鋯酸鈣以及利用鋯酸鈣製備的水泥窯用鎂鈣鋯磚的製作方法
2023-06-30 09:22:46 2
專利名稱：鋯酸鈣以及利用鋯酸鈣製備的水泥窯用鎂鈣鋯磚的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種耐火材料及其製備方法，特別是涉及一種鋯酸鈣以及利用鋯酸鈣製備的水泥窯用鎂鈣鋯磚。
背景技術：
目前，耐火材料產品鋯酸鈣的製備方法主要有兩種，即電熔合成法和燒結合成法，利用電熔合成法製備的鋯酸鈣不適宜用於生產水泥窯用鎂鈣鋯磚，並且工藝較為複雜，生產成本較高；經本公司(鞏義通達中原耐火技術有限公司)研究的燒結合成法生產的鋯酸鈣非常適宜於生產水泥窯用鎂鈣鋯磚，截至目前，國內採用此燒結合成法大批量生產鋯酸鈣的廠家只有本公司。
隨著我國水泥窯向無鉻化清潔生產的方向發展，以及將來利用水泥窯大量處理垃圾廢棄物，鎂鈣鋯磚必將會受到廣大水泥企業的關注，需求量將不斷增加，因此燒結法合成鋯酸鈣也將隨著水泥工業的發展不斷增加，該產品具有非常廣闊的市場前景。
合成鋯酸鋯產品目前存在著一個重要問題，即因使用大量的氧化鋯會使鎂鈣鋯磚的成本較其他水泥窯磚有所增加，但對於大型水泥窯和處理垃圾廢棄物的水泥窯，通過使用鎂鈣鋯磚能使水泥窯的綜合壽命較同類產品提高1.2～1.5倍，因此其綜合效益還是非常可觀的。此外如何降低合成鋯酸鈣和鎂鈣鋯磚的生產成本也是今後需要努力解決的問題。
隨著我國國民經濟的快速發展，作為基礎工業之一的水泥工業也得到了長足的進步，新型水泥幹法窯不斷增加，同時也在不斷地向大型化的方向發展，而且利用水泥窯進行垃圾廢棄物的處理也將成為今後水泥窯的發展方向。在這種情況下水泥窯用耐火材料的使用條件和要求也在不斷發生著變化。目前所用的水泥窯磚大致情況如下 1、水泥窯用鎂鉻磚 水泥窯用鎂鉻磚目前還是我國水泥窯燒成帶使用量最多的耐火材料之一，其優異的掛窯皮性能使其在水泥窯燒成帶中獲得較好的使用壽命，但由於鎂鉻磚在使用中產生Cr6+公害，因此採用無鉻耐火材料代替鎂鉻磚將成為水泥窯用耐火材料的發展趨勢。在歐美等國家，水泥窯早已不再使用鎂鉻磚，而且在水泥標準中對Cr6+的含量也作出了明確的規定。
2、水泥窯用鎂鈣磚 鎂鈣磚具有較好的抗鹼侵蝕性能和掛窯皮性能，該類產品目前在歐美的水泥窯燒成帶得到了較為廣泛的應用。但鎂鈣磚存在容易水化的缺點，一是產品不易保存，二是窯爐中途檢修時鎂鈣磚窯襯容易被水化而使窯襯粉化。因此該材料在國內沒有得到推廣應用。
3、鎂鐵尖晶石磚 鎂鐵尖晶石磚是奧鎂公司的專利產品，該產品具有較好的韌性和掛窯皮性能，目前在我國的水泥窯中得到了較多的使用。該產品過去在歐洲市場也使用較多，但目前歐洲大部分的水泥窯都進行垃圾廢棄物的處理，而該產品在處理垃圾廢棄物的水泥窯中使用效果並不好，其中Fe2+容易產生變價，從而使產品的壽命明顯降低，該產品目前在歐洲的市場份額已經在不斷的縮小。因此隨著我國水泥窯處理垃圾廢棄物的不斷增加，該產品也不是非常理想的水泥窯燒成帶用耐火材料。
4、鎂鋁尖晶石磚 鎂鋁尖晶石磚在國內外的水泥窯中使用都非常廣泛，但該產品與前三種產品相比，其掛窯皮性能較差，因此目前該產品在國內外的水泥窯中大都被使用在燒成帶兩端的過渡帶上。
本發明為了解決上述水泥窯用耐火材料存在的多種問題，經大量研究，成功研製了一種適宜用於水泥窯的優良產品，該產品為不含鉻公害的無鉻環保型產品，兼具有鎂鈣磚抗鹼性能好和掛窯皮性能好的優點，也適用於處理垃圾廢棄物窯爐的使用特點，較鎂鐵尖晶石磚有較大的優勢，同時克服了鎂鈣磚存在的水化問題。因此是非常理想的水泥窯燒成帶用耐火材料。
發明內容
本發明的目的在於克服國內現有水泥窯燒成帶用磚存在的缺陷，為延長水泥窯的使用壽命，實現水泥窯環保清潔生產。本發明提供一種鋯酸鈣以及利用鋯酸鈣製備的水泥窯用鎂鈣鋯磚，利用本發明研究合成的鋯酸鈣製備的水泥窯用鎂鈣鋯磚是一種具有高溫性能好、抗鹼侵蝕性好、掛窯皮性能優良的環保無鉻產品。
為了解決上述問題，本發明採用的技術方案是 本發明提供一種鋯酸鈣，所述鋯酸鈣是通過以下方法製備而成 a、以重量百分比表示，製備鋯酸鈣所用原料為脫矽鋯60～68％和氫氧化鈣32～40％； b、按照步驟a所述的原料配比進行配料，將配好的原料脫矽鋯和氫氧化鈣加入球磨機中進行共磨，共磨後物料的粒度為0.088～0mm，然後再加入佔原料總量3～5％的紙漿廢液，導入溼碾機中混合5～10分鐘； c、將步驟b混合後的物料採用摩擦壓磚機壓成荒坯，然後將荒坯進行乾燥； d、將乾燥後的荒坯進行高溫燒成，燒成溫度為1600～1680℃，達到燒成溫度時保溫8～16小時，最後冷卻即得產品鋯酸鈣。
根據上述的鋯酸鈣，步驟a中所述原料脫矽鋯為ZrO2≥90％、ZrO2≥95％、ZrO2≥98％或ZrO2≥99％四種品級，四種品級脫矽鋯適用於合成不同品級的鋯酸鈣(各種品級脫矽鋯的典型值見表一)，所述原料氫氧化鈣中Ca(OH)2≥96％(原料氫氧化鈣的典型值見表二)；步驟b中所述紙漿廢液為結合劑，紙漿廢液中木質素的質量百分含量為20～30％，密度為1.08～1.20g/cm3。
表一 四種品級脫矽鋯的典型值
表二 氫氧化鈣的典型值 根據上述的鋯酸鈣，步驟c中所述摩擦壓磚機的壓力為300～400T，加壓次數3～6次；所述荒坯進行乾燥時的溫度為120～160℃，乾燥後荒坯的殘餘水分≤1.5％。
根據上述的鋯酸鈣，步驟d中所述高溫燒成時溫度從常溫升至燒成溫度所需時間為24～28小時；所述保溫結束後冷卻過程中從燒成溫度降至常溫所需時間為16～20小時。
根據上述的鋯酸鈣，步驟d中所述產品鋯酸鈣中ZrO2含量為65～72％，CaO含量為25～32％，體積密度為3.40～3.60g/cm3，吸水率為1～3％。
一種利用上述鋯酸鈣配製的水泥窯用鎂鈣鋯磚，以重量百分比表示，所述鎂鈣鋯磚原料配比中含有粒度為4～1mm高純鎂砂35～40％，粒度為1～0mm高純鎂砂18～22％，粒度為0.088～0mm高純鎂砂28～32％，粒度為3.5～0mm的鋯酸鈣10～15％和紙漿廢液2.5～3.5％。
根據上述的水泥窯用鎂鈣鋯磚，所述鎂鈣鋯磚原料配比中還含有工業糊精粉0.2～1％。
根據上述的水泥窯用鎂鈣鋯磚，所述高純鎂砂中MgO≥97％，CaO≤1.4％，SiO2≤1.0％，Fe2O3≤0.7％，體積密度≥3.20g/cm3；所述鋯酸鈣的粒度為0～3.5mm，所述鋯酸鈣中ZrO2含量為65～72％，CaO含量為25～32％，體積密度為3.40～3.60g/cm3，吸水率為1～3％；所述紙漿廢液為結合劑，紙漿廢液中木質素的質量百分含量為20～30％，密度為1.08～1.20g/cm3。
一種上述水泥窯用鎂鈣鋯磚的製備方法，所述製備方法的詳細步驟如下 a、按照上述水泥窯用鎂鈣鋯磚的配比稱取各種原料，先加入顆粒料，即4～1mm的高純鎂砂、3.5～0mm的鋯酸鈣和1～0mm的高純鎂砂，再加入紙漿廢液、或紙漿廢液和工業糊精粉混合1～2分鐘，再加入細粉料即0.088～0mm的高純鎂砂，混合5～10分鐘； b、將步驟a混合後的物料經摩擦壓磚機或液壓機壓成磚坯，成型磚坯的體積密度為3.10±0.05g/cm3； c、將機壓成型的磚坯經隧道乾燥窯進行乾燥，乾燥窯的入口溫度為≤70℃，出口溫度為140℃±10℃，總乾燥時間為18～22小時； d、將乾燥後的磚坯導入高溫隧道窯進行燒成，當燒成溫度達到1600～1650℃時進行保溫，保溫時間為8～15小時，冷卻後即可出窯，得到水泥窯燒成帶用鎂鈣鋯磚。
根據上述水泥窯用鎂鈣鋯磚的製備方法，步驟b中所述摩擦壓磚機採用315T、400T或630T摩擦壓磚機，所述液壓機採用2000T或2500T液壓機；步驟c中所述磚坯乾燥後殘餘水分含量≤1％。
本發明的積極有益效果 1、在水泥工業和鋼鐵工業中，鎂鈣質耐火材料是一種性能良好的耐火材料之一，但其最突出的問題就是抗水化性能極差，鎂鈣質耐火材料中的氧化鈣極易吸潮，與空氣中的水蒸氣反應，使材料發生粉化；而本發明合成的鋯酸鈣可以將氧化鈣以鋯酸鈣的形式引入到耐火材料中，由於本發明合成的鋯酸鈣產品具有極好的抗水化性能，不與空氣中的水蒸氣反應，同時通過泡水試驗進行了證明(鋯酸鈣產品泡水試驗將乾燥的合成鋯酸鈣放入水中，泡水7天後未發生粉化現象，取出並經110℃烘乾後稱重，樣品的增重為零)。因此，本發明產品鋯酸鈣最大的優點是抗水化性能顯著。
2、在水泥窯用耐火材料中，鎂鈣磚因其具有良好的抗鹼侵蝕性，還原氣氛中化學穩定性好，容易與水泥熟料形成結皮等優點，在歐美等國家的水泥窯中被廣泛推崇，尤其是用於處理垃圾廢棄物的水泥迴轉窯；利用本發明產品鋯酸鈣製備的鎂鈣鋯磚，既具有鎂鈣磚的優點，也解決了鎂鈣磚抗水化性能差的缺點，同時由於氧化鋯的引入，使材料具有更好的化學穩定性，同時提高了材料的抗熱震穩定性等優點。
3、本發明利用燒結合成法製備的鋯酸鈣與電熔合成法製備的鋯酸鈣相比具有以下優點 a、化學成分更為準確，可以根據使用要求進行調整； b、合成所用物料的成本較低，生產成本比電熔合成工藝低10～20％； c、熱震穩定性好，非常適用於水泥窯用耐火材料的使用。
4、利用本發明產品鋯酸鈣製備的水泥窯用鎂鈣鋯磚具有以下優點 a、本發明產品水泥窯用鎂鈣鋯磚完全可以取代目前水泥窯燒成帶用鎂鉻磚，從而使我國水泥窯實現環保清潔無鉻化生產，減少Cr6+的公害。
b、本發明產品水泥窯用鎂鈣鋯磚能夠克服鎂鈣磚的水化問題，適用於我國水泥窯生產的國情，同時具有與鎂鈣磚相同的掛窯皮性能。
c、本發明產品水泥窯用鎂鈣鋯磚克服了鎂鐵尖晶石磚在處理垃圾廢棄物的水泥窯中存在的Fe2+變價的缺陷，適應水泥窯處理垃圾廢棄物的發展方向。
d、本發明產品水泥窯用鎂鈣鋯磚的性能指標典型值見表三，其各項性能均優於或等同於目前市場中水泥窯燒成帶所用的其他同類型磚，克服了目前水泥窯所用的其他同類型磚的諸多不足之處，是非常理想的水泥窯用耐火材料。
表三 本發明產品水泥窯用鎂鈣鋯磚和其他磚的性能指標
具體實施例方式 以下實施例僅為了進一步說明本發明，並不限制本發明的內容。
實施例一 合成本發明產品鋯酸鈣所用各種原料的具體要求所用原料脫矽鋯為ZrO2≥90％、ZrO2≥95％、ZrO2≥98％或ZrO2≥99％四種品級，四種品級脫矽鋯適用於合成不同品級的鋯酸鈣(各種品級脫矽鋯的典型值見表一)，所述原料氫氧化鈣中Ca(OH)2≥96％(原料氫氧化鈣的典型值見表二)；所述紙漿廢液為結合劑，紙漿廢液中木質素的質量百分含量為20～30％，密度為1.08～1.20g/cm3。
表一 四種品級脫矽鋯的典型值
表二 氫氧化鈣的典型值 本發明產品鋯酸鈣是通過以下方法製備而成 a、以重量百分比表示，製備鋯酸鈣所用原料為脫矽鋯62％(ZrO2≥98％)和氫氧化鈣38％； b、按照步驟a所述的原料配比進行配料，將配好的物料脫矽鋯和氫氧化鈣加入球磨機中進行共磨，共磨後混合物料的粒度為0.088～0mm，然後再加入佔原料總量4％的紙漿廢液，導入溼碾機中混合5～10分鐘； c、將步驟b混合後的物料採用壓力為350T的摩擦壓磚機壓成荒坯，加壓次數3～6次，然後將荒坯經150℃進行乾燥，乾燥後荒坯的殘餘水分≤1.5％； d、將乾燥後的荒坯進行高溫燒成，燒成溫度為1600℃(溫度從常溫升至燒成溫度所需時間為24～28小時)，達到燒成溫度時保溫16小時，保溫結束後冷卻至常溫即得產品鋯酸鈣(從燒成溫度降至常溫所需時間為16～20小時)，最後將所得產品鋯酸鈣進行破碎，破碎後粒度為3.5～0mm。
本發明所合成產品鋯酸鈣中ZrO2含量為65～72％，CaO含量為25～32％，體積密度為3.40～3.60g/cm3，吸水率為1～3％。
利用上述產品鋯酸鈣配製的水泥窯用鎂鈣鋯磚以重量百分比表示，所述鎂鈣鋯磚原料配比中含有粒度為4～1mm高純鎂砂35％，粒度為1～0mm高純鎂砂22％，粒度為0.088～0mm高純鎂砂28％，粒度為3.5～0mm的鋯酸鈣12％和紙漿廢液3％。
上述原料高純鎂砂中MgO≥97％，CaO≤1.4％，SiO2≤1.0％，Fe2O3≤0.7％，體積密度≥3.20g/cm3；所述原料鋯酸鈣的粒度為0～3.5mm，所述鋯酸鈣中ZrO2含量為65～72％，CaO含量為25～32％，體積密度為3.40～3.60g/cm3，吸水率為1～3％；所述紙漿廢液為結合劑，紙漿廢液中木質素的質量百分含量為20～30％，密度為1.08～1.20g/cm3。
上述水泥窯用鎂鈣鋯磚的製備方法 a、按照上水泥窯用鎂鈣鋯磚的配比稱取各種原料，先加入顆粒料即4～1mm的高純鎂砂、3.5～0mm的合成鋯酸鈣和1～0mm的高純鎂砂，再加入紙漿廢液混合1～2分鐘，再加入細粉料即0.088～0mm的高純鎂砂，混合5～10分鐘； b、將步驟a混合後的物料採用400T摩擦壓磚機壓成磚坯，成型磚坯的體積密度為3.10±0.05g/cm3； c、將機壓成型的磚坯經隧道乾燥窯進行乾燥，乾燥窯的入口溫度為≤70℃，出口溫度為140℃±10℃，總乾燥時間為18～22小時；所述磚坯乾燥後殘餘水分含量≤1％； d、將乾燥後的磚坯導入高溫隧道窯進行燒成，當燒成溫度達到1600℃時進行保溫，保溫時間為15小時，冷卻後即可出窯，得到水泥窯燒成帶用鎂鈣鋯磚。
實施例二與實施例一基本相同，不同之處在於 本發明產品鋯酸鈣是通過以下方法製備而成的，與實施例一不同之處在於 步驟a所用原料脫矽鋯60％(ZrO2≥98％)和氫氧化鈣40％； 步驟b紙漿廢液的加入量佔原料總量的3％； 步驟c採用壓力為400T的摩擦壓磚機壓成荒坯，將荒坯經120℃進行乾燥； 步驟d燒成溫度為1650℃，達到燒成溫度時保溫10小時。
利用上述鋯酸鈣配製的水泥窯用鎂鈣鋯磚所述鎂鈣鋯磚原料配比中含有粒度為4～1mm高純鎂砂40％，粒度為1～0mm高純鎂砂18％，粒度為0.088～0mm高純鎂砂29.5％，粒度為3.5～0mm的鋯酸鈣10％和紙漿廢液2.5％。
上述水泥窯用鎂鈣鋯磚的製備方法，與實施例一不同之處在於 步驟b採用315T摩擦壓磚機將混合物料壓成磚坯； 步驟d燒成溫度為1620℃，保溫時間為12小時。
實施例三與實施例一基本相同，不同之處在於 本發明產品鋯酸鈣是通過以下方法製備而成的，與實施例一不同之處在於 步驟a所用原料脫矽鋯65％(ZrO2≥99％)和氫氧化鈣35％； 步驟b紙漿廢液的加入量佔原料總量的5％； 步驟c採用壓力為300T的摩擦壓磚機壓成荒坯，將荒坯經160℃進行乾燥； 步驟d燒成溫度為1680℃，達到燒成溫度時保溫8小時。
利用上述鋯酸鈣配製的水泥窯用鎂鈣鋯磚所述鎂鈣鋯磚原料配比中含有粒度為4～1mm高純鎂砂36％，粒度為1～0mm高純鎂砂19％，粒度為0.088～0mm高純鎂砂32％，粒度為3.5～0mm的鋯酸鈣10％和紙漿廢液3％。
上述水泥窯用鎂鈣鋯磚的製備方法，與實施例一不同之處在於 步驟b採用630T摩擦壓磚機將混合物料壓成磚坯； 步驟d燒成溫度為1650℃，保溫時間為8小時。
實施例四與實施例一基本相同，不同之處在於 本發明產品鋯酸鈣是通過以下方法製備而成的，與實施例一不同之處在於 步驟a所用原料脫矽鋯68％(ZrO2≥95％)和氫氧化鈣32％； 步驟b紙漿廢液的加入量佔原料總量的3.5％； 步驟c採用壓力為380T的摩擦壓磚機壓成荒坯，將荒坯經140℃進行乾燥； 步驟d燒成溫度為1620℃，達到燒成溫度時保溫12小時。
利用上述鋯酸鈣配製的水泥窯用鎂鈣鋯磚所述鎂鈣鋯磚原料配比中含有粒度為4～1mm高純鎂砂35.5％，粒度為1～0mm高純鎂砂18％，粒度為0.088～0mm高純鎂砂28％，粒度為3.5～0mm的鋯酸鈣15％和紙漿廢液3.5％。
上述水泥窯用鎂鈣鋯磚的製備方法，與實施例一不同之處在於 步驟b採用2000T液壓機將混合物料壓成磚坯； 步驟d燒成溫度為1600℃，保溫時間為13小時。
實施例五與實施例一基本相同，不同之處在於 本發明產品鋯酸鈣是通過以下方法製備而成的，與實施例一不同之處在於 步驟a所用原料脫矽鋯62％(ZrO2≥90％)和氫氧化鈣38％； 步驟b紙漿廢液的加入量佔原料總量的4.5％； 步驟c採用壓力為330T的摩擦壓磚機壓成荒坯，將荒坯經155℃進行乾燥； 步驟d燒成溫度為1600℃，達到燒成溫度時保溫13小時。
利用上述鋯酸鈣配製的水泥窯用鎂鈣鋯磚所述鎂鈣鋯磚原料配比中含有粒度為4～1mm高純鎂砂37％，粒度為1～0mm高純鎂砂20％，粒度為0.088～0mm高純鎂砂30％，粒度為3.5～0mm的鋯酸鈣10％和紙漿廢液3％。
上述水泥窯用鎂鈣鋯磚的製備方法，與實施例一不同之處在於 步驟b採用2500T液壓機將混合物料壓成磚坯； 步驟d燒成溫度為1650℃，保溫時間為10小時。
實施例六與實施例一基本相同，不同之處在於 利用上述鋯酸鈣配製的水泥窯用鎂鈣鋯磚所述鎂鈣鋯磚原料配比中含有粒度為4～1mm高純鎂砂35％，粒度為1～0mm高純鎂砂21％，粒度為0.088～0mm高純鎂砂28％，粒度為3.5～0mm的鋯酸鈣13％，紙漿廢液2.5％和工業糊精粉0.5％。
上述水泥窯用鎂鈣鋯磚的製備方法 a、按照上水泥窯用鎂鈣鋯磚的配比稱取各種原料，先加入顆粒料即4～1mm的高純鎂砂、3.5～0mm的合成鋯酸鈣和1～0mm的高純鎂砂，再加入紙漿廢液和工業糊精粉混合1～2分鐘，再加入細粉料即0.088～0mm的高純鎂砂，混合5～10分鐘； b、將步驟a混合後的物料採用400T摩擦壓磚機壓成磚坯，成型磚坯的體積密度為3.10±0.05g/cm3； c、將機壓成型的磚坯經隧道乾燥窯進行乾燥，乾燥窯的入口溫度為≤70℃，出口溫度為140℃±10℃，總乾燥時間為18～22小時；所述磚坯乾燥後殘餘水分含量≤1％； d、將乾燥後的磚坯導入高溫隧道窯進行燒成，當燒成溫度達到1620℃時進行保溫，保溫時間為12小時，冷卻後即可出窯，得到水泥窯燒成帶用鎂鈣鋯磚。
實施例七與實施例六基本相同，不同之處在於 利用上述鋯酸鈣配製的水泥窯用鎂鈣鋯磚所述鎂鈣鋯磚原料配比中含有粒度為4～1mm高純鎂砂38％，粒度為1～0mm高純鎂砂18％，粒度為0.088～0mm高純鎂砂30％，粒度為3.5～0mm的鋯酸鈣11％，紙漿廢液2.8％和工業糊精粉0.2％。
上述水泥窯用鎂鈣鋯磚的製備方法，與實施例六不同之處在於 步驟b採用2000T液壓機將混合物料壓成磚坯； 步驟d燒成溫度為1650℃，保溫時間為9小時。
實施例八與實施例一基本相同，不同之處在於 利用上述鋯酸鈣配製的水泥窯用鎂鈣鋯磚所述鎂鈣鋯磚原料配比中含有粒度為4～1mm高純鎂砂40％，粒度為1～0mm高純鎂砂18％，粒度為0.088～0mm高純鎂砂28％，粒度為3.5～0mm的鋯酸鈣10％，紙漿廢液3％和工業糊精粉1％。
上述水泥窯用鎂鈣鋯磚的製備方法，與實施例六不同之處在於 步驟b採用2500T液壓機將混合物料壓成磚坯； 步驟d燒成溫度為1600℃，保溫時間為14小時。
權利要求
1.一種鋯酸鈣，其特徵在於，所述鋯酸鈣是通過以下方法製備而成
a、以重量百分比表示，製備鋯酸鈣所用原料為脫矽鋯60～68％和氫氧化鈣32～40％；
b、按照步驟a所述的原料配比進行配料，將配好的原料脫矽鋯和氫氧化鈣加入球磨機中進行共磨，共磨後物料的粒度為0.088～0mm，然後再加入佔原料總量3～5％的紙漿廢液，導入溼碾機中混合5～10分鐘；
c、將步驟b混合後的物料採用摩擦壓磚機壓成荒坯，然後將荒坯進行乾燥；
d、將乾燥後的荒坯進行高溫燒成，燒成溫度為1600～1680℃，達到燒成溫度時保溫8～16小時，最後冷卻即得產品鋯酸鈣。
2.根據權利要求1所述的鋯酸鈣，其特徵在於步驟a中所述原料脫矽鋯為ZrO2≥90％、ZrO2≥95％、ZrO2≥98％或ZrO2≥99％四個品級，所述原料氫氧化鈣中Ca(OH)2≥96％；步驟b中所述紙漿廢液為結合劑，紙漿廢液中木質素的質量百分含量為20～30％，密度為1.08～1.20g/cm3。
3.根據權利要求1所述的鋯酸鈣，其特徵在於步驟c中所述摩擦壓磚機的壓力為300～400T，加壓次數3～6次；所述荒坯進行乾燥時的溫度為120～160℃，乾燥後荒坯的殘餘水分≤1.5％。
4.根據權利要求1所述的鋯酸鈣，其特徵在於步驟d中所述高溫燒成時溫度從常溫升至燒成溫度所需時間為24～28小時；所述保溫結束後冷卻過程中從燒成溫度降至常溫所需時間為16～20小時。
5.根據權利要求1所述的鋯酸鈣，其特徵在於步驟d中所述產品鋯酸鈣中ZrO2含量為65～72％，CaO含量為25～32％，體積密度為3.40～3.60g/cm3，吸水率為1～3％。
6.一種利用權利要求1所述的鋯酸鈣配製的水泥窯用鎂鈣鋯磚，其特徵在於以重量百分比表示，所述鎂鈣鋯磚原料配比中含有粒度為4～1mm高純鎂砂35～40％，粒度為1～0mm高純鎂砂18～22％，粒度為0.088～0mm高純鎂砂28～32％，粒度為3.5～0mm的鋯酸鈣10～15％和紙漿廢液2.5～3.5％。
7.根據權利要求6所述的水泥窯用鎂鈣鋯磚，其特徵在於所述鎂鈣鋯磚原料配比中還含有工業糊精粉0.2～1％。
8.根據權利要求6所述的水泥窯用鎂鈣鋯磚，其特徵在於所述高純鎂砂中MgO≥97％，CaO≤1.4％，SiO2≤1.0％，Fe2O3≤0.7％，體積密度≥3.20g/cm3；所述鋯酸鈣的粒度為0～3.5mm，所述鋯酸鈣中ZrO2含量為65～72％，CaO含量為25～32％，體積密度為3.40～3.60g/cm3，吸水率為1～3％；所述紙漿廢液為結合劑，紙漿廢液中木質素的質量百分含量為20～30％，密度為1.08～1.20g/cm3。
9.一種權利要求6或7所述的水泥窯用鎂鈣鋯磚的製備方法，其特徵在於，所述製備方法包括以下步驟
a、按照權利要求6或7所述水泥窯用鎂鈣鋯磚的配比稱取各種原料，先加入顆粒料，即4～1mm的高純鎂砂、3.5～0mm的鋯酸鈣和1～0mm的高純鎂砂，再加入紙漿廢液、或紙漿廢液和工業糊精粉混合1～2分鐘，再加入細粉料即0.088～0mm的高純鎂砂，混合5～10分鐘；
b、將步驟a混合後的物料經摩擦壓磚機或液壓機壓成磚坯，成型磚坯的體積密度為3.10±0.05g/cm3；
c、將機壓成型的磚坯經隧道乾燥窯進行乾燥，乾燥窯的入口溫度為≤70℃，出口溫度為140℃±10℃，總乾燥時間為18～22小時；
d、將乾燥後的磚坯導入高溫隧道窯進行燒成，當燒成溫度達到1600～1650℃時進行保溫，保溫時間為8～15小時，冷卻後即可出窯，得到水泥窯燒成帶用鎂鈣鋯磚。
10.根據權利要求9所述的水泥窯用鎂鈣鋯磚的製備方法，其特徵在於步驟b中所述摩擦壓磚機採用315T、400T或630T摩擦壓磚機，所述液壓機採用2000T或2500T液壓機；步驟c中所述磚坯乾燥後殘餘水分含量≤1％。
全文摘要
本發明公開了一種鋯酸鈣以及利用鋯酸鈣製備的水泥窯用鎂鈣鋯磚。本發明產品鋯酸鈣是以脫矽鋯和氫氧化鈣為原料，採用燒結合成法製備而成。本發明產品鋯酸鈣具有顯著的抗水化性能、更好的化學穩定性和較好的熱震穩定性，非常適用於水泥窯用耐火材料的使用。以本發明產品3.5～0mm鋯酸鈣、4～1mm高純鎂砂、1～0mm高純鎂砂、0.088～0mm高純鎂砂和紙漿廢液為原料製備成本發明產品水泥窯用鎂鈣鋯磚。本發明產品鎂鈣鋯磚是一種適用於水泥窯的不含鉻公害的無鉻環保型產品，兼具有鎂鈣磚抗鹼性能好和掛窯皮性能好的優點，也適用於處理垃圾廢棄物窯爐的使用特點，較鎂鐵尖晶石磚有較大的優勢，同時克服了鎂鈣磚存在的水化問題。是一種非常理想的水泥窯燒成帶用耐火材料。
文檔編號C04B35/66GK101759229SQ201010101619
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月27日 優先權日2010年1月27日
發明者馮運生, 李獻明, 李勇, 康華榮, 高長賀, 周新功, 周亞輝, 周偉, 李志福, 溫振興, 付武斌 申請人:鞏義通達中原耐火技術有限公司