一种铝灰制备铁铝尖晶石的方法技术

本发明专利技术公开一种铝灰制备铁铝尖晶石的方法,包括如下步骤：（1）配比;（2）球磨;（3）搅拌；（4）脱水；（5）预干燥；（5）成型；（6）干燥；（7）煅烧。其利用铝灰和氧化铝合成的铁铝尖晶石，不仅实现了铝灰的综合利用，减少了环境污染，同时获得高品质、工艺简单、成本低的的铁铝尖晶石。石。石。

【技术实现步骤摘要】
一种铝灰制备铁铝尖晶石的方法


[0001]本专利技术涉及耐火材料制备
，具体涉及一种铝灰制备铁铝尖晶石的方法。

技术介绍

[0002]铝灰是指电解铝、铝加工及再生铝加工过程中排除的固体废弃物，根据其来源可分为铝电解过程中产生的铝灰，铝合金熔铸过程中的铝灰，再生铝加工过程中的铝灰。主要成分有金属铝、氧化铝、氮化铝以及一定量的氯化物和氟化物，若不回收直接堆放填埋，则会对土壤和地下水造成危害，另外铝灰中的氮化铝和水反应产生氨气，具有刺鼻性气味污染空气，因此，在2016年将铝灰列入《国家危险废物名录》。
[0003]铝灰根据来源不同，其成分有所不同，综合分析成分主要以金属铝（5
‑
20%）、氧化铝和氮化铝（30
‑
70%）冶金过程中添加的部分盐类等，根据成分含量，具有一定的利用价值。二次铝灰当前处理工艺主要分为无害化和资源化两类，无害化指二次铝灰经过处理去除氮化物、氟化物、盐分等杂质后得到无害化铝灰进行安全填埋，无害化工艺主要为酸浸、碱浸、洗涤等方式。资源化是指脱除有毒有害物质后二次铝灰经过高温或冷加工制成不同的产品如耐火材料、刚玉磨料、精炼剂和净水剂等，或是返回电解槽作为电解铝原料。铁铝尖晶石是是近几年作为镁铁铝尖晶石砖用于回转窑烧成带的新型耐火原料。其具有良好的挂窑皮性能、抗热震性以及抗侵蚀性等，同时还具有良好的柔韧性，更能适应窑壳的变形。不仅避免了回转窑用镁铬尖晶石砖使用过程中产生的六价铬对环境造成长期污染，同时也弥补了镁铝尖晶石耐火材料导热率高、挂窑皮性能差和白云石耐火材料易水化的缺陷。
[0004]铁铝尖晶石因为其成分为氧化铝和氧化亚铁所合成的，而氧化亚铁在空气中极易氧化为氧化铁，从而无法和氧化铝形成铁铝尖晶石结构，所以制备铁铝尖晶石大多数以电熔法生产，其能耗高，生产成本大。近几年，铁铝尖晶石也有采用烧结法生产的，专利“一种铁铝尖晶石的合成方法（CN102583462B）”中使用金属铝粉为原料，利用金属铝对氧化铁的还原作用，同时加入过量的氧化铁，实现氧化亚铁生成的条件，在真空的条件下烧结合成出纯的铁铝尖晶石。CN200510019267.6的“一种合成铁铝尖晶石及其制备方法”，是采用180目的Al2O3、Al(OH)3、Al2O3
·
H2O以及矾土等与Fe2O3、FeO及Fe3O4等含铁化合物混合，采用埋碳工艺合成。
[0005]上述专利采用真空气氛或埋碳工艺合成，其存在烧成工艺复杂、操作繁琐，生产成本高，市场竞争力小，不易推广等实际问题。

技术实现思路

[0006]针对
技术介绍
所提出的问题，本专利技术旨在提供一种铝灰制备铁铝尖晶石的方法，其利用铝灰和氧化铝合成的铁铝尖晶石，不仅实现了铝灰的综合利用，减少了环境污染，同时获得高品质、工艺简单、成本低的的铁铝尖晶石。
[0007]本专利技术技术方案：1，一种铝灰制备铁铝尖晶石的方法，包括如下步骤：
（1）配比：取铝灰30
‑
55%、氧化铝0
‑
15%，含铁原料 35
‑
45%为主原料，外加0.1
‑
0.3%粘结剂和1
‑
3%高碳材料准确称量；（2）球磨：将配比中所称原料和自来水共同加入间歇式球磨机内进行研磨均化，研磨时间为13
‑
20h，研磨细度为20
‑
30um占95
‑
98%；（3）搅拌：将球磨均化合格的泥浆放入搅拌池内进行搅拌，搅拌时间60
‑
180min；（4）脱水：将搅拌好的泥浆进行压滤脱水，压滤压力为2.0
‑
2.5Mpa，压滤泥饼水分为15
‑
20%；（5）预干燥：将压滤脱水后的泥饼输送至带式干燥器中，在150
‑
250℃温度下进行预干燥，预干燥后的泥饼水分控制在8
‑
14%；（5）成型：将预干燥泥饼用皮带输送至真空硬塑挤出集中进行挤出成型，获得半成品，真空度＜
‑
0.085Mpa；（6）干燥：所得半成品在带式干燥器中150
‑
300℃温度下干燥，干燥水分在0.5
‑
1%；（7）煅烧：将干燥物料输送至回转窑氛中在1300
‑
1600℃温度下煅烧，冷却后获得成品。
[0008]优选的，步骤（1）中所述铝灰为：Al：5
‑
15%、Al2O3:40
‑
60%、AlN:10
‑
30%、MgO:5
‑
10%、SiO2:0.5
‑
1.5%，细度为100
‑
200目。
[0009]优选的，步骤（1）中所述氧化铝为α
‑ꢀ
Al2O3、γ
‑ꢀ
Al2O3或Al(OH)3。
[0010]优选的，步骤（1）中所述含铁原料为铁精粉或海绵铁粉。
[0011]优选的，步骤（1）中所述高碳材料为鳞片石墨或土状石墨。
[0012]优选的，步骤（1）中所述粘结剂为羧甲基纤维素或木质素磺酸钙。
[0013]优选的，步骤（2）中所述球磨机中球料水比例为：1.5
‑
2：0.8
‑
1：1
‑
1.5。
[0014]优选的，步骤（2）中所述球磨转速电频30
‑
50Hz。
[0015]优选的，步骤（6）中所述半成品为φ10
‑
20mm*20
‑
25mm的条状。
[0016]本专利技术所述方法具有以下特点：1、利用铝灰制备铁铝尖晶石，其不仅对铝灰进行了合理使用，减少了铝灰危废对环境污染，同时铝灰来源广，成本低，大大降低了生产成本；2、利用铝灰所制备的铁铝尖晶石，铝灰中所含的金属铝、氮化铝在高温下，对氧化铁具有还原作用，促进了氧化亚铁的生成；铝灰中所含的氧化镁具有稳定氧化亚铁的作用，使其形成稳定的铁铝尖晶石，其铁铝尖晶石含量高达95%；3、配比中添加合适量的含碳材料，保证了氧化铁还原程度，解决了埋碳烧结存在的还原程度不易控制的问题；4、在湿法球磨机中进行长时间球磨获得超细粒度，降低了烧结温度，获得适中密度的铁铝尖晶石，对比电熔生产的铁铝尖晶石，在制备的镁铁铝尖晶石耐火材料中，因具有合适的气孔率和密度，其热震稳定性和荷重软化温度较好，也更易挂窑皮；5、本专利技术煅烧时不再要求烧成气氛，解决了目前非氧化气氛生产铁铝尖晶石工艺繁琐、不易控制的问题；6、本专利技术所采用全湿法、全封闭连续生产工艺，其优点是生产过程中无扬尘，生产环境良好，同时因为采用压滤脱水、真空成型、带式干燥的连续自动化生产方法，解决了以往湿法生产时间长、劳动强度大的问题，其生产运行成本约降低10
‑
30%；极具有市场竞争
力。
附图说明
[0017]图1本专利技术一种铝灰制备铁铝尖晶石的显微结构图；图2本专利技术一种铝灰制备铁铝尖晶石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝灰制备铁铝尖晶石的方法,其特征在于，包括如下步骤：（1）配比：取铝灰30
‑
55%、氧化铝0
‑
20%，含铁原料 35
‑
50%为主原料，外加0.1
‑
0.3%粘结剂和1
‑
3%高碳材料准确称量；（2）球磨：将配比中所称原料和自来水共同加入间歇式球磨机内进行研磨均化，研磨时间为13
‑
20h，研磨细度为20
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30um占95
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98%；（3）搅拌：将球磨均化合格的泥浆放入搅拌池内进行搅拌，搅拌时间60
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180min；（4）脱水：将搅拌好的泥浆进行压滤脱水，压滤压力为2.0
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2.5Mpa，压滤泥饼水分为15
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20%；（5）预干燥：将压滤脱水后的泥饼输送至带式干燥器中，在150
‑
250℃温度下进行预干燥，预干燥后的泥饼水分控制在8
‑
14%；（5）成型：将预干燥泥饼用皮带输送至真空硬塑挤出集中进行挤出成型，获得半成品，真空度＜
‑
0.085Mpa；（6）干燥：所得半成品在带式干燥器中150
‑
300℃温度下干燥，干燥水分在0.5
‑
1%；（7）煅烧：将干燥物料输送至回转窑氛中在1300
‑
1600℃温度下煅烧，冷却后获得成品。2.如权利要求1所述的一种铝灰制备铁铝尖...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄克忠，张东方，
申请(专利权)人：河南安培新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：