專利名稱：合成亞鐵鋁尖晶石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成亞鐵鋁尖晶石的方法，屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
奧鎂公司(RHI)的研究人員發(fā)現(xiàn)將亞鐵鋁尖晶石引入到氧化鎂質(zhì) 材料中，不僅不 能大幅度降低材料的高溫性能，而且還能夠顯著提高鎂質(zhì)材料在水泥回轉(zhuǎn)窯中的掛窯皮性 能，因此，添加亞鐵鋁尖晶石的鎂磚也就成為最有希望全面替代鎂鉻磚的無鉻化材料。亞鐵鋁尖品石在自然界中存在極少，只能采用人工合成。如CN200710053793. 3的 “一種合成鐵鋁尖晶石的方法”專利申請(qǐng)中記載了采用A1203、Al (OH) 3、Al2O3 · H2O以及礬土 等與Fe203、FeO及Fe3O4等含鐵化合物混合的方法，為改善材料的燒結(jié)性能，在材料的配比 中引入TiO2作為燒結(jié)助劑。CN200510019267.6的“一種合成鐵鋁尖晶石及其制備方法”，是 采用180目的A1203、Al (OH) 3、Al2O3 · H2O以及礬土等與Fe203、FeO及Fe3O4等含鐵化合物混 合，采用埋碳工藝合成。在埋碳合成工藝中，配料中的鐵氧化物存在部分轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)鐵的可能，因此，合成 單相的FeO -Al2O3的難度很大，而存在的單質(zhì)鐵在燒成、使用中將轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2O3，進(jìn)而影響到 材料的高溫性能。而像TiO2等類的燒結(jié)劑的引入，也將影響到材料的高溫性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種合成亞鐵鋁尖晶石的方法，合成純度高，工藝簡(jiǎn)單，易 于實(shí)施。本發(fā)明所述的合成亞鐵鋁尖晶石的方法，將含鐵化合物和含鋁化合物按 Fe11+ Al3+的摩爾比1 2進(jìn)行配比，外加上述混合物重量1 6%的結(jié)合劑，經(jīng)混合、壓 制、干燥后在氮?dú)鈿夥障聼芍频谩．a(chǎn)品經(jīng)XRD檢測(cè)，主要物相為FeAl2O4，占材料總量的80wt%以上。其中燒成溫度為1300 1700°C，保溫時(shí)間為2 12小時(shí)。含鋁化合物為剛玉、燒結(jié)鋁礬土、水鋁石、氫氧化鋁和工業(yè)氧化鋁中的一種或任意 幾種的組合，粒度小于180目。含鐵化合物為FeO、Fe2O3、金屬鐵粉和軋鋼皮中的一種或任意幾種的組合，粒度小 于180目。結(jié)合劑為淀粉、糊精、樹脂、聚乙烯醇和甲基纖維素中的一種或任意幾種的組合。由于本專利中的實(shí)施氣氛為氮?dú)猓业獨(dú)鈿夥罩醒醴謮旱?，鐵氧化物中的Fe3+將 轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2+，進(jìn)而與氧化鋁形成穩(wěn)定存在的FeAl2O4，避免了鐵在不同價(jià)態(tài)之間變化而導(dǎo)致 的體積效應(yīng)，產(chǎn)品性能穩(wěn)定。而且本發(fā)明方法合成純度高，工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)施。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1取粒度小于180目的工業(yè)氧化鋁粉和軋鋼皮細(xì)粉，按照Al3+與Fe11+離子的摩爾比 為2 1進(jìn)行配料、共磨，然后加入上述重量總量4%的甲基纖維素結(jié)合劑，然后加水混煉， 經(jīng)壓力機(jī)壓制成型、干燥后進(jìn)入高溫窯升溫；在高溫窯中經(jīng)1400-1500°C、氮?dú)鈿夥障卤?12小時(shí)后自然冷卻取出。本實(shí)施例所合成的亞鐵鋁尖晶石，經(jīng)X射線衍射檢測(cè)，其物相主要為FeAl2O4，占材 料總量的80wt%以上。實(shí)施例2取粒度小于180目的工業(yè)氧化鋁粉和氧化鐵紅細(xì)粉，按照Al3+與Fe3+離子的摩爾 比為2 1進(jìn)行配料、共磨，然后加入上述重量總量5%的糊精結(jié)合劑，然后加水混煉，經(jīng)壓 力機(jī)成型、干燥后進(jìn)入高溫窯升溫；在高溫窯中經(jīng)1500-160(TC、氮?dú)鈿夥障卤?小時(shí)后 自然冷卻取出。本實(shí)施例所合成的亞鐵鋁尖晶石，經(jīng)X射線衍射檢測(cè)，其物相主要為FeAl2O4，占材 料總量的80wt%以上。實(shí)施例3取粒度小于180目的礬土粉和軋鋼皮細(xì)粉，按照Al3+與Fe11+離子的摩爾比為2 1 進(jìn)行配料、共磨，然后加入上述重量總量5%的聚乙烯醇結(jié)合劑，然后加水混煉，經(jīng)壓力機(jī)成 型、干燥后進(jìn)入高溫窯升溫；在高溫窯中經(jīng)1500-160(TC、氮?dú)鈿夥障卤?小時(shí)后自然冷 卻取出。本實(shí)施例所合成的亞鐵鋁尖晶石，經(jīng)X射線衍射檢測(cè)，其物相主要為FeAl2O4，占材 料總量的80wt%以上。實(shí)施例4取粒度小于180目的水鋁石細(xì)粉和軋鋼皮細(xì)粉，按照Al3+與Fe11+離子的摩爾比為 2 1進(jìn)行配料、共磨，然后加入上述重量總量3%的淀粉和2%的糊精混合的結(jié)合劑，然后 加水混煉，經(jīng)壓力機(jī)成型、干燥后進(jìn)入高溫窯升溫；在高溫窯中經(jīng)1500-1650°C、氮?dú)鈿夥?下保溫7小時(shí)后自然冷卻取出。本實(shí)施例所合成的亞鐵鋁尖晶石，經(jīng)X射線衍射檢測(cè)，其物相主要為FeAl2O4，占材 料總量的80wt%以上。實(shí)施例5取粒度小于180目的工業(yè)氧化鋁、礬土細(xì)粉(2 1的比例)和軋鋼皮細(xì)粉，按照 Al3+與Fe11+離子的摩爾比為2 1進(jìn)行配料、共磨，然后加入上述重量總量3%的淀粉和2% 的聚乙烯醇的混合結(jié)合劑，然后加水混煉，經(jīng)壓力機(jī)成型、干燥后進(jìn)入高溫窯升溫；在高溫 窯中經(jīng)1450-1560°C、氮?dú)鈿夥障卤?0小時(shí)后自然冷卻取出。本實(shí)施例所合成的亞鐵鋁尖晶石，經(jīng)X射線衍射檢測(cè)，其物相主要為FeAl2O4，占材 料總量的80wt%以上。
權(quán)利要求
一種合成亞鐵鋁尖晶石的方法，其特征在于將含鐵化合物和含鋁化合物按Fen+∶Al3+的摩爾比1∶2進(jìn)行配比，外加上述混合物重量1～6％的結(jié)合劑，經(jīng)混合、壓制、干燥后在氮?dú)鈿夥障聼芍频谩?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成亞鐵鋁尖晶石的方法，其特征在于燒成溫度為1300 1700°C，保溫時(shí)間為2 12小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成亞鐵鋁尖晶石的方法，其特征在于含鋁化合物為剛玉、燒結(jié)鋁礬土、水鋁石、氫氧化鋁和工業(yè)氧化鋁中的一種或任意幾種的組合，粒度小于180目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成亞鐵鋁尖晶石的方法，其特征在于含鐵化合物為FeO、 Fe2O3、金屬鐵粉和軋鋼皮中的一種或任意幾種的組合，粒度小于180目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成亞鐵鋁尖晶石的方法，其特征在于結(jié)合劑為淀粉、糊精、 樹脂、聚乙烯醇和甲基纖維素中的一種或任意幾種的組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種合成亞鐵鋁尖晶石的方法，屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，將含鐵化合物和含鋁化合物按Fen+∶A13+的摩爾比1∶2進(jìn)行配比，外加上述混合物重量1～6％的結(jié)合劑，經(jīng)混合、壓制、干燥后在氮?dú)鈿夥障聼芍频?，燒成溫度?300～1700℃，保溫時(shí)間為2～12小時(shí)。合成純度高，工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)施。
文檔編號(hào)C04B35/622GK101823872SQ20101010450
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者孫加林, 封吉圣, 朱波, 李勇, 石志民, 薛文東, 趙兵, 鄭本水, 陳俊紅 申請(qǐng)人:山東圣川陶瓷材料有限公司;北京科技大學(xué);淄博市魯中耐火材料有限公司;山東省耐火材料工程研究中心