專利名稱：尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及想再利用由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體及其制造方法，更詳細(xì)地說，涉及即使在惡劣的條件下、沒有堿成分和鉻成分的溶解析出、作為保水性及排水性優(yōu)異的人造骨材而有用的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體及其制造方法。
背景技術(shù)：
鉻酸鈉的制造通常是添加鉻礦石、蘇打灰、石灰及填充劑，在高溫下進(jìn)行氧化焙燒，接著將焙燒物浸于水中提取鉻酸鈉而進(jìn)行的，這時產(chǎn)生大量的浸出殘渣。
因?yàn)樵摻鰵堅泻杏泻Φ牧鶅r鉻，直接將其廢棄會污染土壤或水質(zhì)，而成為公害的原因，所以要實(shí)施無害化處理。
例如，有文獻(xiàn)提出了下述這些方法，即將相對于殘渣量是1～20重量％的還原劑和摩爾比SiO2/CaO為1以上的含有硅酸物質(zhì)添加到鉻酸鈉浸出殘渣中并進(jìn)行混合、接著進(jìn)行燒制該混合物的方法(參照專利文獻(xiàn)1)；在制造鉻酸鈉及重鉻酸鈉的過程中副產(chǎn)的鉻酸鹽的水提取后的殘渣中添加約1～15重量％的含油廢硫酸、硫酸瀝青、廢氯化烴油或廢重油并混合的方法(參照專利文獻(xiàn)2)；將活性碳混合于粉狀的鉻廢渣中、在氧濃度低的環(huán)境中400～1000℃、材料溫度為700℃以下的溫度下焙燒該混合物后再進(jìn)行急冷的方法(參照專利文獻(xiàn)3)；將焦碳粉及粉狀的粘土與粉狀的鉻廢渣混合、在1000～1300℃溫度下焙燒的方法(參照專利文獻(xiàn)4)；將活性碳材料與粉狀的鉻礦渣混合、在氧濃度低的環(huán)境中400～1000℃溫度下焙燒該混合物后再進(jìn)行急冷的方法(參照專利文獻(xiàn)5)；將焦碳粉及粉狀的粘土與粉狀的鉻礦渣混合、在1000～1300℃溫度下焙燒的方法(參照專利文獻(xiàn)6)；將粘土類粉末與在重鉻酸鈉制造過程中產(chǎn)生的礦渣粉末混合或進(jìn)行表面包覆、在1000～1300℃溫度下焙燒的方法(參照專利文獻(xiàn)7)等。
但是，現(xiàn)狀是使用這些方法進(jìn)行無害化的處理物只是簡單地被廢棄，并沒有被再利用。
對該沒有被再利用的理由之一，可以舉出連再使用時的安全性也不能確保。
本申請發(fā)明人提出了可以將鉻礦渣利用于陶瓷領(lǐng)域，作為鉻礦渣再利用之一(參照專利文獻(xiàn)8～10)。
另外，本申請發(fā)明人使用鈣含量少的鉻礦渣，意在再利用，提出了如下的方案，例如，從基于化學(xué)組成及X射線衍射的分析看的話，是至少以Al、Fe及Cr相互固溶的固溶尖晶石和石英為主組成的致密的反應(yīng)燒制體，該燒制體是熱傳導(dǎo)率為1.3～2.5kcal/mh℃及電阻率102～107Ωcm范圍的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體(參照專利文獻(xiàn)11)；從基于化學(xué)組成及X射線衍射的分析看的話，是至少含有Fe及Cr相互固溶的固溶尖晶石作為主礦物組成的含鉻鐵組成物而且是該組成物的布萊恩比表面積為2000～5000cm2/g微粉末的陶瓷用著色劑(參照專利文獻(xiàn)12)(特開昭62-36061號公報)；或者，鉻礦渣粉末和粘土的致密的反應(yīng)燒制體，該燒制體從基于化學(xué)組成及X射線衍射的分析看的話，是至少以Al、Fe及Cr相互固溶的固溶尖晶石和石英為主組成而且具有熱傳導(dǎo)率為1.3～2.5kcal/mh℃及電阻率為102～107Ωcm范圍的物理性質(zhì)的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體(參照專利文獻(xiàn)13)。
特開昭48-32767號公報(第1頁)[專利文獻(xiàn)2]特公昭47-35675號公報(第2頁)[專利文獻(xiàn)3]特公昭50-25915號公報(第1頁)[專利文獻(xiàn)4]特開昭47-23390號公報(第1頁)[專利文獻(xiàn)5]特開昭47-20089號公報(第1頁)[專利文獻(xiàn)6]特公昭50-25916號公報(第1頁)[專利文獻(xiàn)7]特公昭47-23319號公報(第1頁)[專利文獻(xiàn)8]特開昭51-41009號公報(第1頁)[專利文獻(xiàn)9]特開昭51-81806號公報(第1頁)[專利文獻(xiàn)10]特開昭59-92968號公報(第1頁)[專利文獻(xiàn)11]特開昭62-12661號公報(第1頁)[專利文獻(xiàn)12]特開昭62-36061號公報(第1頁) 特開平3-205357號公報(第1頁)而且，鑒于這樣的現(xiàn)有技術(shù)，本申請發(fā)明人對于想再利用由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣的無公害型材料進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用具有特定組成、鈣含量也比目前增加得少的由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣，該溶渣和還原劑、含有硅酸物質(zhì)及水構(gòu)成的各原料被均勻地分散，將微細(xì)顆粒的混合物進(jìn)行造?；蚣訅撼尚?，在特定溫度下燒制所得到的反應(yīng)性優(yōu)異的反應(yīng)前體時，從X射線衍射的分析看的話，至少形成Mg、Al、Cr及Fe的固溶尖晶石相，另一方面，該固溶尖晶石相中被無公害化的鉻成分與堿成分進(jìn)行固溶而成為被穩(wěn)定化的燒制體，該燒制體具有耐熱性，即使在微細(xì)化、酸或堿中等的惡劣條件下也不會溶解析出鉻成分及堿成分，另外，保水性、排水性優(yōu)異，至此完成了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種使用由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣為原料、具有耐熱性并且即使在微細(xì)化、酸或堿中等惡劣的條件下也不會溶解析出鉻成分和堿成分的可以再利用的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體及其制造方法。
即，本發(fā)明的第一發(fā)明提供一種尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體，其特征在于混合由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣和還原劑及含有硅酸物質(zhì)并進(jìn)行燒制所得到的主要化學(xué)組成為Fe2O329～40重量％Al2O315～20重量％MgO 9～14重量％Na2O 0～4重量％Cr2O39～17重量％SiO2 14～20重量％并且CaO含量為2重量％以下的燒制體，以該燒制體為放射線源并使用Cu-Kα線進(jìn)行X射線衍射分析時，源自(b)含有硅酸物質(zhì)的2θ＝26.7°附近的衍射峰相對于(a)2θ＝36°附近{113面}的衍射峰的強(qiáng)度比(b/a)為0.1以下。
另外，本發(fā)明的第二發(fā)明提供一種尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的制造方法，其特征在于，包括下述第一工序～第三工序第一工序由主要化學(xué)組成為Fe2O339～44重量％、Al2O313～19重量％、MgO10～14重量％、Na2O0～4重量％、Cr2O313～20重量％、SiO20～2重量％且CaO含量為2重量％以下的由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣和還原劑、含有硅酸物質(zhì)及水構(gòu)成的混合物、調(diào)制該混合物中所含有的顆粒平均粒徑為100μm以下的微細(xì)混合物的工序；第二工序?qū)⒃谒龅谝还ば蛑械玫降奈⒓?xì)混合物進(jìn)行造粒或加壓成形、得到反應(yīng)前體的工序；第三工序在950℃以上溫度下燒制在所述第二工序中得到的反應(yīng)前體、接著進(jìn)行冷卻得到尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的工序。


圖1是在實(shí)施例1中得到的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的X射線衍射圖。
圖2是在比較例3中得到的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的X射線衍射圖。
具體實(shí)施例方式
以下，詳細(xì)地說明本發(fā)明。
本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體是至少混合由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣和還原劑及含有硅酸物質(zhì)并進(jìn)行燒制而得到的物質(zhì)。
在本發(fā)明中，所謂由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣是指混合鉻礦石和堿并進(jìn)行氧化焙燒、接著將焙燒物浸漬于水中提取鉻酸鈉后、大量剩余的殘渣。
本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體是主要化學(xué)組成為Fe2O329～40重量％、優(yōu)選為30～38重量％Al2O315～20重量％、優(yōu)選為16～19重量％MgO 9～14重量％、優(yōu)選為9～13重量％Na2O 0～4重量％、優(yōu)選為3重量％以下Cr2O39～17重量％、優(yōu)選為12～15重量％SiO2 14～20重量％、優(yōu)選為15～18重量％并且CaO含量為2重量％以下、優(yōu)選為1重量％以下的實(shí)質(zhì)上不含有CaO的燒制體。
在本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體中，因?yàn)閷?shí)質(zhì)上不含有CaO，換言之，因?yàn)槭褂米鳛樵系挠摄t精煉工序副產(chǎn)的溶渣中實(shí)質(zhì)上不含有CaO的溶渣，所以本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體中沒有源自溶渣的鉻酸鈣或在制造過程中副產(chǎn)的鉻酸鈣，即使在微細(xì)化、高溫環(huán)境下、酸或堿中等的惡劣條件下也不會溶解析出源自鉻酸鈣的六價鉻成分，再利用時具有安全性。
本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體，除上述化學(xué)組成以外，以該燒制體為放射線源并使用Cu-Kα線進(jìn)行X射線衍射分析時，源自(b)含有硅酸物質(zhì)的2θ＝26.7°附近的衍射峰相對于(a)2θ＝36°附近{113面}的衍射峰的強(qiáng)度比(b/a)為0.1以下，優(yōu)選為0.05以下，這是重要的條件。
即，本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體，從基于X射線衍射的分析來看，原料的含有硅酸物質(zhì)實(shí)質(zhì)上不存在。
另外，所謂(a)2θ＝36°附近{113面}的衍射峰是指36±0.2°的衍射峰。另外，所謂源自(b)含有硅酸物質(zhì)的2θ＝26.7°附近的衍射峰是指26.7±0.2°的衍射峰。
在本發(fā)明中，原料的含有硅酸物質(zhì)是，賦予尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體顆粒適當(dāng)強(qiáng)度的同時、如下述反應(yīng)式(1)及下述反應(yīng)式(2)[化學(xué)反應(yīng)式1](1)(1)[化學(xué)反應(yīng)式2](2)(2)所示、將因六價鉻還原而副產(chǎn)的Na2O及CaO的堿成分固定化作為硅酸鹽、通過堿成分的該固定化、防止在高溫下氧和堿共存下的從Cr+3回到Cr+6的原料。
本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體是，根據(jù)X射線衍射分析發(fā)現(xiàn)，所述衍射峰的強(qiáng)度比(b/a)在上述范圍內(nèi)，實(shí)質(zhì)上就不存在源自含有硅酸物質(zhì)的衍射峰的燒制體，通過該衍射峰的消失而固定堿成分的硅酸鹽，還被尖晶石相固溶并穩(wěn)定化。因此，本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體具有適度的強(qiáng)度，具有耐熱性，即使在微細(xì)化、高溫環(huán)境下、酸或堿中等的惡劣條件下也不會溶解析出鉻成分及堿成分，再利用時具有安全性。
本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體是具有上述化學(xué)組成的物質(zhì)，但在以該燒制體為放射線源并使用Cu-Kα線進(jìn)行X射線衍射分析時，主要的衍射峰存在于2θ＝36°附近{113面}、2θ＝31°附近{202面}、2θ＝58°附近{333面}、2θ＝63°附近{404面}，因?yàn)槌撝鞣逡酝獾脑醋?b)含有硅酸物質(zhì)的2θ＝26.7°附近的衍射峰及其它衍射峰實(shí)質(zhì)上不存在，所以由基于X射線衍射的分析發(fā)現(xiàn)，實(shí)質(zhì)上表示用下述通式(3)[通式3]Mg(AlxFeyCr1-x-y)2O4(3)(式中，x表示0.267≤x≤0.349、y表示0.322≤y≤0.411、x+y＜1。)表示的尖晶石相的單層，可以說在X射線衍射方面來看是高純度的燒制體。
本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的形狀，沒有特別限制，該尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體制造得怎樣，是粒狀、破碎狀還是板狀等形狀，可以任意設(shè)計。根據(jù)后述的本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式的制造方法，通常得到平均粒徑為0.5～25mm的顆粒，但通過對其進(jìn)行粉碎處理，例如可以任意設(shè)計為平均粒徑為20μm以下的微細(xì)的物質(zhì)。
另外，本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體是具有適度強(qiáng)度的顆粒，由于平均粒徑為0.5～25mm的顆粒的單軸壓縮強(qiáng)度為1MPa以上，優(yōu)選為2MPa以上，所以在其使用中形狀不用破碎就可以使用。
本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的其它特性在于，是內(nèi)部含有氣泡的多孔體，保水性及排水性優(yōu)異。即，本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體是平均粒徑為0.5～25mm的顆粒，吸水量為16～23重量％、優(yōu)選為18～21重量％，20℃的透水系數(shù)為0.001～0.005cm/s、優(yōu)選為0.002～0.004cm/s。
另外，在本發(fā)明中，所謂吸水量是基于JIS A5209的粗骨材的密度及吸水率試驗(yàn)方法、通過下述計算式(1) (式中，W1表示絕對干燥狀態(tài)的質(zhì)量、W2表示表面干燥飽水狀態(tài)的試樣的質(zhì)量)求得的值。
另外，吸水系數(shù)是基于JIS A1218的土的透水試驗(yàn)方法、通過下述計算式(2)[計算式2] (式中，A表示試驗(yàn)片的截面(cm3)，L表示高度(cm)，h表示水頭的高度(cm)、t2-t1表示透水時間(sec)，Q表示由排水口流出的量(cm2)。)求出的值，是20℃時的值。
而且，本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體是平均粒徑為0.5～25mm的顆粒，表觀比重為1.4～1.8g/cm3、優(yōu)選為1.5～1.7g/cm3時，可以用作填充性優(yōu)異的人造骨材等材料。
另外，本發(fā)明的所謂表觀比重是指基于JIS A1104的骨材的單位容積重量試驗(yàn)方法，通過下述計算式(3)[計算式3] 求得的值。
下面，說明本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的制造方法。
本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的制造方法，包括下述的從第一工序到第三工序。
第一工序由主要化學(xué)組成為Fe2O339～44重量％、Al2O313～19重量％、MgO10～14重量％、Na2O0～4重量％、Cr2O313～20重量％且CaO含量為2重量％以下的由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣和還原劑、含有硅酸物質(zhì)及水構(gòu)成的混合物、調(diào)制該混合物中的顆粒的平均粒徑為100μm以下的微細(xì)混合物的工序。
第二工序?qū)⒃谒龅谝还ば蛑械玫降奈⒓?xì)混合物進(jìn)行造?；蚣訅撼尚?、得到反應(yīng)前體的工序。
第三工序在950℃以上條件下燒制在所述第二工序中得到的反應(yīng)前體、接著進(jìn)行冷卻得到尖晶石氧化物燒制體的工序。
第一工序中可以使用的作為第一原料的由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣是混合鉻礦石和堿后進(jìn)行氧化焙燒、接著將焙燒物浸到水中提取鉻酸鈉后、大量剩余的殘渣，使用主要的化學(xué)組成為Fe2O339～44重量％、優(yōu)選為41～44重量％，Al2O313～19重量％、優(yōu)選為15～19重量％，MgO10～14重量％、優(yōu)選為11～14重量％，Na2O0～4重量％、優(yōu)選為0～3重量％，Cr2O313～20重量％、優(yōu)選為13～17重量％且CaO含量為2重量％以下、優(yōu)選為1重量％以下、實(shí)質(zhì)上不含有CaO的燒制體成為重要條件。
在本發(fā)明中，由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣是，在調(diào)制混合鉻礦石和堿后進(jìn)行氧化焙燒、接著將焙燒物浸到水中提取鉻酸鈉后、大量剩余的殘渣的方法中，作為所述堿，不使用消石灰等鈣鹽，而只使用苛性鈉或蘇打灰等鈉化合物，根據(jù)下述反應(yīng)式(4)[化學(xué)反應(yīng)式4](4)放冷所得到的焙燒物之后、提取鉻酸鈉后殘存的殘渣，不需要進(jìn)行降低溶渣自身的CaO等煩雜的精制操作，所以特別優(yōu)選，并且，所述鉻礦石使用主要化學(xué)組成為Fe2O325～34重量％、Al2O313～20重量％、MgO7～11重量％、Cr2O344～48重量％且CaO含量為2重量％以下的物質(zhì)時，即使不使用消石灰等鈣化合物作為堿源而只使用鈉化合物，也可以以高收率制造鉻酸鈉，并且，在提取了鉻酸鈉的殘渣中，CaO自身為2重量％以下，優(yōu)選為1重量％以下，不調(diào)制組成就可以直接使用，所以特別優(yōu)選。作為這樣的鉻礦石來說，例如可以列舉出南非產(chǎn)的鉻礦石。
第二原料的還原劑是，至少包括具有還原作用的C元素為85重量％、優(yōu)選為88重量％以上的物質(zhì)，所以是將所述鉻中的六價鉻完全還原為三價鉻所需的原料?？梢允褂玫倪€原劑，只要是對溶渣中的難溶性鉻發(fā)揮還原能力就沒有特別限制，利用重油、廢酸瀝青、焦油瀝青、瀝青、各種合成樹脂粉末、焦炭、石碳、フミル酸、來自紙漿廢液的木質(zhì)磺酸鹽、鋸屑、廢糖蜜、淀粉、纖維素、稻草屑等各種產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物或廢物或它們的加熱分解生成物等是實(shí)用的，這些還原劑可以使用一種或兩種以上。
這些還原劑的添加量，相對于由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣100重量份，按還原劑中的C元素計，是4～13重量份，優(yōu)選為7～11重量份。其理由是還原劑的添加量按C元素計不足4重量份時，存在不能充分還原六價鉻的傾向，另一方面，還原劑的添加量超過13重量份時，存在殘存未反應(yīng)的還原劑的傾向，這不實(shí)用。
第三原料的含有硅酸物質(zhì)是，至少含有SiO2為60重量％以上、優(yōu)選為63重量％以上的物質(zhì)，該含有硅酸物質(zhì)如上述那樣，是通過堿成分的固定化防止在反應(yīng)中的高溫下的堿共存下的Cr+3回到Cr+6并且賦予所得到的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體適度強(qiáng)度的原料?？梢允褂玫牡谌系暮泄杷嵛镔|(zhì)，可以舉出硅砂、無定形硅、粘土、真珠巖、頁巖、硅華、抗火石、尾礦、砂巖、白色沙質(zhì)沉積石、軟硅石、煙塵、黃鐵礦溶渣、土硫磺燒渣、鐵鋼、黃磷、制造其它各種合金等時電爐、溶礦爐等副產(chǎn)的各種含有硅酸溶渣、從鑄造工廠排出的舊砂等產(chǎn)業(yè)廢棄物等，這些可以使用一種或兩種以上。其中，使用在水存在下顯示出強(qiáng)粘性的粘土礦物時，不僅可以有效地提高各原料的接觸面積而且可以調(diào)制后述的反應(yīng)前體，所以是優(yōu)選的。
這些含有硅酸物質(zhì)的添加量，相對于由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣100重量份，含有硅酸物質(zhì)中的SiO2為15～21重量份，優(yōu)選為17～20重量份。其理由是含有硅酸物質(zhì)的添加量按SiO2計不足15重量份時，所得到的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的強(qiáng)度不足和堿成分的固定化能不足，而且在反應(yīng)中存在容易發(fā)生從Cr+3回到Cr+6的傾向，另一方面，即使含有硅酸物質(zhì)的添加量超過21重量份，反應(yīng)也進(jìn)行，但殘存有未反應(yīng)原料，而且存在得不到尖晶石單層的傾向，所以不可取。
第四原料的水，是制造使各原料堅固地附著、有效地提高其接觸面積的造粒物或加壓成形品所需的原料，作為可以使用的水來說，既可以是通常使用的工業(yè)用水，也可以用制造各種合金等時電爐、溶礦爐等副產(chǎn)的泥漿液來代替。
水的添加量，相對于由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣100重量份，為11～17重量份、優(yōu)選為11～15重量份時，可以制造各原料堅固地附著、有效地提高其接觸面積的造粒物或加壓成形品，所以優(yōu)選。
第一工序是調(diào)制含有混合所述的第一～三原料及第四原料的水所得到的混合物中的顆粒的平均粒徑為100μm以下、優(yōu)選為20～50μm的微細(xì)顆粒的混合物。另外，第四原料的水，在使用水溶液或懸濁液作為還原劑的情況下，可以使用它們中所含有的水代替作為第四原料的水。
在本發(fā)明中，所謂所述混合物中的顆粒是指不溶于水、即使添加水也以維持特定形狀的顆粒存在的物質(zhì)。在本發(fā)明的第一工序中，規(guī)定該混合物中的顆粒的平均粒徑為上述范圍的理由是因?yàn)槠骄匠^100μm時，即使對該混合物進(jìn)行造?；蚣訅撼尚我驳貌坏胶笫龅姆磻?yīng)性良好的反應(yīng)前體，所以不能完全地進(jìn)行對堿成分、鉻成分的尖晶石相的穩(wěn)定化，因?yàn)樵醋院泄杷嵛镔|(zhì)的2θ＝26.7°附近的衍射峰及其它衍射峰存在，所以沒有顯示出尖晶石的單相，在微細(xì)化、高溫環(huán)境下、酸或堿中等惡劣的條件下，容易溶解析出堿成分、鉻成分。
所述第一～三原料優(yōu)選使用粉末狀的物質(zhì)，但第二原料的還原劑也可以是溶液或懸濁液的狀態(tài)的物質(zhì)。因此，第一～第三原料是粉末狀或者第一原料和第三原料是粉末狀、而第二原料是懸濁液時，在使用不溶于水的物質(zhì)的情況下，所述混合物中的顆粒的平均粒徑表示混合物中的第一～第三原料顆粒的平均粒徑，第一原料和第三原料是粉末、而第二原料是溶液時，在第三原料不溶于水的情況下，表示混合物中的第一原料顆粒和第三原料顆粒的平均粒徑。
另外，就所述第一～四原料來說，當(dāng)然使用第一原料的由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣自身的鈣含量在上述范圍的物質(zhì)，但優(yōu)選為即使在第二～第四原料中、使用CaO含量少的物質(zhì)，當(dāng)微細(xì)的混合物中的CaO含量為2重量％以下、優(yōu)選為1重量％以下時，在制造過程中沒有副產(chǎn)的鉻酸鈣，即使在微細(xì)化、高溫環(huán)境下、酸或堿中等惡劣條件下也不會溶解析出源自鉻酸鈣的六價鉻成分，再利用時具有安全性，從以上觀點(diǎn)考慮而特別優(yōu)選。
就本發(fā)明的第一工序的操作來說，只要是最終混合物中的顆粒的平均粒徑在上述范圍內(nèi)而且各原料均勻地分散，就可以使用任何方法，以下示出其一例①按規(guī)定量混合預(yù)先將第一～第三原料等各原料粉末進(jìn)行粉碎處理而得到的物質(zhì)、并調(diào)制出上述范圍的平均粒徑的混合物、再向其中添加規(guī)定量的第四原料的水、調(diào)制出各原料均勻地分散的混合物的方法。
②按規(guī)定量混合第一～第三原料粉末、粉碎處理該混合物并調(diào)制出上述范圍的平均粒徑的混合物、再向其中添加規(guī)定量的第四原料的水、調(diào)制出各原料均勻地分散的混合物的方法。
③按規(guī)定量混合預(yù)先將第一原料和第三原料等各原料粉末進(jìn)行粉碎處理而得到的物質(zhì)、調(diào)制出上述范圍的平均粒徑的混合物、再向該混合物中添加第二原料的溶液、根據(jù)需要添加不足部分的水、調(diào)制出各原料均勻地分散的混合物的方法。
④按規(guī)定量混合第一原料粉末和第三原料粉末、將該混合物進(jìn)行粉碎處理、并調(diào)制出上述范圍的平均粒徑的混合物、再向該混合物中添加第二原料的溶液、根據(jù)需要添加不足部分的水、調(diào)制出各原料均勻地分散的混合物的方法。
上述①～④的粉碎處理，由于原料自身存在水溶劑而顯現(xiàn)出粘性，所以優(yōu)選以干式方式進(jìn)行，作為可以使用的干式粉碎機(jī)來說，例如可以使用干式的珠磨機(jī)裝置、噴射式磨機(jī)裝置，但并不限定于此。
另外，得到各原料被均勻地分散的混合物的手段是，利用強(qiáng)大的剪斷力作用的機(jī)械手段來調(diào)制。作為可以使用的混合裝置來說，例如可以使用高速混合機(jī)、超級混合機(jī)、渦輪式混合機(jī)、亨舍爾混合機(jī)、諾塔混合機(jī)、螺旋混合機(jī)、漿式混合機(jī)等裝置。另外，這些均勻分散操作并不限定于例示的機(jī)械手段。
第二工序是將所述微細(xì)的混合物進(jìn)行造?；蚣訅撼尚螐亩玫椒磻?yīng)前體的工序。
在本發(fā)明中，所謂所述反應(yīng)前體是指利用水溶劑使含有第一～第三原料的由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣和還原劑及含有硅酸物質(zhì)的混合物在后面進(jìn)行的燒制之前使得反應(yīng)性提高、通過縮短各原料間的顆粒間距離并提高各原料的接觸面積從而提高反應(yīng)性的物質(zhì)。
對于將在第二工序中使用的微細(xì)的混合物進(jìn)行造粒的方法來說，當(dāng)所得到的造粒物的平均粒徑為0.5～25mm、優(yōu)選為5～20mm時，干燥時及燒制時，造粒物也不會崩壞，所以為優(yōu)選，另外，由于小的造物顆粒的反應(yīng)性差，并且，熔粘在燒制爐上，成為給爐子帶來麻煩的原因，所以優(yōu)選粒徑為5mm以下的造粒物顆粒含量為25重量％以下、特別優(yōu)選為15重量％以下。
另外，在該第二工序中，為了有效地進(jìn)行造粒，在進(jìn)行造粒之前，預(yù)先將成為造粒的核顆粒的制品的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體均勻地分散到第一工序的微細(xì)的混合物中，可以在這樣的狀態(tài)下使用。這時，所含有的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體，其粒徑為5mm以下，優(yōu)選為0.3～3mm，其含量相對于第一原料的由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣，優(yōu)選為18～35重量％、更優(yōu)選為20～22重量％。
如此的造粒操作，可以通過例如利用盤型造粒機(jī)的方法、利用皿型造粒機(jī)的方法、擠出成形機(jī)的方法等來實(shí)施，但并不特別限制于這些方法。
另一方面，將微細(xì)的混合物進(jìn)行加壓成形的方法，是將在第一工序中得到的微細(xì)的混合物進(jìn)行加壓成形處理、提高各原料的接觸面積的方法。
這時，成形壓隨著壓制機(jī)、裝入量等不同而不同，沒有特別限定，但通常為5～200MPa、優(yōu)選為10～150MPa。就壓制成形機(jī)來說，可適當(dāng)?shù)厥褂么蝈V機(jī)、團(tuán)塊機(jī)、輥式壓實(shí)機(jī)等，只要是可以進(jìn)行壓制，就沒有特別限制。
在本發(fā)明中，第二工序的反應(yīng)前體的調(diào)制方法，由于在加壓成形時生產(chǎn)性差，所以優(yōu)選通過造粒來進(jìn)行。
再者，當(dāng)所得到的造粒物或加壓成形品的水分多時，因接著進(jìn)行的第三工序的燒制而容易崩壞，所以在該造粒物或加壓成形品的水分含量超過15重量％的情況下，優(yōu)選為，在30～350℃、優(yōu)選為50～200℃下進(jìn)行干燥，使造粒物或加壓成形品的水分含量為15重量％以下之后，實(shí)施下面的第三工序。
第三工序是燒制在第二工序中得到的反應(yīng)前體、接著進(jìn)行冷卻從而得到作為目的物的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的工序。
為了充分進(jìn)行六價鉻的還原反應(yīng)，燒制溫度需要在950℃以上、優(yōu)選為1000℃以上，燒制溫度不足950℃時，從六價鉻到三價鉻的還原反應(yīng)不充分，另外，由于溶渣中的堿成分和含有硅酸物質(zhì)的反應(yīng)進(jìn)行得不充分，因此得不到以該燒制體為放射線源并使用Cu-Kα線進(jìn)行X射線衍射分析時源自(b)含有硅酸物質(zhì)的2θ＝26.7°附近的衍射峰相對于(a)2θ＝36°附近的衍射峰{113面}的強(qiáng)度比(b/a)為0.1以下的尖晶石系復(fù)合氧化物，所以不可取。另外，在超過1200℃的溫度下，由于難以形成還原環(huán)境，還原反應(yīng)有可能不充分，所以燒制優(yōu)選在1000～1200℃的溫度下進(jìn)行。
就燒制時間來說，需要花費(fèi)充分時間來進(jìn)行燒制，直到所得到的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的源自含有硅酸物質(zhì)的2θ＝26.7°附近的衍射峰不存在，通常需要花費(fèi)0.2小時以上、優(yōu)選為0.25～1小時來進(jìn)行燒制。
作為可以使用的燒制爐來說，沒有特別限制，例如可以舉出隧道式爐、輥式爐(ロ一ラ一ハ一ス?fàn)t)、旋轉(zhuǎn)爐及馬弗爐。
另外，特別是由于在第二工序中得到的反應(yīng)前體含有若干水分，所以當(dāng)燒制溫度急劇上升時，造粒物顆粒容易破碎，因該破碎而產(chǎn)生的小的造粒顆粒如上述那樣反應(yīng)性差，還原不充分，并且，熔粘在燒制爐上，成為給爐子帶來麻煩的原因，所以優(yōu)選在投入燒制爐時的燒制爐的溫度為400℃以下，將反應(yīng)前體投入到燒制爐內(nèi)。
燒制后進(jìn)行適當(dāng)冷卻，根據(jù)需要進(jìn)行粒度調(diào)制，得到作為目的物的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體。
另外，就該第三工序中的冷卻來說，由于在200℃以上的氧化環(huán)境中，三價鉻容易變成六價鉻，所以需要至少到200℃以下并在還原環(huán)境中進(jìn)行冷卻，通常為了避免生成物和空氣的接觸，優(yōu)選在還原環(huán)境中放冷或者通過水等冷卻介質(zhì)將燒制容器的外壁冷卻到200℃以下之后、再通過生成物與水接觸的手段等而冷卻到室溫。
通過如此設(shè)計而得到的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體，主要化學(xué)組成為Fe2O329～40重量％、優(yōu)選為30～33重量％、Al2O315～20重量％、優(yōu)選為16～19重量％、MgO9～14重量％、優(yōu)選為9～11重量％、Na2O0～4重量％、優(yōu)選為2重量％以下、Cr2O39～17重量％、優(yōu)選為12～15重量％、SiO214～20重量％、優(yōu)選為15～18重量％、CaO含量為2重量％以下、優(yōu)選為1重量％以下，并且，在以該燒制體為放射線源并使用Cu-Kα線進(jìn)行X射線衍射分析時，源自(b)含有硅酸物質(zhì)的2θ＝26.7°附近的衍射峰相對于(a)2θ＝36°附近的衍射峰{113面}的強(qiáng)度比(b/a)為0.1以下，優(yōu)選為0.05以下。
本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體，由于具有上述特性，所以即使長時間浸漬放置于水中也不會溶解析出堿或鉻離子，pH也幾乎保持中性。而且，本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體具有400℃以上的耐熱性，另外，對酸或堿的耐藥品性優(yōu)異，粒徑也可以微細(xì)化為10μm以下，另外，即使在這樣惡劣條件下也不會溶解析出鉻成分或堿成分，再利用時具有安全性。因此，由于本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體即使在惡劣條件下也不會溶解析出鉻成分或堿成分，所以當(dāng)然可以安全、無害地廢棄，也不用擔(dān)心處理或貯藏時變質(zhì)，另外，即使在其使用中、使用后也不會溶解析出鉻成分或堿成分。而且，從再利用的觀點(diǎn)來考慮，因?yàn)楸Ｋ约芭潘砸矁?yōu)異，所以可以有效地利用于人造骨材例如砂漿用砂、輕質(zhì)骨材、路壤用骨材、宅地或海岸等填筑用材、其它各種土木、建筑用材料或其原料。
以下，通過實(shí)施例詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于此。
<溶渣的調(diào)制>
溶渣粉末試樣A將98％蘇打灰72.9g添加到表1的化學(xué)組成的鉻礦石(南非產(chǎn))100g中，用電爐在1000℃下焙燒0.5小時后，將所得到的燒制物放冷之后，通過用水進(jìn)行提取而得到鉻礦渣。
相對于鉻礦石100重量份，混合所得到的鉻礦渣160重量份，與上述同樣，向其中添加蘇打灰，反復(fù)進(jìn)行提取操作，得到具有表2所示的化學(xué)組成的溶渣粉末試樣A。
再者，該溶渣粉末試樣A，通過篩分試驗(yàn)求得的平均粒徑為0.1mm。
表1
表2

溶渣粉末試樣B將98％蘇打灰68重量份和消石灰60重量份添加到表3的化學(xué)組成的鉻礦石(印度產(chǎn))100重量份中，用電爐在1000℃下焙燒0.5小時后，將所得到的燒制物放冷之后，通過用水進(jìn)行提取而得到鉻礦渣。
相對于鉻礦石100重量份，混合所得到的鉻礦渣170重量份，與上述同樣，向其中添加蘇打灰和消石灰，反復(fù)進(jìn)行提取操作，得到具有表4所示的化學(xué)組成的溶渣粉末試樣B。
再者，該溶渣粉末試樣B，通過篩分試驗(yàn)求得的平均粒徑為2mm。
表3
表4

<還原劑>
還原劑是通過篩分試驗(yàn)求得的平均粒徑為6mm的石油焦炭，使用了下述表5的組成的物質(zhì)。
表5

<含有硅酸物質(zhì)>
含有硅酸物質(zhì)是通過激光衍射法求得的平均粒徑為10μm的粘土(笠岡粘土)，使用下述表6的組成的物質(zhì)。
表6

實(shí)施例1<第一工序>
將所述粘土30重量份及所述焦炭10重量份添加到100重量份的所述溶渣粉末試樣A中，使用粒徑為20mm的鋼制球并使用球磨機(jī)，得到通過激光衍射法求得的平均粒徑為20μm的混合物。
接著，將水20重量份添加到所得到的混合物100重量份中，用漿式混合機(jī)充分混合0.5小時，得到各原料均勻分散的混合物。再者，該均勻分散的混合物中的CaO含量為0.7重量％。
<第二工序>
使用皿型造粒機(jī)，傾斜50度，以旋轉(zhuǎn)數(shù)為10rpm，對在第一工序中所得到的均勻分散的混合物進(jìn)行造粒，得到造粒物。
接著，在100℃下，干燥該造粒物2小時，得到具有下述表7的各物理性質(zhì)的球狀的反應(yīng)前體。
另外，粒度特性的測定是根據(jù)JIS A1102的骨材篩分試驗(yàn)方法進(jìn)行的。
表7

<第三工序>
在25℃下，將在第二工序中得到的反應(yīng)前體100重量份投入到電爐內(nèi)，在1000℃下燒制0.5小時。接著，保持原有的還原環(huán)境，自然冷卻到25℃，得到燒制體89重量份。
所得到的燒制體，通過骨材篩分試驗(yàn)方法求得的平均粒徑為14mm，0.5mm以下的顆粒的含量為5重量％。
所得到的燒制體的各物理性質(zhì)如表11及表12所示。
實(shí)施例2<第一工序>
將所述粘土30重量份及所述焦炭8重量份添加到100重量份的所述溶渣粉末試樣A中，使用粒徑為20mm的鋼制球并使用球磨機(jī)，得到通過激光衍射法求得的平均粒徑為20μm的混合物。
接著，將在實(shí)施例1中所得到的粒徑為1mm以下的燒制體5重量份和水20重量份添加到所得到的混合物100重量份中，用漿式混合機(jī)充分混合0.5小時，得到各原料均勻分散的混合物。再者，該均勻分散的混合物中的CaO含量為0.7重量％。
<第二工序>
使用皿型造粒機(jī)，傾斜50度，以旋轉(zhuǎn)數(shù)為10rpm，對在第一工序中所得到的均勻分散的混合物進(jìn)行造粒，得到造粒物。
接著，在100℃下，干燥該造粒物2小時，得到具有下述表8的各物理性質(zhì)的球狀的反應(yīng)前體。
另外，粒度特性的測定是根據(jù)JIS A1102的骨材篩分試驗(yàn)方法進(jìn)行的。
表8

<第三工序>
在25℃下，將在第二工序中得到的反應(yīng)前體投入到電爐內(nèi)，在1000℃下燒制0.5小時。接著，保持原有的還原環(huán)境，自然冷卻到25℃，得到燒制體90重量份。
所得到的燒制體，通過骨材篩分方法試驗(yàn)求得的平均粒徑為15mm，1mm以下的顆粒的含量為3重量％。
另外，所得到的燒制體的各物理性質(zhì)如表11及表12所示。
實(shí)施例3除了在實(shí)施例2的第一工序中使用將由下述表9的化學(xué)組成的提取液的精制工序產(chǎn)生的泥漿進(jìn)行固液分離所得到的泥漿液代替水以外，其它用與實(shí)施例2同樣的方法，得到了燒制體。
所得到的燒制體，通過骨材篩分試驗(yàn)方法求得的平均粒徑為16mm，0.5mm以下的顆粒的含量為6重量％。
另外，所得到的燒制體的各物理性質(zhì)如表11及表12所示。
表9

比較例1除了在第一工序中進(jìn)行粉碎、調(diào)制均勻分散的混合物的平均粒徑為180μm的物質(zhì)以外，其它用與實(shí)施例1同樣的操作，得到了燒制體。
所得到的燒制體，通過骨材篩分試驗(yàn)方法求得的平均粒徑為10mm，0.5mm以下的顆粒的含量為23重量％。
所得到的燒制體的各物理性質(zhì)如表11及表12所示。
比較例2用與實(shí)施例1同樣的方法，實(shí)施例第一工序，得到了均勻分散的混合物。在25℃下，將該混合物100重量份直接投入到電爐內(nèi)，在1000℃下燒制0.5小時。接著，保持原有的還原環(huán)境，自然冷卻到25℃，得到了燒制體90重量份。接著，進(jìn)行粗碎，得到了通過骨材篩分試驗(yàn)方法求得的平均粒徑為2mm、并且0.5mm以下的顆粒的含量為20重量％的燒制體。
所得到的燒制體的各物理性質(zhì)如表11及表12所示。
比較例3<第一工序>
將所述粘土30重量份及所述焦炭10重量份添加到100重量份的所述溶渣粉末試樣B中，使用粒徑為20mm的鋼制球并使用球磨機(jī)，得到了通過骨材篩分試驗(yàn)方法求得的平均粒徑為22μm的混合物。
接著，將水20重量份添加到所得到的混合物100重量份中，用漿式混合機(jī)充分混合0.5小時，得到了各原料均勻分散的混合物。再者，該均勻分散的混合物中的CaO含量為25.1重量％。
<第二工序>
使用皿型造粒機(jī)，傾斜50度，以旋轉(zhuǎn)數(shù)為10rpm，對在第一工序中所得到的均勻分散的混合物進(jìn)行造粒，得到了造粒物。
接著，在100℃下，干燥該造粒物2小時，得到了具有下述表10的各物理性質(zhì)的球狀的反應(yīng)前體。
另外，粒度特性的測定是根據(jù)JIS A1102的骨材篩分試驗(yàn)方法進(jìn)行的。
表10

<第三工序>
在25℃下，將在第二工序中得到的反應(yīng)前體100重量份投入到電爐內(nèi)，在1000℃下燒制0.5小時。接著，保持原有的還原環(huán)境，自然冷卻到25℃，得到了燒制體88重量份。
所得到的燒制體，通過骨材篩分方法試驗(yàn)求得的平均粒徑為14mm，0.5mm以下的顆粒的含量為2重量％。
所得到的燒制體的各物理性質(zhì)如表11及表12所示。
<燒制體的評價>
(化學(xué)組成的評價)利用ICP發(fā)光分析法測定在實(shí)施例1～3及比較例1～3中得到的各燒制體試樣的化學(xué)組成，其結(jié)果如表11所示。
(粒徑的評價)根據(jù)JIS A1102的骨材篩分試驗(yàn)方法分析在實(shí)施例1～3及比較例1～3中得到的各燒制體試樣的粒度特性，其結(jié)果如表12所示。
(利用X射線衍射法的評價)對于在實(shí)施例1～3及比較例1～3中得到的各燒制體試樣，以其為放射線源并使用Cu-K線進(jìn)行X射線衍射分析，求得源自(b)含有硅酸物質(zhì)的2θ＝26.7°附近的衍射峰相對于(a)2θ＝36°附近的衍射峰{113面}的強(qiáng)度比(b/a)，其結(jié)果如表12所示。
另外，圖1及圖2分別表示在實(shí)施例1和比較例3中得到的燒制體的X射線衍射圖。
(吸水量、吸水系數(shù)的評價)根據(jù)JIS A5209的粗骨材的密度及吸水率實(shí)驗(yàn)方法評價在實(shí)施例1～3及比較例1～3中得到的各燒制體的吸水量，并且，根據(jù)JIS A1218的土的透水試驗(yàn)方法測定吸水系數(shù)。其結(jié)果如表12所示。
(單軸壓縮強(qiáng)度的評價)在實(shí)施例1～3及比較例1～3中得到的各燒制體中，提取粒徑為15mm的顆粒5個，根據(jù)JIS A5002測定該顆粒的一個單軸壓縮強(qiáng)度，其平均值如表12所示。
(表觀比重的評價)根據(jù)JIS A1104測定在實(shí)施例1～3及比較例1～3中得到的各燒制體的表觀比重，其結(jié)果如表12所示。
表11

注)混合相表示以含有硅酸物質(zhì)和Mg、Al、Cr及Fe的尖晶石為主的混合相。
表12

<鉻的溶解析出試驗(yàn)>
(溶解析出試驗(yàn)1)將在實(shí)施例1～3中得到的燒制體50g和水450ml裝入到聚乙烯容器內(nèi)，在20℃下，測定搖振提取6小時后的鉻量和pH。其結(jié)果如表13所示。
(溶解析出試驗(yàn)2)將在實(shí)施例1～3中得到的燒制體50g和水450ml裝入到玻璃燒杯內(nèi)并對其照射紫外線。其結(jié)果如表14所示。
(溶解析出試驗(yàn)3)將在實(shí)施例1～3中得到的燒制體50g進(jìn)行粉碎處理，調(diào)制了平均粒徑為2mm的燒制體試樣。裝入該粉碎品50g和水450ml，作為酸，使用鹽酸、硫酸、硝酸、羧酸，作為堿，使用氫氧化鈉、銨，調(diào)整pH，測定20℃下6小時后和80℃下6小時后的濾液中的溶解析出鉻量和pH。其結(jié)果如表15及表16所示。
(溶解析出試驗(yàn)4)將在實(shí)施例1～3中得到的燒制體50g進(jìn)行粉碎處理，調(diào)制了平均粒徑為2mm的燒制體試樣。在80℃、120℃、200℃、300℃、400℃下加熱處理該試樣后進(jìn)行冷卻，將加熱處理后的燒制體50g和水450ml裝入到聚乙烯容器內(nèi)，在20℃下，測定搖振提取6小時后的鉻量和pH。其結(jié)果如表17所示。
(溶解析出試驗(yàn)5)使用振動磨機(jī)將在實(shí)施例1～3中得到的燒制體進(jìn)行粉碎處理，調(diào)制了平均粒徑不同的各燒制體試樣。將該粉碎品50g和水450ml裝入到玻璃燒杯內(nèi)，在20℃下，測定放置6小時后的濾液中的溶解析出鉻量和pH。其結(jié)果如表18所示。
表13溶解析出試驗(yàn)1的結(jié)果

注)表13中的N.D.表示檢測界限0.02ppm以下。
表14溶解析出試驗(yàn)2的結(jié)果

注)表14中的N.D.表示檢測界限0.02ppm以下。
表15溶解析出試驗(yàn)3的結(jié)果(20℃)

注)表15中的N.D.表示檢測界限0.02ppm以下。
表16溶解析出試驗(yàn)3的結(jié)果(80℃)

注)表16中的N.D.表示檢測界限0.002ppm以下。
表17溶解析出試驗(yàn)4的結(jié)果

注)表17中的N.D.表示檢測界限0.02ppm以下。
表18溶解析出試驗(yàn)5的結(jié)果(微細(xì)化)

注)表18中的N.D.表示檢測界限0.02ppm以下。
發(fā)明效果如上述的那樣，本發(fā)明的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體是具有400℃以上的耐熱性、即使在微細(xì)化、高溫環(huán)境下、酸或堿中等惡劣的條件下也不會溶解析出鉻成分及堿成分的可以再利用的安全材料，從有效利用的觀點(diǎn)來考慮，該燒制體因?yàn)楸Ｋ约芭潘詢?yōu)異，所以可以有效地利用于例如砂漿用砂、輕質(zhì)骨材、路壤用骨材、宅地或海岸等填筑用材、其它各種土木、建筑用材料或其原料等。
權(quán)利要求
1.一種尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體，其特征在于混合由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣和還原劑及含有硅酸物質(zhì)并進(jìn)行燒制所得到的主要化學(xué)組成為Fe2O329～40重量％Al2O315～20重量％MgO9～14重量％Na2O 0～4重量％Cr2O39～17重量％SiO2 14～20重量％并且CaO含量為2重量％以下的燒制體，以該燒制體為放射線源并使用Cu-Kα線進(jìn)行X射線衍射分析時，源自(b)含有硅酸物質(zhì)的2θ＝26.7°附近的衍射峰相對于(a)2θ＝36°附近{113面}的衍射峰的強(qiáng)度比(b/a)為0.1以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體，其特征在于所述燒制體由顆粒構(gòu)成，該顆粒的平均粒徑為0.5～25mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體，其特征在于顆粒的單軸壓縮強(qiáng)度為1MPa以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體，其特征在于表觀比重為1.4～1.8g/cm3。
5.根據(jù)權(quán)利要求2～4中任一項(xiàng)所述的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體，其特征在于吸水量為16～23重量％，透水系數(shù)為0.001～0.005cm/s。
6.一種尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的制造方法，其特征在于包括下述第一工序～第三工序第一工序由主要化學(xué)組成為Fe2O339～44重量％、Al2O313～19重量％、MgO10～14重量％、Na2O0～4重量％、Cr2O313～20重量％且CaO含量為2重量％以下的由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣和還原劑、含有硅酸物質(zhì)及水構(gòu)成的混合物、調(diào)制該混合物中所含有的顆粒平均粒徑為100μm以下的微細(xì)混合物的工序；第二工序?qū)⒃谒龅谝还ば蛑械玫降奈⒓?xì)混合物進(jìn)行造?；蚣訅撼尚?、得到反應(yīng)前體的工序；第三工序在950℃以上溫度下燒制在所述第二工序中得到的反應(yīng)前體、接著進(jìn)行冷卻得到尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的制造方法，其特征在于所述第一工序的混合物是，相對于由鉻精煉工序副產(chǎn)的熔渣100重量份，混合有還原劑以C元素計為4～13重量份、含有硅酸物質(zhì)以SiO2計為15～21重量份以及水11～17重量份的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的制造方法，其特征在于在所述的第一工序中使用的由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣是混合主要化學(xué)組成為Fe2O325～34重量％、Al2O313～20重量％、MgO7～11重量％、Cr2O344～48重量％及CaO為2重量％以下的鉻礦石和鈉化合物后進(jìn)行氧化焙燒、接著將所得到的焙燒物浸于水中提取鉻酸鈉而得到的殘渣。
9.根據(jù)權(quán)利要求6～8中任一項(xiàng)所述的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的制造方法，其特征在于在所述的第一工序中使用的水是泥漿液。
10.根據(jù)權(quán)利要求6～9中任一項(xiàng)所述的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的制造方法，其特征在于所述的第二工序是將在所述第一工序中得到的微細(xì)的混合物進(jìn)行造粒、得到反應(yīng)前體的工序。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的制造方法，其特征在于通過所述的第二工序的造粒所得到的造粒物的平均粒徑為0.5～25mm。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的制造方法，其特征在于所述第二工序的造粒是在權(quán)利要求2～6中任一項(xiàng)所述的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的存在下進(jìn)行的。
13.根據(jù)權(quán)利要求6～12中任一項(xiàng)所述的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體的制造方法，其特征在于所述第三工序的冷卻是在還原環(huán)境中進(jìn)行的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不會溶解析出鉻成分及堿成分的可以再利用的尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體。該尖晶石系復(fù)合氧化物燒制體是混合由鉻精煉工序副產(chǎn)的溶渣和還原劑及含有硅酸物質(zhì)并進(jìn)行燒制得到的主要化學(xué)組成為Fe
文檔編號C04B35/105GK1609046SQ20041004299
公開日2005年4月27日 申請日期2004年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月13日
發(fā)明者高木伸夫, 只佐正已 申請人:日本化學(xué)工業(yè)株式會社