一種耐鹼金屬鹽損毀性耐火磚及其製備方法與流程

2024-02-19 10:16:15

本發明涉及一種耐鹼金屬鹽損毀性耐火磚及其製備方法，屬於耐火材料領域。

背景技術：

耐火磚是一種建築材料磚類，它的屬性跟它名字一樣「耐火」。它是用耐火黏土或其他耐火原料燒製成的耐火材料，能夠在高溫下能經受各種物理化學變化和機械作用。耐火磚在我們的生活中並不常見，但卻在一些和我們生活息息相關的建築中出現，比如房屋建築、窯爐建築、熱工設備等。

專利號為：201510494613.X的發明專利公開了一種利用煤矸石生產的發泡保溫耐火磚及其製備方法，其原料組成按重量份配比為煤矸石40～60份、鋁土礦尾礦30～50份、粉煤灰2～15份，矽砂0～15份、亞硫酸紙漿廢液0～1份。該發明提供的一種利用煤矸石為主要原料生產的發泡保溫耐火磚及其製備方法，雖然解決了目前國內市場上輕質耐火保溫磚耐火度低、成型差、強度低與成本高的問題，但是隨著學技術的快速發展以及經濟水平的不斷提高，對耐火磚的耐鹼金屬鹽損毀性能提出了更高的要求，市場上需要一種耐鹼金屬鹽損毀性更優異的耐火磚。

技術實現要素：

本發明目的在於提供一種耐鹼金屬鹽損毀性耐火磚及其製備方法。

為了實現上目的，本發明採用如下技術方案：

一種耐鹼金屬鹽損毀性耐火磚，由以下重量份的原料製成：菱沸石12-21、方石英17-28、納米氧化鋯10-15、金礦尾渣14-23、鈣長石12-20、氫氧化鋁16-24、高爐瓦斯泥19-31、高嶺土15-25、塘泥24-38、鎂鐵砂15-25、黃壤土20-30、煤矸石13-22。

一種耐鹼金屬鹽損毀性耐火磚的製備方法，由下列步驟組成：

（1）將方石英、菱沸石混合均勻，粉碎，過100-150目篩，加入相當於混合粉末質量30-40%的碳酸鈉和30-40%的硝酸鈉，700-800r/min幹法球磨15-20min，然後在890-930℃的溫度下煅燒2-4h，冷卻至室溫；

（2）將鈣長石、高嶺土混合均勻，粉碎，過100-150目篩，加入氫氧化鋁以及步驟（1）煅燒後的粉末，混合均勻，再加入相當於混合粉末質量35-45%的硫酸鈉和25-35%的氯化鈉，600-700r/min幹法球磨10-15min，然後在300-400W的功率下微波加熱5-6h，再在500-600W的功率下微波加熱3-4h，再在700-800W的功率下微波加熱1.5-2.5h，冷卻至室溫，用蒸餾水洗滌乾淨，乾燥；

（3）將金礦尾渣、鎂鐵砂、煤矸石、黃壤土混合均勻，粉碎，過80-120目篩，然後加入適量的水，攪拌均勻，使得混合料的含水率控制在30-35%，再加入步驟（2）製得的粉末以及納米氧化鋯、高爐瓦斯泥、塘泥等原料，攪拌均勻；

（4）將步驟（3）製得的溼料加入到制磚機中壓製成型，成型壓力為22-28MPa；然後將成型後的溼坯自然養護24-48h，再在110-120℃的溫度下乾燥至含水率≤3%；

（5）將步驟（4）乾燥的磚坯以4-6℃/min的速率升溫至520-580℃，保溫3-5h，再以6-8℃/min的速率升溫至990-1030℃，保溫5-7h，再以3-5℃/min的速率降溫至760-830℃，保溫4-6h，再以5-7℃/min的速率升溫至1340-1380℃，保溫5-6h，冷卻至常溫即可。

本發明的有益效果：

（1）本發明首先將方石英、菱沸石在碳酸鈉和硝酸鈉的熔鹽下煅燒，然後再與鈣長石、高嶺土混合，在硫酸鈉和氯化鈉的熔鹽下微波煅燒得到的複合粉體具有優異的耐火性能，加入磚中作為原料，可以顯著耐火磚的耐火度；

（2）本發明在耐火磚原料中配入了鎂鐵砂、納米氧化鋯、高爐瓦斯泥等原料，不僅提高了耐火磚的機械強度，還改善了耐火磚的耐鹼金屬鹽損毀性、抗熱衝擊性和熱膨脹性能。本發明製得的耐火磚對鹼金屬所致的組織催化損毀具有很高的抵抗能力，還具有高溫強度高，抗熱衝擊性強，熱膨脹率低等特性。

具體實施方式

一種耐鹼金屬鹽損毀性耐火磚，由以下重量（kg）的原料製成：菱沸石17、方石英22、納米氧化鋯13、金礦尾渣19、鈣長石17、氫氧化鋁20、高爐瓦斯泥23、高嶺土20、塘泥31、鎂鐵砂20、黃壤土25、煤矸石18。

一種耐鹼金屬鹽損毀性耐火磚的製備方法，由下列步驟組成：

（1）將方石英、菱沸石混合均勻，粉碎，過120目篩，加入相當於混合粉末質量35%的碳酸鈉和35%的硝酸鈉，750r/min幹法球磨18min，然後在900℃的溫度下煅燒3h，冷卻至室溫；

（2）將鈣長石、高嶺土混合均勻，粉碎，過120目篩，加入氫氧化鋁以及步驟（1）煅燒後的粉末，混合均勻，再加入相當於混合粉末質量40%的硫酸鈉和30%的氯化鈉，650r/min幹法球磨12min，然後在350W的功率下微波加熱5h，再在500W的功率下微波加熱4h，再在800W的功率下微波加熱1.5h，冷卻至室溫，用蒸餾水洗滌乾淨，乾燥；

（3）將金礦尾渣、鎂鐵砂、煤矸石、黃壤土混合均勻，粉碎，過100目篩，然後加入適量的水，攪拌均勻，使得混合料的含水率控制在32%，再加入步驟（2）製得的粉末以及納米氧化鋯、高爐瓦斯泥、塘泥等原料，攪拌均勻；

（4）將步驟（3）製得的溼料加入到制磚機中壓製成型，成型壓力為25MPa；然後將成型後的溼坯自然養護36h，再在115℃的溫度下乾燥至含水率≤3%；

（5）將步驟（4）乾燥的磚坯以5℃/min的速率升溫至550℃，保溫4h，再以7℃/min的速率升溫至1010℃，保溫6h，再以4℃/min的速率降溫至805℃，保溫5h，再以6℃/min的速率升溫至1360℃，保溫5h，冷卻至常溫即可。

上述實施例製得的耐火磚的的主要性能檢測結果如下表所示：