[go: up one dir, main page]

RU2034812C1 - Способ переработки исходного сырья в огнеупорный материал - Google Patents

Способ переработки исходного сырья в огнеупорный материал Download PDF

Info

Publication number
RU2034812C1
RU2034812C1 SU5055620A RU2034812C1 RU 2034812 C1 RU2034812 C1 RU 2034812C1 SU 5055620 A SU5055620 A SU 5055620A RU 2034812 C1 RU2034812 C1 RU 2034812C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chromium
refractory
waste
organic binder
aluminum
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Николаевич Макаров
Владимир Алексеевич Маслобоев
Original Assignee
Виктор Николаевич Макаров
Владимир Алексеевич Маслобоев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Николаевич Макаров, Владимир Алексеевич Маслобоев filed Critical Виктор Николаевич Макаров
Priority to SU5055620 priority Critical patent/RU2034812C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2034812C1 publication Critical patent/RU2034812C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

Изобретение позволяет получать формовочные порошки для точного литья по выплавляемым моделям и/или другие высокосортные огнеупорные изделия. Алюмохромовые отходы нефтехимической промышленности увлажняют раствором органического связующего , перемешивают, формуют из полученной смеси брикеты, обжигают их и после изотермической выдержки охлаждают и дезинтегрируют в порошок крупностью менее 0,5 мм, из которого выделяют и используют фракцию мельче 0,063 мм. Сушку ведут при 100-110°С, обжиг - при 1300-1400 °С с изотермической выдержкой 20-30 мин. Материал состоит на 95-98% из алюмохромовых отходов, остальное - органическое связующее. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к производству огнеупорных материалов, преимущественно к высокоглиноземным, в частности к производству огнеупорных порошков для точного литья по выплавляемым моделям.
Известен способ переработки алюмохромовых отходов нефтехимической промышленности в огнеупорный материал. По этому способу алюмохромовые отходы предварительно обжигают при 160оС, измельчают до частиц размером 0,01-2,0 мм, смешивают с каустическим магнезитом в лопастном смесителе в течение 5-6 мин. Полученную смесь двух компонентов дополнительно увлажняют водой до влажности 10% затем последовательно вводят электрокорунд и огнеупорную глину и вновь ведут перемешивание. Цикл перемешивания массы 5 мин. Из полученной шихты формуют образцы при удельном давлении 50 МПа. Обжиг образцов проводят в силитовой печи до 1570±10оС и выдержке 2 ч [1] Получают высококачественные огнеупорные материалы, имеющие огнеупорность 1900-1910оС, низкую теплопроводность (1,26-1,33 Вт/моС) и высокую механическую прочность. Однако производство указанного материала предполагает предварительный обжиг алюмохромовых отходов при 1600оС. Как известно, алюмохромовые отходы, кроме оксидов хрома и алюминия, содержат 10,5% О2 и 3,0% К2О, а оксиды хрома представлены как трехвалентной, так и шестивалентной формой. Содержание последней 0,5 мас. Следовательно, эта операция, учитывая присутствие в составе отходов шестивалентного хрома и значительную летучесть оксида хрома при высоких температурах, не только требуют значительных энергетических затрат, но и экологически небезопасна. Кроме того, присутствие в составе алюмохромовых отходов оксидов калия и кремния приводит к появлению низкотемпературных эвтектических выплавок. Предварительный высокотемпературный обжиг сырья не обеспечивает снижения содержания легкоплавких фаз. Для уменьшения отрицательного влияния последних в состав сырьевой смеси приходится вводить дорогостоящие компоненты электрокорунд, огнеупорную глину, каустический магнезит.
Известен также способ переработки алюмохромовых отходов в огнеупорные материалы, в соответствии с которым сырой технический глинозем и огнеупорную глину предварительно перемешивают в шаровой мельнице в течение 30 мин, после чего в смесь вводят алюмохромовые отходы, увлажняют ее раствором сульфитно-спиртовой барды (с плотностью 1,1 г/см3) до общей влажности 8% и вновь ведут перемешивание. Из полученной шихты формуют образцы при удельном давлении 60 МПа и обжигают их при 1610±10оС и времени выдержки 2 ч. При производстве такого используют шихту, состава, мас. алюмохромовые отходы нефтехимической промышленности 65-86; огнеупорная глина 7-13; глинозем 5-12; органическое связующее 2-10, причем алюмохромовые отходы нефтехимической промышленности используют без предварительной подготовки, включающей высокотемпературный обжиг [2] Получаемый огнеупорный материал характеризуется высокой огнеупорностью (1890-1920оС), высокой механической прочностью (68-81 МПа) и другими ценными свойствами. Однако и этот способ не позволяет избавиться от содержащихся в алюмохромовых отходах оксида калия и диоксида кремния (соответственно до 3 до 10%), вследствие чего при относительно низких температурах появляются эвтектические выплавки. Вследствие этого температура начала деформации под нагрузкой 0,2 МПа составляет 1480-1540оС. При использовании такого материала для производства огнеупорного порошка для точного литья по выплавляемым моделям появление жидкой фазы может отрицательно сказаться на чистоте поверхности готового изделия. Это делает такой материал, несмотря на его высокую огнеупорность, непригодным для производства литейных форм при производстве изделий из специальных сплавов.
Техническим решением, наиболее близким к данному является способ переработки исходных материалов в огнеупорный, включающий брикетирование исходного сырья, сушки и обжиг с последующим измельчением и выделением фракции менее 0,063 мм, содержание которой составляет 97% [3]
Однако высокая температура обжига при использовании алюмохромовых отходов приведет к тем же недостаткам, что в [1 и 2]
Задачей предлагаемого технического решения в качестве изобретения является получение качественных формовочных порошков для точного литья по выплавляемым моделям и для производства других высокосортных огнеупорных изделий, причем технология получения таких порошков должна соответствовать самым высоким требованиям норм ПДК летучих компонентов.
Решение поставленной задачи позволяет резко снизить содержание легкоплавких фаз в огнеупорном материале, что повышает качество изготовляемых из него изделий и улучшит санитарно-гигиенические условия труда на его производстве.
Поставленная задача решается за счет того, что перед обжигом брикеты сушат, а после изотермической выдержки охлаждают и дезынтегрируют их в порошок до крупности менее 0,5 мм, из которого выделяют фракцию мельче 0,063 мм. Обжиг ведут при 1300-1400оС с изотермической выдержкой 20-30 мин. Еще одним отличием является то, что материал состоит из 95-98% алюмохромовых отходов нефтехимической промышленности, остальное органическое связующее.
Брикетирование материала необходимо в связи с высокой дисперсностью алюмохромовых отходов: более 92 мас. их мельче 0,071 мм. При обжиге небрикетированного материала неизбежны значительные потери материала с газовой фазой, что экологически небезопасно. Необходимость увлажнения раствором органического связующего до влажности 12-15% также обусловлена высокой дисперсностью материала. При меньшей степени увлажнения не удается достичь равномерного распределения органического связующего вещества. При большей степени увлажнения перемешивание облегчается, однако остаточная влажность сырья перед брикетированием оказывается выше 10% и смесь плохо прессуется, а брикеты имеют низкую механическую прочность.
Прессовое давление в 20 МПа достаточно для формования брикетов, механическая прочность которых препятствует их разрушению в процессе сушки и обжига. Большее давление применять нецелесообразно, так как это усложняет процесс, увеличивает энергозатраты на прессование и на дробление брикетов после обжига.
Сушку необходимо вести при температуре не выше 110оС, так как при более высоких температурах происходит быстрое испарение влаги, что приводит к разрушению части брикетов. В этом случае может быть выброс материала с паром и загрязнение окружающей среды. Более низкая чем 100оС также нецелесообразна, так как влечет за собой увеличение длительности процесса.
Применение органического вещества в качестве временной связки, препятствующей пылению продукта при обжиге, вызвано следующими соображениями. Эта связка обеспечивает достаточную прочность гранул при низких температурах, в первую очередь, при сушке. Это особенно важно, так как в это время максимальна токсичность продукта. При более высоких температурах, когда связка выгорает, происходит перекристаллизация продукта, существенно снижающая как процесс пылеобразования, так и токсичность пыли. В то же время, применение такой связки не приводит к спеканию корундовых зерен, что позволяет их в дальнейшем легко отделить от легкоплавких продуктов. Кроме того, такая связка играет роль восстановителя и способствует переходу шестивалентного хрома в трехвалентный. При расходе связки менее 2% прочность брикетов недостаточна и появляется некоторое количество пыли, которая может загрязнять окружающую среду токсичными оксидами хрома. При более высоких содержаниях связующего его выгорание сопровождается выделением большого количества газовой фазы и преждевременным разрушением гранул.
При высокотемпературном обжиге легкоплавкие компоненты переходят в жидкую фазу и после остывания образуют относительно крупные (0,063-0,5 мм) спекшиеся частицы алюмосиликатов калия. Оксиды алюминия и хрома, содержащиеся в алюмохромовых отходах нефтехимической промышленности в метастабильной форме, переходят в корунд, в котором хром изоморфно замещает алюминий. Ввиду высокой химической стойкости корунда, после обжига продукт становится нетоксичным. Температура обжига 1300-1400оС оптимальна, так как при более низкой температуре процесс корундообразования протекает более медленно и часть хрома может оказаться в несвязанной форме, а при более высокой температуре выше теплопотери и, кроме того, наблюдается рост кристаллов корунда, что снижает селективность процесса отделения легкоплавких компонентов. При указанной температуре обжига оксид хрома еще мало летуч. Ниже приведены примеры реализации способа переработки алюмохромовых отходов нефтехимической промышленности в огнеупорный материал.
П р и м е р 1. Алюмохромовые отходы нефтехимической промышленности состава, мас. SiО2 10,5; Al2О3 71,7; Сr2О3 14,3; СrО3 0,5; К2О 3 смешивали с раствором ССБ плотностью 1,1 г/см3 из расчета 15 мл раствора на 100 г отходов. Смесь тщательно перемешивали. В процессе перемешивания влажность сырья снижали до 8 мас. Подготовленную таким образом смесь брикетировали при прессовом давлении 20 МПа. Отпрессованные брикеты диаметром 20 мм высушивали при 110оС до постоянной массы и обжигали при 1350оС. Изотермическая выдержка при максимальной температуре 25 мин. После остывания брикеты разминались резиновыми пробками, а образовавшийся порошок расситовывали на классы: мельче 0,5 мм, но крупнее 0,16 мм, мельче 0,16 мм, но крупнее 0,10 мм, мельче 0,10 мм, но крупнее 0,063 мм и мельче 0,063 мм. Распределение минеральных фаз по классам крупности приведено в таблице. Хотя выход фракции крупнее 0,063 мм составил 14,7% в них концентрируется около 2/3 силикатов. Содержание К2О снизилось с 3,0% в исходном сырье до 1,16% в тонких классах.
П р и м е р 2. То же, что в примере 1, однако в качестве органического связующего взят пенообразователь ПО-6. Результаты аналогичны примеру 1. Выход фракции крупнее 0,063 мм 15,1% в них концентрируется около 2/3 силикатов. Содержание сростков алюмосиликатов калия в тонких классах 2,2% а содержание К2О снизилось в 3,0% в исходном сырье до 1,4% в тонких классах.
П р и м е р 3. То же, что и в примере 1. Высокотемпературный обжиг вели при 1250оС. Наряду с зернами корунда фиксируются частички непрореагировавшей окиси хрома. Селективность распределения легкоплавких калийсодержащих алюмосиликатов низкая. Содержание сростков алюмосиликатов калия в тонких классах 5,2% Требуемый технический результат не достигнут.
П р и м е р 4. То же, что и в примере 1. Высокотемпературный обжиг вели при 1500оС. В крупной фракции наряду с легкоплавкими алюмосиликатами калия и сростками последних с корундом отмечаются крупные кристаллы и чистого корунда. Селективность распределения легкоплавких калийсодержащих алюмосиликатов низкая. Содержание сростков алюмосиликатов калия в классе крупнее 0,16 мм 25,0% т.е. в 2 раза ниже, чем в примере 1. Требуемый технический результат не достигнут.
Одним из главных достоинств предложенного способа является то, что в продуктах переработки хром не образует самостоятельных минеральных фаз, а входит в состав корунда в виде изоморфной примеси, вследствие чего корунд приобретает полихромную окраску, свойственную александриту, а размер ребра его элементарной ячейки возрастает с 5,14 (стандартный корунд) до 5,168±0,005
Figure 00000001
.

Claims (2)

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ИСХОДНОГО СЫРЬЯ В ОГНЕУПОРНЫЙ МАТЕРИАЛ, включающий увлажнение сырья раствором органического связующего, перемешивание, брикетирование, сушку и обжиг с последующим охлаждением, измельчением и выделением фракции менее 0,063 мм, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют алюмохромовые отходы нефтехимической промышленности, обжиг ведут в интервале температур 1300-1400oС с кратковременной (20-30 мин для брикетов диаметром 20 мм) изотермической выдержкой, а измельчение ведут до крупности менее 0,5 мм.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ведут брикетирование смеси состава 95-98 мас. алюмохромовых отходов и 2-5 мас. органического связующего.
SU5055620 1992-08-07 1992-08-07 Способ переработки исходного сырья в огнеупорный материал RU2034812C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5055620 RU2034812C1 (ru) 1992-08-07 1992-08-07 Способ переработки исходного сырья в огнеупорный материал

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5055620 RU2034812C1 (ru) 1992-08-07 1992-08-07 Способ переработки исходного сырья в огнеупорный материал

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2034812C1 true RU2034812C1 (ru) 1995-05-10

Family

ID=21610058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5055620 RU2034812C1 (ru) 1992-08-07 1992-08-07 Способ переработки исходного сырья в огнеупорный материал

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2034812C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2353596C1 (ru) * 2007-08-22 2009-04-27 Анатолий Алексеевич Гуляев Способ получения глиноземистого цемента
RU2401820C1 (ru) * 2009-06-22 2010-10-20 Закрытое акционерное общество "Опытный завод огнеупоров" Огнеупорный заполнитель на основе хромистого гексаалюмината кальция и способ его получения

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1058940, кл. C 04B 35/10, опубл.1983. *
Авторское свидетельство СССР N 1178736, кл. C 04B 35/10, опубл.1985. *
Стрелов К.К. и др. Технология огнеупоров, М.: Металлургия, 1988, с.304. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2353596C1 (ru) * 2007-08-22 2009-04-27 Анатолий Алексеевич Гуляев Способ получения глиноземистого цемента
RU2401820C1 (ru) * 2009-06-22 2010-10-20 Закрытое акционерное общество "Опытный завод огнеупоров" Огнеупорный заполнитель на основе хромистого гексаалюмината кальция и способ его получения

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3950504A (en) Process for producing magnesium aluminate spinel
CN109715560A (zh) 含氧化镁的尖晶石粉末及其制造方法
RU2638671C2 (ru) Огнестойкий продукт и его применение
US4461843A (en) Processes for preparing novel baddeleyite refractory articles
RU2034812C1 (ru) Способ переработки исходного сырья в огнеупорный материал
US3959002A (en) Method of manufacturing white furnace boats for firing ceramic articles and novel furnace boats
CN110713380A (zh) 一种高纯度致密镁橄榄石的制备方法
CN114276124A (zh) Rh精炼炉用含钙方镁石-镁铝尖晶石耐火材料制备方法
CA1242588A (en) Method for making sintered aluminous abrasive particles
Lavrov et al. A novel method for preparing a batch of silicate glasses using sodium and potassium hydroxides
Shi et al. Effect of spodumene additions on the sintering and densification of aluminum titanate
RU2744902C1 (ru) Способ получения сырьевой смеси для изготовления огнеупорных изделий
RU2167125C2 (ru) Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий
RU2341545C2 (ru) Простой и эффективный способ изготовления карандашного грифеля из отработанной футеровки электролизера
US3849532A (en) Method of preparing a zirconium oxide that is crystallized mostly or completely in cubic form
RU2116276C1 (ru) Способ изготовления периклазошпинельных огнеупорных изделий
JPH0417896B2 (ru)
CN120157467B (zh) 一种堇青石陶瓷材料及其制备方法和应用
SU1599346A1 (ru) Шихта дл изготовлени огнеупорного материала и способ ее изготовлени
SU753828A1 (ru) Керамическа масса
RU2312940C1 (ru) Способ получения муллита из каолина
DE10326611B4 (de) Hochtonerdehaltige Formkörper und Verfahren zu ihrer Herstellung
RU2458886C1 (ru) Шихта для получения кордиеритовой керамики
RU2021229C1 (ru) Шихта для изготовления керамических изделий сложной конфигурации
RU2422405C1 (ru) Сырьевая смесь и способ получения высокопрочной огнеупорной керамики на ее основе