專利名稱：鋯酸鈣以及利用鋯酸鈣制備的水泥窯用鎂鈣鋯磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐火材料及其制備方法，特別是涉及一種鋯酸鈣以及利用鋯酸鈣制備的水泥窯用鎂鈣鋯磚。
背景技術(shù)：
目前，耐火材料產(chǎn)品鋯酸鈣的制備方法主要有兩種，即電熔合成法和燒結(jié)合成法，利用電熔合成法制備的鋯酸鈣不適宜用于生產(chǎn)水泥窯用鎂鈣鋯磚，并且工藝較為復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高；經(jīng)本公司(鞏義通達(dá)中原耐火技術(shù)有限公司)研究的燒結(jié)合成法生產(chǎn)的鋯酸鈣非常適宜于生產(chǎn)水泥窯用鎂鈣鋯磚，截至目前，國(guó)內(nèi)采用此燒結(jié)合成法大批量生產(chǎn)鋯酸鈣的廠家只有本公司。
隨著我國(guó)水泥窯向無(wú)鉻化清潔生產(chǎn)的方向發(fā)展，以及將來(lái)利用水泥窯大量處理垃圾廢棄物，鎂鈣鋯磚必將會(huì)受到廣大水泥企業(yè)的關(guān)注，需求量將不斷增加，因此燒結(jié)法合成鋯酸鈣也將隨著水泥工業(yè)的發(fā)展不斷增加，該產(chǎn)品具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。
合成鋯酸鋯產(chǎn)品目前存在著一個(gè)重要問(wèn)題，即因使用大量的氧化鋯會(huì)使鎂鈣鋯磚的成本較其他水泥窯磚有所增加，但對(duì)于大型水泥窯和處理垃圾廢棄物的水泥窯，通過(guò)使用鎂鈣鋯磚能使水泥窯的綜合壽命較同類產(chǎn)品提高1.2～1.5倍，因此其綜合效益還是非?？捎^的。此外如何降低合成鋯酸鈣和鎂鈣鋯磚的生產(chǎn)成本也是今后需要努力解決的問(wèn)題。
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，作為基礎(chǔ)工業(yè)之一的水泥工業(yè)也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，新型水泥干法窯不斷增加，同時(shí)也在不斷地向大型化的方向發(fā)展，而且利用水泥窯進(jìn)行垃圾廢棄物的處理也將成為今后水泥窯的發(fā)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(fā)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(guó)水泥窯燒成帶使用量最多的耐火材料之一，其優(yōu)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，但由于鎂鉻磚在使用中產(chǎn)生Cr6+公害，因此采用無(wú)鉻耐火材料代替鎂鉻磚將成為水泥窯用耐火材料的發(fā)展趨勢(shì)。在歐美等國(guó)家，水泥窯早已不再使用鎂鉻磚，而且在水泥標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)Cr6+的含量也作出了明確的規(guī)定。
2、水泥窯用鎂鈣磚 鎂鈣磚具有較好的抗堿侵蝕性能和掛窯皮性能，該類產(chǎn)品目前在歐美的水泥窯燒成帶得到了較為廣泛的應(yīng)用。但鎂鈣磚存在容易水化的缺點(diǎn)，一是產(chǎn)品不易保存，二是窯爐中途檢修時(shí)鎂鈣磚窯襯容易被水化而使窯襯粉化。因此該材料在國(guó)內(nèi)沒(méi)有得到推廣應(yīng)用。
3、鎂鐵尖晶石磚 鎂鐵尖晶石磚是奧鎂公司的專利產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有較好的韌性和掛窯皮性能，目前在我國(guó)的水泥窯中得到了較多的使用。該產(chǎn)品過(guò)去在歐洲市場(chǎng)也使用較多，但目前歐洲大部分的水泥窯都進(jìn)行垃圾廢棄物的處理，而該產(chǎn)品在處理垃圾廢棄物的水泥窯中使用效果并不好，其中Fe2+容易產(chǎn)生變價(jià)，從而使產(chǎn)品的壽命明顯降低，該產(chǎn)品目前在歐洲的市場(chǎng)份額已經(jīng)在不斷的縮小。因此隨著我國(guó)水泥窯處理垃圾廢棄物的不斷增加，該產(chǎn)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(guó)內(nèi)外的水泥窯中使用都非常廣泛，但該產(chǎn)品與前三種產(chǎn)品相比，其掛窯皮性能較差，因此目前該產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外的水泥窯中大都被使用在燒成帶兩端的過(guò)渡帶上。
本發(fā)明為了解決上述水泥窯用耐火材料存在的多種問(wèn)題，經(jīng)大量研究，成功研制了一種適宜用于水泥窯的優(yōu)良產(chǎn)品，該產(chǎn)品為不含鉻公害的無(wú)鉻環(huán)保型產(chǎn)品，兼具有鎂鈣磚抗堿性能好和掛窯皮性能好的優(yōu)點(diǎn)，也適用于處理垃圾廢棄物窯爐的使用特點(diǎn)，較鎂鐵尖晶石磚有較大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)克服了鎂鈣磚存在的水化問(wèn)題。因此是非常理想的水泥窯燒成帶用耐火材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服國(guó)內(nèi)現(xiàn)有水泥窯燒成帶用磚存在的缺陷，為延長(zhǎng)水泥窯的使用壽命，實(shí)現(xiàn)水泥窯環(huán)保清潔生產(chǎn)。本發(fā)明提供一種鋯酸鈣以及利用鋯酸鈣制備的水泥窯用鎂鈣鋯磚，利用本發(fā)明研究合成的鋯酸鈣制備的水泥窯用鎂鈣鋯磚是一種具有高溫性能好、抗堿侵蝕性好、掛窯皮性能優(yōu)良的環(huán)保無(wú)鉻產(chǎn)品。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 本發(fā)明提供一種鋯酸鈣，所述鋯酸鈣是通過(guò)以下方法制備而成 a、以重量百分比表示，制備鋯酸鈣所用原料為脫硅鋯60～68％和氫氧化鈣32～40％； b、按照步驟a所述的原料配比進(jìn)行配料，將配好的原料脫硅鋯和氫氧化鈣加入球磨機(jī)中進(jìn)行共磨，共磨后物料的粒度為0.088～0mm，然后再加入占原料總量3～5％的紙漿廢液，導(dǎo)入濕碾機(jī)中混合5～10分鐘； c、將步驟b混合后的物料采用摩擦壓磚機(jī)壓成荒坯，然后將荒坯進(jìn)行干燥； d、將干燥后的荒坯進(jìn)行高溫?zé)?，燒成溫度?600～1680℃，達(dá)到燒成溫度時(shí)保溫8～16小時(shí)，最后冷卻即得產(chǎn)品鋯酸鈣。
根據(jù)上述的鋯酸鈣，步驟a中所述原料脫硅鋯為ZrO2≥90％、ZrO2≥95％、ZrO2≥98％或ZrO2≥99％四種品級(jí)，四種品級(jí)脫硅鋯適用于合成不同品級(jí)的鋯酸鈣(各種品級(jí)脫硅鋯的典型值見(jiàn)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(jiàn)表二)；步驟b中所述紙漿廢液為結(jié)合劑，紙漿廢液中木質(zhì)素的質(zhì)量百分含量為20～30％，密度為1.08～1.20g/cm3。
表一 四種品級(jí)脫硅鋯的典型值
表二 氫氧化鈣的典型值 根據(jù)上述的鋯酸鈣，步驟c中所述摩擦壓磚機(jī)的壓力為300～400T，加壓次數(shù)3～6次；所述荒坯進(jìn)行干燥時(shí)的溫度為120～160℃，干燥后荒坯的殘余水分≤1.5％。
根據(jù)上述的鋯酸鈣，步驟d中所述高溫?zé)蓵r(shí)溫度從常溫升至燒成溫度所需時(shí)間為24～28小時(shí)；所述保溫結(jié)束后冷卻過(guò)程中從燒成溫度降至常溫所需時(shí)間為16～20小時(shí)。
根據(jù)上述的鋯酸鈣，步驟d中所述產(chǎn)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制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(jù)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(yè)糊精粉0.2～1％。
根據(jù)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％，F(xiàn)e2O3≤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(jié)合劑，紙漿廢液中木質(zhì)素的質(zhì)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制備方法，所述制備方法的詳細(xì)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(yè)糊精粉混合1～2分鐘，再加入細(xì)粉料即0.088～0mm的高純鎂砂，混合5～10分鐘； b、將步驟a混合后的物料經(jīng)摩擦壓磚機(jī)或液壓機(jī)壓成磚坯，成型磚坯的體積密度為3.10±0.05g/cm3； c、將機(jī)壓成型的磚坯經(jīng)隧道干燥窯進(jìn)行干燥，干燥窯的入口溫度為≤70℃，出口溫度為140℃±10℃，總干燥時(shí)間為18～22小時(shí)； d、將干燥后的磚坯導(dǎo)入高溫隧道窯進(jìn)行燒成，當(dāng)燒成溫度達(dá)到1600～1650℃時(shí)進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為8～15小時(shí)，冷卻后即可出窯，得到水泥窯燒成帶用鎂鈣鋯磚。
根據(jù)上述水泥窯用鎂鈣鋯磚的制備方法，步驟b中所述摩擦壓磚機(jī)采用315T、400T或630T摩擦壓磚機(jī)，所述液壓機(jī)采用2000T或2500T液壓機(jī)；步驟c中所述磚坯干燥后殘余水分含量≤1％。
本發(fā)明的積極有益效果 1、在水泥工業(yè)和鋼鐵工業(yè)中，鎂鈣質(zhì)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(wèn)題就是抗水化性能極差，鎂鈣質(zhì)耐火材料中的氧化鈣極易吸潮，與空氣中的水蒸氣反應(yīng)，使材料發(fā)生粉化；而本發(fā)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，由于本發(fā)明合成的鋯酸鈣產(chǎn)品具有極好的抗水化性能，不與空氣中的水蒸氣反應(yīng)，同時(shí)通過(guò)泡水試驗(yàn)進(jìn)行了證明(鋯酸鈣產(chǎn)品泡水試驗(yàn)將干燥的合成鋯酸鈣放入水中，泡水7天后未發(fā)生粉化現(xiàn)象，取出并經(jīng)110℃烘干后稱重，樣品的增重為零)。因此，本發(fā)明產(chǎn)品鋯酸鈣最大的優(yōu)點(diǎn)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堿侵蝕性，還原氣氛中化學(xué)穩(wěn)定性好，容易與水泥熟料形成結(jié)皮等優(yōu)點(diǎn)，在歐美等國(guó)家的水泥窯中被廣泛推崇，尤其是用于處理垃圾廢棄物的水泥回轉(zhuǎn)窯；利用本發(fā)明產(chǎn)品鋯酸鈣制備的鎂鈣鋯磚，既具有鎂鈣磚的優(yōu)點(diǎn)，也解決了鎂鈣磚抗水化性能差的缺點(diǎn)，同時(shí)由于氧化鋯的引入，使材料具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性，同時(shí)提高了材料的抗熱震穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。
3、本發(fā)明利用燒結(jié)合成法制備的鋯酸鈣與電熔合成法制備的鋯酸鈣相比具有以下優(yōu)點(diǎn) a、化學(xué)成分更為準(zhǔn)確，可以根據(jù)使用要求進(jìn)行調(diào)整； b、合成所用物料的成本較低，生產(chǎn)成本比電熔合成工藝低10～20％； c、熱震穩(wěn)定性好，非常適用于水泥窯用耐火材料的使用。
4、利用本發(fā)明產(chǎn)品鋯酸鈣制備的水泥窯用鎂鈣鋯磚具有以下優(yōu)點(diǎn) a、本發(fā)明產(chǎn)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(guó)水泥窯實(shí)現(xiàn)環(huán)保清潔無(wú)鉻化生產(chǎn)，減少Cr6+的公害。
b、本發(fā)明產(chǎn)品水泥窯用鎂鈣鋯磚能夠克服鎂鈣磚的水化問(wèn)題，適用于我國(guó)水泥窯生產(chǎn)的國(guó)情，同時(shí)具有與鎂鈣磚相同的掛窯皮性能。
c、本發(fā)明產(chǎn)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(jià)的缺陷，適應(yīng)水泥窯處理垃圾廢棄物的發(fā)展方向。
d、本發(fā)明產(chǎn)品水泥窯用鎂鈣鋯磚的性能指標(biāo)典型值見(jiàn)表三，其各項(xiàng)性能均優(yōu)于或等同于目前市場(chǎng)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(fā)明產(chǎn)品水泥窯用鎂鈣鋯磚和其他磚的性能指標(biāo)
具體實(shí)施例方式 以下實(shí)施例僅為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
實(shí)施例一 合成本發(fā)明產(chǎn)品鋯酸鈣所用各種原料的具體要求所用原料脫硅鋯為ZrO2≥90％、ZrO2≥95％、ZrO2≥98％或ZrO2≥99％四種品級(jí)，四種品級(jí)脫硅鋯適用于合成不同品級(jí)的鋯酸鈣(各種品級(jí)脫硅鋯的典型值見(jiàn)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(jiàn)表二)；所述紙漿廢液為結(jié)合劑，紙漿廢液中木質(zhì)素的質(zhì)量百分含量為20～30％，密度為1.08～1.20g/cm3。
表一 四種品級(jí)脫硅鋯的典型值
表二 氫氧化鈣的典型值 本發(fā)明產(chǎn)品鋯酸鈣是通過(guò)以下方法制備而成 a、以重量百分比表示，制備鋯酸鈣所用原料為脫硅鋯62％(ZrO2≥98％)和氫氧化鈣38％； b、按照步驟a所述的原料配比進(jìn)行配料，將配好的物料脫硅鋯和氫氧化鈣加入球磨機(jī)中進(jìn)行共磨，共磨后混合物料的粒度為0.088～0mm，然后再加入占原料總量4％的紙漿廢液，導(dǎo)入濕碾機(jī)中混合5～10分鐘； c、將步驟b混合后的物料采用壓力為350T的摩擦壓磚機(jī)壓成荒坯，加壓次數(shù)3～6次，然后將荒坯經(jīng)150℃進(jìn)行干燥，干燥后荒坯的殘余水分≤1.5％； d、將干燥后的荒坯進(jìn)行高溫?zé)桑瑹蓽囟葹?600℃(溫度從常溫升至燒成溫度所需時(shí)間為24～28小時(shí))，達(dá)到燒成溫度時(shí)保溫16小時(shí)，保溫結(jié)束后冷卻至常溫即得產(chǎn)品鋯酸鈣(從燒成溫度降至常溫所需時(shí)間為16～20小時(shí))，最后將所得產(chǎn)品鋯酸鈣進(jìn)行破碎，破碎后粒度為3.5～0mm。
本發(fā)明所合成產(chǎn)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(chǎn)品鋯酸鈣配制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％，F(xiàn)e2O3≤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(jié)合劑，紙漿廢液中木質(zhì)素的質(zhì)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制備方法 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(xì)粉料即0.088～0mm的高純鎂砂，混合5～10分鐘； b、將步驟a混合后的物料采用400T摩擦壓磚機(jī)壓成磚坯，成型磚坯的體積密度為3.10±0.05g/cm3； c、將機(jī)壓成型的磚坯經(jīng)隧道干燥窯進(jìn)行干燥，干燥窯的入口溫度為≤70℃，出口溫度為140℃±10℃，總干燥時(shí)間為18～22小時(shí)；所述磚坯干燥后殘余水分含量≤1％； d、將干燥后的磚坯導(dǎo)入高溫隧道窯進(jìn)行燒成，當(dāng)燒成溫度達(dá)到1600℃時(shí)進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為15小時(shí)，冷卻后即可出窯，得到水泥窯燒成帶用鎂鈣鋯磚。
實(shí)施例二與實(shí)施例一基本相同，不同之處在于 本發(fā)明產(chǎn)品鋯酸鈣是通過(guò)以下方法制備而成的，與實(shí)施例一不同之處在于 步驟a所用原料脫硅鋯60％(ZrO2≥98％)和氫氧化鈣40％； 步驟b紙漿廢液的加入量占原料總量的3％； 步驟c采用壓力為400T的摩擦壓磚機(jī)壓成荒坯，將荒坯經(jīng)120℃進(jìn)行干燥； 步驟d燒成溫度為1650℃，達(dá)到燒成溫度時(shí)保溫10小時(shí)。
利用上述鋯酸鈣配制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制備方法，與實(shí)施例一不同之處在于 步驟b采用315T摩擦壓磚機(jī)將混合物料壓成磚坯； 步驟d燒成溫度為1620℃，保溫時(shí)間為12小時(shí)。
實(shí)施例三與實(shí)施例一基本相同，不同之處在于 本發(fā)明產(chǎn)品鋯酸鈣是通過(guò)以下方法制備而成的，與實(shí)施例一不同之處在于 步驟a所用原料脫硅鋯65％(ZrO2≥99％)和氫氧化鈣35％； 步驟b紙漿廢液的加入量占原料總量的5％； 步驟c采用壓力為300T的摩擦壓磚機(jī)壓成荒坯，將荒坯經(jīng)160℃進(jìn)行干燥； 步驟d燒成溫度為1680℃，達(dá)到燒成溫度時(shí)保溫8小時(shí)。
利用上述鋯酸鈣配制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制備方法，與實(shí)施例一不同之處在于 步驟b采用630T摩擦壓磚機(jī)將混合物料壓成磚坯； 步驟d燒成溫度為1650℃，保溫時(shí)間為8小時(shí)。
實(shí)施例四與實(shí)施例一基本相同，不同之處在于 本發(fā)明產(chǎn)品鋯酸鈣是通過(guò)以下方法制備而成的，與實(shí)施例一不同之處在于 步驟a所用原料脫硅鋯68％(ZrO2≥95％)和氫氧化鈣32％； 步驟b紙漿廢液的加入量占原料總量的3.5％； 步驟c采用壓力為380T的摩擦壓磚機(jī)壓成荒坯，將荒坯經(jīng)140℃進(jìn)行干燥； 步驟d燒成溫度為1620℃，達(dá)到燒成溫度時(shí)保溫12小時(shí)。
利用上述鋯酸鈣配制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制備方法，與實(shí)施例一不同之處在于 步驟b采用2000T液壓機(jī)將混合物料壓成磚坯； 步驟d燒成溫度為1600℃，保溫時(shí)間為13小時(shí)。
實(shí)施例五與實(shí)施例一基本相同，不同之處在于 本發(fā)明產(chǎn)品鋯酸鈣是通過(guò)以下方法制備而成的，與實(shí)施例一不同之處在于 步驟a所用原料脫硅鋯62％(ZrO2≥90％)和氫氧化鈣38％； 步驟b紙漿廢液的加入量占原料總量的4.5％； 步驟c采用壓力為330T的摩擦壓磚機(jī)壓成荒坯，將荒坯經(jīng)155℃進(jìn)行干燥； 步驟d燒成溫度為1600℃，達(dá)到燒成溫度時(shí)保溫13小時(shí)。
利用上述鋯酸鈣配制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制備方法，與實(shí)施例一不同之處在于 步驟b采用2500T液壓機(jī)將混合物料壓成磚坯； 步驟d燒成溫度為1650℃，保溫時(shí)間為10小時(shí)。
實(shí)施例六與實(shí)施例一基本相同，不同之處在于 利用上述鋯酸鈣配制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(yè)糊精粉0.5％。
上述水泥窯用鎂鈣鋯磚的制備方法 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(yè)糊精粉混合1～2分鐘，再加入細(xì)粉料即0.088～0mm的高純鎂砂，混合5～10分鐘； b、將步驟a混合后的物料采用400T摩擦壓磚機(jī)壓成磚坯，成型磚坯的體積密度為3.10±0.05g/cm3； c、將機(jī)壓成型的磚坯經(jīng)隧道干燥窯進(jìn)行干燥，干燥窯的入口溫度為≤70℃，出口溫度為140℃±10℃，總干燥時(shí)間為18～22小時(shí)；所述磚坯干燥后殘余水分含量≤1％； d、將干燥后的磚坯導(dǎo)入高溫隧道窯進(jìn)行燒成，當(dāng)燒成溫度達(dá)到1620℃時(shí)進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為12小時(shí)，冷卻后即可出窯，得到水泥窯燒成帶用鎂鈣鋯磚。
實(shí)施例七與實(shí)施例六基本相同，不同之處在于 利用上述鋯酸鈣配制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(yè)糊精粉0.2％。
上述水泥窯用鎂鈣鋯磚的制備方法，與實(shí)施例六不同之處在于 步驟b采用2000T液壓機(jī)將混合物料壓成磚坯； 步驟d燒成溫度為1650℃，保溫時(shí)間為9小時(shí)。
實(shí)施例八與實(shí)施例一基本相同，不同之處在于 利用上述鋯酸鈣配制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(yè)糊精粉1％。
上述水泥窯用鎂鈣鋯磚的制備方法，與實(shí)施例六不同之處在于 步驟b采用2500T液壓機(jī)將混合物料壓成磚坯； 步驟d燒成溫度為1600℃，保溫時(shí)間為14小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種鋯酸鈣，其特征在于，所述鋯酸鈣是通過(guò)以下方法制備而成
a、以重量百分比表示，制備鋯酸鈣所用原料為脫硅鋯60～68％和氫氧化鈣32～40％；
b、按照步驟a所述的原料配比進(jìn)行配料，將配好的原料脫硅鋯和氫氧化鈣加入球磨機(jī)中進(jìn)行共磨，共磨后物料的粒度為0.088～0mm，然后再加入占原料總量3～5％的紙漿廢液，導(dǎo)入濕碾機(jī)中混合5～10分鐘；
c、將步驟b混合后的物料采用摩擦壓磚機(jī)壓成荒坯，然后將荒坯進(jìn)行干燥；
d、將干燥后的荒坯進(jìn)行高溫?zé)?，燒成溫度?600～1680℃，達(dá)到燒成溫度時(shí)保溫8～16小時(shí)，最后冷卻即得產(chǎn)品鋯酸鈣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯酸鈣，其特征在于步驟a中所述原料脫硅鋯為ZrO2≥90％、ZrO2≥95％、ZrO2≥98％或ZrO2≥99％四個(gè)品級(jí)，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(jié)合劑，紙漿廢液中木質(zhì)素的質(zhì)量百分含量為20～30％，密度為1.08～1.20g/cm3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯酸鈣，其特征在于步驟c中所述摩擦壓磚機(jī)的壓力為300～400T，加壓次數(shù)3～6次；所述荒坯進(jìn)行干燥時(shí)的溫度為120～160℃，干燥后荒坯的殘余水分≤1.5％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯酸鈣，其特征在于步驟d中所述高溫?zé)蓵r(shí)溫度從常溫升至燒成溫度所需時(shí)間為24～28小時(shí)；所述保溫結(jié)束后冷卻過(guò)程中從燒成溫度降至常溫所需時(shí)間為16～20小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯酸鈣，其特征在于步驟d中所述產(chǎn)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(quán)利要求1所述的鋯酸鈣配制的水泥窯用鎂鈣鋯磚，其特征在于以重量百分比表示，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(jù)權(quán)利要求6所述的水泥窯用鎂鈣鋯磚，其特征在于所述鎂鈣鋯磚原料配比中還含有工業(yè)糊精粉0.2～1％。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水泥窯用鎂鈣鋯磚，其特征在于所述高純鎂砂中MgO≥97％，CaO≤1.4％，SiO2≤1.0％，F(xiàn)e2O3≤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(jié)合劑，紙漿廢液中木質(zhì)素的質(zhì)量百分含量為20～30％，密度為1.08～1.20g/cm3。
9.一種權(quán)利要求6或7所述的水泥窯用鎂鈣鋯磚的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟
a、按照權(quán)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(yè)糊精粉混合1～2分鐘，再加入細(xì)粉料即0.088～0mm的高純鎂砂，混合5～10分鐘；
b、將步驟a混合后的物料經(jīng)摩擦壓磚機(jī)或液壓機(jī)壓成磚坯，成型磚坯的體積密度為3.10±0.05g/cm3；
c、將機(jī)壓成型的磚坯經(jīng)隧道干燥窯進(jìn)行干燥，干燥窯的入口溫度為≤70℃，出口溫度為140℃±10℃，總干燥時(shí)間為18～22小時(shí)；
d、將干燥后的磚坯導(dǎo)入高溫隧道窯進(jìn)行燒成，當(dāng)燒成溫度達(dá)到1600～1650℃時(shí)進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為8～15小時(shí)，冷卻后即可出窯，得到水泥窯燒成帶用鎂鈣鋯磚。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水泥窯用鎂鈣鋯磚的制備方法，其特征在于步驟b中所述摩擦壓磚機(jī)采用315T、400T或630T摩擦壓磚機(jī)，所述液壓機(jī)采用2000T或2500T液壓機(jī)；步驟c中所述磚坯干燥后殘余水分含量≤1％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋯酸鈣以及利用鋯酸鈣制備的水泥窯用鎂鈣鋯磚。本發(fā)明產(chǎn)品鋯酸鈣是以脫硅鋯和氫氧化鈣為原料，采用燒結(jié)合成法制備而成。本發(fā)明產(chǎn)品鋯酸鈣具有顯著的抗水化性能、更好的化學(xué)穩(wěn)定性和較好的熱震穩(wěn)定性，非常適用于水泥窯用耐火材料的使用。以本發(fā)明產(chǎn)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制備成本發(fā)明產(chǎn)品水泥窯用鎂鈣鋯磚。本發(fā)明產(chǎn)品鎂鈣鋯磚是一種適用于水泥窯的不含鉻公害的無(wú)鉻環(huán)保型產(chǎn)品，兼具有鎂鈣磚抗堿性能好和掛窯皮性能好的優(yōu)點(diǎn)，也適用于處理垃圾廢棄物窯爐的使用特點(diǎn)，較鎂鐵尖晶石磚有較大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)克服了鎂鈣磚存在的水化問(wèn)題。是一種非常理想的水泥窯燒成帶用耐火材料。
文檔編號(hào)C04B35/66GK101759229SQ201010101619
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者馮運(yùn)生, 李獻(xiàn)明, 李勇, 康華榮, 高長(zhǎng)賀, 周新功, 周亞輝, 周偉, 李志福, 溫振興, 付武斌 申請(qǐng)人:鞏義通達(dá)中原耐火技術(shù)有限公司