的方式。
[0011]所述的含鋁化合物是剛玉、燒結鋁礬土、水鋁石、氫氧化鋁、工業(yè)氧化鋁中的一種或幾種。
[0012]所述的含鐵化合物來源于軋鋼皮、氧化鐵紅、鐵粉中的一種或幾種。
[0013]所述的結合劑包括淀粉、樹脂、糊精、纖維素、煤焦油、糖漿廢棄物、工業(yè)葡萄糖粉或酚醛樹脂中的一種或幾種。
[0014]所述的結合劑優(yōu)選煤焦油。
[0015]結合劑使坯體結合強度高，結合劑均勻，促進Fe3+向Fe2+轉變明顯。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017]本發(fā)明鐵鋁尖晶石，避免鐵在不同價態(tài)之間變化而導致的體積效應，合成工藝簡單、易于實施。優(yōu)勢采用采用埋碳氣氛，比用封閉性條件來實現(xiàn)N2氣氛來講是很容易操作的。

【具體實施方式】
[0018]下面結合具體實施例，對本發(fā)明做進一步說明。
[0019]實施例1
[0020]按照軋鋼皮細粉和工業(yè)氧化鋁粉按照質量比Fe2O3: Al2O3為44:56進行配料、共磨，然后加入3%的酚醛樹脂混煉。經壓力機成型、干燥后進入高溫窯升溫；在高溫窯中經1600°C、碳還原氣氛下保溫5小時后自然冷卻取出。
[0021]含氧化鋁型原料和含鐵型原料的粒度都在160目以下。
[0022]所述的氣氛為采用空氣埋碳氣氛。
[0023]本實施例所合成的耐火材料，經X射線衍射檢測，F(xiàn)eAl2O4的質量組成為99%。
[0024]實施例2
[0025]按照氧化鐵紅細粉和氫氧化鋁粉按照質量比Fe2O3: Al2O3為40:60進行配料共磨，然后加入2%的酚醛樹脂混煉。經壓力機成型、干燥后進入高溫窯升溫；在高溫窯中經1500°C、采用空氣埋碳的還原氣氛下保溫4小時后自然冷卻取出。
[0026]含氧化鋁型原料和含鐵型原料的粒度都在160目以下。
[0027]所述的氣氛為采用空氣埋碳氣氛。
[0028]本實施例所合成的耐火材料，經X射線衍射檢測,物相FeAl2O4的重量分數(shù)為90%，剛玉相的質量分數(shù)為10%。
[0029]實施例3
[0030]按照氧化鐵紅細粉與單質鐵的混合物和剛玉鋁粉按照質量比Fe2O3: Al2O3為38:62進行配料，共磨，然后加入4%的糊精混煉。經壓力機成型、干燥后進入高溫窯升溫；在高溫窯中經1550°C、采用空氣埋碳的還原氣氛下保溫7小時后自然冷卻取出。
[0031]含氧化鋁型原料和含鐵型原料的粒度都在160目以下。
[0032]所述的氣氛為采用空氣埋碳氣氛。
[0033]本實施例所合成的耐火材料，經X射線衍射檢測,物相FeAl2O4的重量分數(shù)為85%，剛玉相的質量分數(shù)為15%。
[0034]實施例4
[0035]按照氧化鐵紅細粉和燒結礬土細粉按照質量比Fe2O3: Al2O3為35:65進行配料，共磨，然后加入2%的淀粉混煉。經壓力機成型、干燥后進入高溫窯升溫；在高溫窯中經1600°C空氣埋碳的還原氣氛下保溫7小時后自然冷卻取出。
[0036]含氧化鋁型原料和含鐵型原料的粒度都在160目以下。
[0037]所述的氣氛為采用空氣埋碳氣氛。
[0038]本實施例所合成的耐火材料，經X射線衍射檢測,物相FeAl2O4的重量分數(shù)為75%，剛玉相的質量分數(shù)為25%。
【權利要求】
1.一種鐵鋁尖晶石，其特征在于，耐火材料的化學成份為Fe2OpAl2O3，其中Fe2O3: Al2O3質量比例為35-44:65-56，所述的化學成分都是將FeO換算為Fe2O3來計算。
2.—種權利要求1所述的鐵鋁尖晶石的制備方法，其特征在于，制備步驟如下: 將含鐵化合物、含鋁化合物所述比例配料，外加2-4%結合劑，經混合、成型、坯體干燥后在還原氣氛下，在高溫窯中經1500-1700°C、保溫4-7小時，自然冷卻后取出，其中，含氧化鋁型原料和含鐵型原料的粒度都在160目以下。
3.根據(jù)權利要求2所述的鐵鋁尖晶石的制備方法，其特征在于，氣氛為采用埋碳氣氛。
4.根據(jù)權利要求2所述的鐵鋁尖晶石的制備方法，其特征在于，所述的含鋁化合物是剛玉、燒結鋁礬土、水鋁石、氫氧化鋁或工業(yè)氧化鋁中的一種或幾種。
5.根據(jù)權利要求2所述的鐵鋁尖晶石的制備方法，其特征在于，所述的含鐵化合物來源于軋鋼皮、氧化鐵紅、鐵粉中的一種或幾種。
6.根據(jù)權利要求2所述的鐵鋁尖晶石的制備方法，其特征在于，所述的結合劑為淀粉、樹脂、糊精、纖維素、煤焦油、糖漿廢棄物、工業(yè)葡萄糖粉或酚醛樹脂中的一種或幾種。
7.根據(jù)權利 要求7所述的鐵鋁尖晶石的制備方法，其特征在于，所述的結合劑為煤焦油。
【文檔編號】C04B35/66GK104072172SQ201410334598
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權日:2014年7月14日
【發(fā)明者】陳俊紅, 封吉圣, 賈元平, 趙兵, 朱波, 孫加林, 李勇, 薛文東 申請人:淄博市魯中耐火材料有限公司, 北京科技大學