本发明专利技术涉及耐火料制备技术领域，具体涉及一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料及制备方法；耐火料按重量份数计包括以下成分：铝矾土50～60份、碳化硅粉8～10份、刚玉粉10～20份、改性硅微粉15～25份、铝酸钙水泥6～8份、外加剂8～12份、减水剂1～3份。本发明专利技术耐火料通过铝矾土作为主料，通过刚玉粉与碳化硅粉提高耐火料的耐高温性能与强度，通过改性硅微粉填充浇注料内部孔隙，且外加剂可在改性硅微粉之间形成二氧化硅交联结构，提高耐火料的体积密度，降低耐火料内的孔隙，避免酸性气体进入耐火料内部，使耐火料具有良好的耐高温性能与耐腐蚀性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及耐火料制备，具体是涉及一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料及制备方法。
技术介绍
1、随着锂离子电池在电子产品、新能源电动汽车等领域的应用，碳酸锂作为锂离子电池的重要基础原料，其需求量急剧增加。目前的碳酸锂生产流程主要是将锂精矿进行转型焙烧、酸化焙烧、浸取、净化处理、浓缩处理、沉锂处理、清洗、干燥处理、粉碎、包装加工而成。
2、酸化焙烧是将锂矿石粉与过量的浓硫酸混合均匀后再进入碳酸锂酸化焙烧窑进行焙烧，由于现有的酸化焙烧窑耐火料耐腐蚀性能较差，酸化焙烧时产生的酸性气体会渗入耐火料内部，对耐火料内部造成腐蚀，导致耐火料的隔热性能变差，使用寿命缩短。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料及制备方法。
2、本专利技术的技术方案是：一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料，按重量份数计包括以下成分：铝矾土50～60份、碳化硅粉8～10份、刚玉粉10～20份、改性硅微粉15～25份、铝酸钙水泥6～8份、外加剂8～12份、减水剂1～3份。
3、说明：上述耐火料通过铝矾土作为主料，通过刚玉粉与碳化硅粉提高耐火料的耐高温性能与强度，通过改性硅微粉填充浇注料内部孔隙，且外加剂可在改性硅微粉之间形成二氧化硅交联结构，提高耐火料的体积密度，降低耐火料内的孔隙，避免酸性气体进入耐火料内部，使耐火料具有良好的耐高温性能与耐腐蚀性能。
4、进一步地，所述改性硅微粉的制备方法包括以下步骤：
5、s1、将硅微粉放入质量浓度为10～15％的酒石酸溶液内，搅拌1～2h后过滤，得到预处理后的硅微粉；其中，硅微粉与酒石酸溶液的质量比为1：10～15；
6、s2、将苯醌加入无水乙醇内，搅拌至完全溶解，得到苯醌溶液；其中，苯醌与无水乙醇的质量比为1：80～110；
7、s3、将预处理后的硅微粉加入苯醌溶液内，并使用稀盐酸溶液将苯醌溶液的ph值调整至5～6，随后将苯醌溶液在40～60℃下搅拌2～4h，过滤、干燥后得到改性硅微粉；其中，预处理后的硅微粉与苯醌溶液的质量比为1：25～30。
8、说明：上述改性硅微粉通过对硅微粉进行预处理，使酒石酸上的羧基与硅微粉表面的硅醇基结合，并使硅微粉表面负载羟基，以提高硅微粉分散性和润湿性能，并且硅微粉表面的羟基可与苯醌形成共价键，将苯醌负载至硅微粉上，使改性硅微粉在耐火料混料过程中有效抑制硅醇中间体的聚合，避免耐火料快速凝固。
9、进一步地，步骤s3中，所述干燥温度为110～120℃、干燥时间为30～40min。
10、说明：限定干燥温度可保证硅微粉被充分干燥，避免硅微粉产生团聚现象，导致硅微粉无法均匀分散在耐火料内。
11、进一步地，步骤s1中，所述硅微粉的粒径为0.1～0.3μm。
12、说明：限定硅微粉的粒径可保证硅微粉能够充分填充耐火料孔隙，保证耐火料体积密度。
13、进一步地，所述减水剂为聚丙烯酸酯、聚苯乙烯酸酯或聚丙烯酰胺中的任意一种或按多种任意比组成的混合物。
14、说明：减水剂可以提高耐火料的粘接性能，降低孔隙率，减少制备过程中的用水量。
15、进一步地，所述外加剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷按1：1～1.8的质量比混合而成。
16、说明：上述外加剂中四乙氧基硅烷可发生水解，并在3-氨基丙基三乙氧基硅烷的作用下发生缩聚，在改性硅微粉之间形成二氧化硅交联结构，提高耐火料的体积密度。
17、另一方面，上述用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料的制备方法，包括以下步骤：
18、步骤1、按所述重量份将铝矾土、碳化硅粉、刚玉粉、改性硅微粉、铝酸钙水泥、减水剂，加入搅拌罐内，搅拌10～20min，得到干料；
19、步骤2、向搅拌罐内充入氮气进行加压，充气参数如下：
20、1)以0.03～0.05m3/min的速度充气，充气过程中对干料进行搅拌，并向搅拌罐内加入外加剂，直至搅拌罐内压力达0.3～0.5mpa时，保压15～20min；
21、2)以0.01～0.02m3/min的速度放气，放气过程中对搅拌罐进行加热，使搅拌罐的温度由室温升高至120～140℃，随后向搅拌罐内加入质量浓度为0.2～0.4％的氢氧化钠溶液，直至搅拌罐内压力达0.1～0.2mpa时，保温保压1～3h；其中，氢氧化钠溶液的添加量占干料质量的5～8％；
22、3)以0.02～0.04m3/min的速度充气，并通过循环冷却水对搅拌罐进行降温，直至搅拌罐内压力达0.3～0.4mpa时，保压30～40min；
23、步骤3、对搅拌罐泄压，泄压完成后得到耐火料。
24、说明：上述制备方法先通过氮气对搅拌罐进行加压，提高耐火料的密度，并使外加剂在压力作用下充分渗透至耐火料内部，再对搅拌罐进行减压升温，使四乙氧基硅烷能够在氢氧化钠溶液作用下发生水解，生成硅醇中间体，且3-氨基丙基三乙氧基硅烷能够与改性硅微粉表面的羧基形成共价键，再通过加压降温并与改性硅微粉表面负载的苯醌配合，抑制硅醇中间体的聚合，避免耐火料快速凝固，耐火料在初次使用时，苯醌会在高温下分解，使硅醇中间体继续发生聚合，并在3-氨基丙基三乙氧基硅烷的交联作用下形成二氧化硅交联结构，填充硅微粉之间的孔隙，提高耐火料的体积密度与耐腐蚀性能。
25、进一步地，所述加热过程中的升温速度为12～14℃/min。
26、说明：限定升温速度，可保证四乙氧基硅烷的充分水解，并避免温度过快升高导致搅拌罐内氮气膨胀。
27、进一步地，所述降温速率为5～8℃/min，直至搅拌罐内温度降低至15～25℃。
28、说明：通过降温可以抑制硅醇中间体的聚合，避免耐火料快速凝固。
29、本专利技术的有益效果是：
30、(1)本专利技术耐火料通过铝矾土作为主料，通过刚玉粉与碳化硅粉提高耐火料的耐高温性能与强度，通过改性硅微粉填充浇注料内部孔隙，且外加剂可在改性硅微粉之间形成二氧化硅交联结构，提高耐火料的体积密度，降低耐火料内的孔隙，避免酸性气体进入耐火料内部，使耐火料具有良好的耐高温性能与耐腐蚀性能。
31、(2)本专利技术外加剂中的四乙氧基硅烷能够在氢氧化钠溶液作用下发生水解，生成硅醇中间体，且改性硅微粉表面负载的苯醌可抑制硅醇中间体的聚合，避免耐火料快速凝固，耐火料在使用过程中，苯醌会在高温下分解，使硅醇中间体继续发生聚合，并在3-氨基丙基三乙氧基硅烷的交联作用下形成二氧化硅交联结构，填充硅微粉之间的孔隙，提高耐火料的体积密度与耐腐蚀性能。
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【技术保护点】
1.一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料，其特征在于，按重量份数计包括以下成分：铝矾土50～60份、碳化硅粉8～10份、刚玉粉10～20份、改性硅微粉15～25份、铝酸钙水泥6～8份、外加剂8～12份、减水剂1～3份。
2.根据权利要求1所述的一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料，其特征在于，所述改性硅微粉的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料，其特征在于，步骤S3中，所述干燥温度为110～120℃、干燥时间为30～40min。
4.根据权利要求2所述的一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料，其特征在于，步骤S1中，所述硅微粉的粒径为0.1～0.3μm。
5.根据权利要求1所述的一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料，其特征在于，所述减水剂为聚丙烯酸酯、聚苯乙烯酸酯或聚丙烯酰胺中的任意一种或按多种任意比组成的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料，其特征在于，所述外加剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷按1：1～1.8的质量比混合而成。
7.一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料的制备方法，用于制备如权利要求1～6任意一项所述的碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料的制备方法，其特征在于，所述加热过程的升温速度为12～14℃/min。
9.根据权利要求7所述的一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料的制备方法，其特征在于，所述降温速率为5～8℃/min，直至搅拌罐内温度降低至15～25℃。
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【技术特征摘要】
1.一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料，其特征在于，按重量份数计包括以下成分：铝矾土50～60份、碳化硅粉8～10份、刚玉粉10～20份、改性硅微粉15～25份、铝酸钙水泥6～8份、外加剂8～12份、减水剂1～3份。
2.根据权利要求1所述的一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料，其特征在于，所述改性硅微粉的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料，其特征在于，步骤s3中，所述干燥温度为110～120℃、干燥时间为30～40min。
4.根据权利要求2所述的一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料，其特征在于，步骤s1中，所述硅微粉的粒径为0.1～0.3μm。
5.根据权利要求1所述的一种用于碳酸锂酸化焙烧窑的耐腐蚀耐火料，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾建中，
申请(专利权)人：宜兴市隆昌耐火材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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