一種銅冶煉爐修補料及其製備方法與流程
2023-10-19 23:06:02 3
本發明屬於修補料技術領域。具體涉及一種銅冶煉爐修補料及其製備方法。
背景技術：
銅冶煉爐（雙閃速爐、澳斯麥特爐、卡爾多爐等）是煉銅工業的基礎設備，其正常平穩運行直接影響到煉銅工業的發展。銅冶煉過程中，隨著冰銅的形成與排出，爐襯（渣線部位）易遭受冰銅渣的侵蝕和熱震作用而損毀，但其損毀程度各有不同，通過修補的形式可保障銅冶煉爐的穩定運行。
「一種加熱爐修補料及其製備方法」（cn21010522998.3）專利技術，該專利技術以剛玉、莫來石等為主要原料，以矽微粉、氧化鋁微粉為助燒劑，以矽酸鈉或偏矽酸鈉為結合劑，製得加熱爐修補料，其主要優點在於無需停爐，可乾式修補、固化速度快，修補後無分層現象，且修補料抗渣耐磨、抗熱震性好，但乾式修補的細粉損耗較大，易降低修補料基質（細粉部分）與顆粒的結合強度；此外，剛玉、莫來石等耐火原料成本較高，助燒劑與結合劑等組分的引入無疑增大了修補料的製備成本。
技術實現要素：
本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種成本低廉和工藝簡單的銅冶煉爐修補料的製備方法，用該方法製備的銅冶煉爐修補料的緻密度高和耐壓強度大。
為實現上述目的，本發明採用的技術方案的具體步驟是：
第一步、按高純鎂砂細粉∶二氧化鈦溶膠的質量比為1∶(0.08~0.1)，向高純鎂砂細粉中加入二氧化鈦溶膠，造粒成型，乾燥；再將乾燥後的顆粒置於馬弗爐內，在1400~1450℃條件下保溫1~2小時，隨爐冷卻，出爐，破碎至粒度為0.1~3mm，得到預處理鎂砂。
第二步、按所述預處理鎂砂︰電熔鎂砂細粉︰鋁鉻渣細粉︰γ-氧化鋁微粉︰硼化鋯微粉的質量比為1︰(0.3~0.35)︰(0.05~0.08)︰(0.01~0.03)︰(0.01~0.03)，將所述預處理鎂砂、電熔鎂砂細粉、鋁鉻渣細粉、γ-氧化鋁微粉和硼化鋯微粉混合15~20分鐘，得到預混料。
第三步、按所述預混料︰亞硫酸紙漿廢液︰三乙醇胺的質量比為1︰(0.06~0.09)︰(0.001~0.002)，向所述預混料中依次加入亞硫酸紙漿廢液和三乙醇胺，攪拌均勻，在室溫和密封條件下，困料5~8小時，製得銅冶煉爐修補料。
所述高純鎂砂細粉的mgo含量≥98wt%；高純鎂砂細粉的粒度為60~80μm。
所述二氧化鈦溶膠的tio2含量為8~10wt%。
所述電熔鎂砂細粉的mgo含量≥99wt%；電熔鎂砂細粉的粒度為60~80μm。
所述鋁鉻渣細粉為冶煉鉻鐵合金所產生的爐渣，鋁鉻渣細粉的主要化學成分是：al2o3含量為90~92wt%，cr2o3含量為5~8wt%；所述鋁鉻渣細粉的粒度為60~80μm。
所述γ-氧化鋁微粉的al2o3含量≥99wt%；γ-氧化鋁微粉的粒度為60~80μm。
所述硼化鋯微粉的zrb2含量≥99wt%；硼化鋯微粉的粒度為60~80μm。
所述亞硫酸紙漿廢液為工業純。
所述三乙醇胺為化學純。
由於採取上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果：
1、本發明採用高純鎂砂和固體廢棄物資源—鋁鉻渣細粉為主要原料，大幅降低了銅冶煉爐修補料的製備成本。
2、本發明在製備過程中無需特殊設備和複雜的處理技術，節省勞動力資源，工藝流程簡單。
3、本發明利用骨料與基質的固溶反應，提升組分間的直接結合，進而增強了銅冶煉爐修補料的緻密度與耐壓強度。
本發明製備的銅冶煉爐修補料經測定：1400℃×3h熱處理後體積密度為2.82~2.87g/cm3；1400℃×3h熱處理後耐壓強度為38~43mpa。
因此，本發明具有成本低廉和工藝簡單的特點；所製備的銅冶煉爐修補料緻密度高和耐壓強度大。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發明作進一步的描述，並非對其保護範圍的限制。
為避免重複，先將本具體實施方式所涉及的原料統一描述如下，實施例中不再贅述：
所述高純鎂砂細粉的mgo含量≥98wt%；高純鎂砂細粉的粒度為60~80μm。
所述二氧化鈦溶膠的tio2含量為8~10wt%。
所述電熔鎂砂細粉的mgo含量≥99wt%；電熔鎂砂細粉的粒度為60~80μm。
所述鋁鉻渣細粉為冶煉鉻鐵合金所產生的爐渣，鋁鉻渣細粉的主要化學成分是：al2o3含量為90~92wt%，cr2o3含量為5~8wt%；所述鋁鉻渣細粉的粒度為60~80μm。
所述γ-氧化鋁微粉的al2o3含量≥99wt%；γ-氧化鋁微粉的粒度為60~80μm。
所述硼化鋯微粉的zrb2含量≥99wt%；硼化鋯微粉的粒度為60~80μm。
所述亞硫酸紙漿廢液為工業純。
所述三乙醇胺為化學純。
實施例1
一種銅冶煉爐修補料及其製備方法。本實施例所述製備方法的具體步驟是：
第一步、按高純鎂砂細粉∶二氧化鈦溶膠的質量比為1∶(0.08~0.09)，向高純鎂砂細粉中加入二氧化鈦溶膠，造粒成型，乾燥；再將乾燥後的顆粒置於馬弗爐內，在1400~1450℃條件下保溫1~2小時，隨爐冷卻，出爐，破碎至粒度為0.1~3mm，得到預處理鎂砂。
第二步、按所述預處理鎂砂︰電熔鎂砂細粉︰鋁鉻渣細粉︰γ-氧化鋁微粉︰硼化鋯微粉的質量比為1︰(0.3~0.32)︰(0.05~0.07)︰(0.01~0.02)︰(0.01~0.02)，將所述預處理鎂砂、電熔鎂砂細粉、鋁鉻渣細粉、γ-氧化鋁微粉和硼化鋯微粉混合15~20分鐘，得到預混料。
第三步、按所述預混料︰亞硫酸紙漿廢液︰三乙醇胺的質量比為1︰(0.06~0.08)︰(0.001~0.002)，向所述預混料中依次加入亞硫酸紙漿廢液和三乙醇胺，攪拌均勻，在室溫和密封條件下，困料5~8小時，製得銅冶煉爐修補料。
本實施例製備的銅冶煉爐修補料經測定：1400℃×3h熱處理後體積密度為2.82~2.84g/cm3；1400℃×3h熱處理後耐壓強度為38~40mpa。
實施例2
一種銅冶煉爐修補料及其製備方法。本實施例所述製備方法的具體步驟是：
第一步、按高純鎂砂細粉∶二氧化鈦溶膠的質量比為1∶(0.08~0.09)，向高純鎂砂細粉中加入二氧化鈦溶膠，造粒成型，乾燥；再將乾燥後的顆粒置於馬弗爐內，在1400~1450℃條件下保溫1~2小時，隨爐冷卻，出爐，破碎至粒度為0.1~3mm，得到預處理鎂砂。
第二步、按所述預處理鎂砂︰電熔鎂砂細粉︰鋁鉻渣細粉︰γ-氧化鋁微粉︰硼化鋯微粉的質量比為1︰(0.31~0.33)︰(0.05~0.07)︰(0.01~0.02)︰(0.01~0.02)，將所述預處理鎂砂、電熔鎂砂細粉、鋁鉻渣細粉、γ-氧化鋁微粉和硼化鋯微粉混合15~20分鐘，得到預混料。
第三步、按所述預混料︰亞硫酸紙漿廢液︰三乙醇胺的質量比為1︰(0.06~0.08)︰(0.001~0.002)，向所述預混料中依次加入亞硫酸紙漿廢液和三乙醇胺，攪拌均勻，在室溫和密封條件下，困料5~8小時，製得銅冶煉爐修補料。
本實施例製備的銅冶煉爐修補料經測定：1400℃×3h熱處理後體積密度為2.83~2.85g/cm3；1400℃×3h熱處理後耐壓強度為39~41mpa。
實施例3
一種銅冶煉爐修補料及其製備方法。本實施例所述製備方法的具體步驟是：
第一步、按高純鎂砂細粉∶二氧化鈦溶膠的質量比為1∶(0.09~0.1)，向高純鎂砂細粉中加入二氧化鈦溶膠，造粒成型，乾燥；再將乾燥後的顆粒置於馬弗爐內，在1400~1450℃條件下保溫1~2小時，隨爐冷卻，出爐，破碎至粒度為0.1~3mm，得到預處理鎂砂。
第二步、按所述預處理鎂砂︰電熔鎂砂細粉︰鋁鉻渣細粉︰γ-氧化鋁微粉︰硼化鋯微粉的質量比為1︰(0.32~0.34)︰(0.06~0.08)︰(0.02~0.03)︰(0.02~0.03)，將所述預處理鎂砂、電熔鎂砂細粉、鋁鉻渣細粉、γ-氧化鋁微粉和硼化鋯微粉混合15~20分鐘，得到預混料。
第三步、按所述預混料︰亞硫酸紙漿廢液︰三乙醇胺的質量比為1︰(0.07~0.09)︰(0.001~0.002)，向所述預混料中依次加入亞硫酸紙漿廢液和三乙醇胺，攪拌均勻，在室溫和密封條件下，困料5~8小時，製得銅冶煉爐修補料。
本實施例製備的銅冶煉爐修補料經測定：1400℃×3h熱處理後體積密度為2.84~2.86g/cm3；1400℃×3h熱處理後耐壓強度為40~42mpa。
實施例4
一種銅冶煉爐修補料及其製備方法。本實施例所述製備方法的具體步驟是：
第一步、按高純鎂砂細粉∶二氧化鈦溶膠的質量比為1∶(0.09~0.1)，向高純鎂砂細粉中加入二氧化鈦溶膠，造粒成型，乾燥；再將乾燥後的顆粒置於馬弗爐內，在1400~1450℃條件下保溫1~2小時，隨爐冷卻，出爐，破碎至粒度為0.1~3mm，得到預處理鎂砂。
第二步、按所述預處理鎂砂︰電熔鎂砂細粉︰鋁鉻渣細粉︰γ-氧化鋁微粉︰硼化鋯微粉的質量比為1︰(0.33~0.35)︰(0.06~0.08)︰(0.02~0.03)︰(0.02~0.03)，將所述預處理鎂砂、電熔鎂砂細粉、鋁鉻渣細粉、γ-氧化鋁微粉和硼化鋯微粉混合15~20分鐘，得到預混料。
第三步、按所述預混料︰亞硫酸紙漿廢液︰三乙醇胺的質量比為1︰(0.07~0.09)︰(0.001~0.002)，向所述預混料中依次加入亞硫酸紙漿廢液和三乙醇胺，攪拌均勻，在室溫和密封條件下，困料5~8小時，製得銅冶煉爐修補料。
本實施例製備的銅冶煉爐修補料經測定：1400℃×3h熱處理後體積密度為2.85~2.87g/cm3；1400℃×3h熱處理後耐壓強度為41~43mpa。
本具體實施方式與現有技術相比具有如下積極效果：
1、本具體實施方式採用高純鎂砂和固體廢棄物資源—鋁鉻渣細粉為主要原料，大幅降低了銅冶煉爐修補料的製備成本。
2、本具體實施方式在製備過程中無需特殊設備和複雜的處理技術，節省勞動力資源，工藝流程簡單。
3、本具體實施方式利用骨料與基質的固溶反應，提升組分間的直接結合，進而增強了銅冶煉爐修補料的緻密度與耐壓強度。
本具體實施方式製備的銅冶煉爐修補料經測定：1400℃×3h熱處理後體積密度為2.82~2.87g/cm3；1400℃×3h熱處理後耐壓強度為38~43mpa。
因此，本具體實施方式具有成本低廉和工藝簡單的特點；所製備的銅冶煉爐修補料緻密度高和耐壓強度大。