專利名稱：鋁電解槽用防滲透隔離干料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種耐火材料，尤其涉及一種不定形耐火材料。
背景技術：
眾所周知，在電解鋁生產(chǎn)過程中，金屬鋁和電解質(zhì)在電解槽內(nèi)會產(chǎn)生動 態(tài)平衡，Na3ALF6、NaF, AL等物質(zhì)與防滲料的接觸是變化的。Na3ALF6、NaF, AL等物質(zhì)會順著 防滲料的氣孔向內(nèi)滲透，并與防滲料反應而形成晶核，晶核逐漸長大形成裂縫，導致鋁液繼 續(xù)向內(nèi)滲透分布于耐火材料內(nèi)部形成導體，造成防滲料的熱導率增加、電解槽溫度升高，最 終縮短了陰極炭塊的使用壽命，使電解槽的工作狀況隨之惡化。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術中存在的上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一種鋁電解槽用防 滲透隔離干料；它在反應中能夠形成阻止Na3ALF6、NaF, AL液等物質(zhì)滲透的致密釉層，從而 有效保護隔熱材料免受熔鹽侵蝕。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案由下列重量百分比的原料均勻混 合而成混合鋁礬土 88%、粒度< 0. 088mm的鈉長石3%、粒度< 0. 088mm的石英9%;其中， 鈉長石、石英的理化指標如下表1 原料化學成分(％ )
化學成分 Al2O3SiO2Na2OFe2O3CaO
鈉長石 WL2202θΓδΟδ
石英L 295 5053L42所述混合鋁礬土由下列重量百分比的原料均勻混合而成粒度為5 3mm的粗粒 料鋁礬土 25 30%、粒度為3 1謹?shù)闹辛Ａ箱X礬土 15 20%、粒度為1 0. 088謹?shù)?細粒料鋁礬土 20 25%、粒度< 0. 088mm的粉料鋁礬土 25 35%，混合鋁礬土中的Al2O3 與SiO2的質(zhì)量比控制在0. 9 1. 2之間。與現(xiàn)有技術比較，本發(fā)明由于采用了上述技術方案，以中低品位的鋁礬土為主要 原料，適量添加鈉長石和石英，因此在電解鋁過程中，當Na3ALF6、NaF通過陰極炭塊滲透至 防滲料表面時能夠形成一層致密熔融的高粘度的釉層(霞石層=Na2O · Al2O3 · 2Si02)，該釉 層不但能夠堵塞防滲料的氣孔，而且還可形成一層有效防止Na+和NaF蒸汽進一步滲透的 屏障，從而能夠使下部的防滲料和保溫材料保持完好，有效降地低了電解槽的熱損，延長了 電解槽的使用壽命。由于防滲料的釉層厚度隨Al2O3與SiO2的質(zhì)量比先增大、后減小，因此在上述技術 方案中，應當注意控制混合鋁礬土中的Al2O3與SiO2的質(zhì)量比。以下是混合鋁礬土中的Al2O3 與SiO2的質(zhì)量比影響釉層厚度的一組實驗數(shù)據(jù)表2 鋁硅質(zhì)量比對釉層厚度的影響Al2O3與SiO2W質(zhì)量比I 0.5 I 0.7 I 0.9 1. 1 1. 3 1. 5 釉層厚度O 0^2 0. 32 0. 25 0. 18 0.09從表2可以看出，鋁礬土中的Al2O3與SiO2的質(zhì)量比值取0.9為最佳。實踐證明，鈉長石可促進鈾層形成，而鈾層能夠有效改善防滲料的防滲透性和隔 熱保溫性能。另外，石英不僅可提高防滲料的耐火度，而且還能改善防滲料的燒結性能，因 此石英對防滲料的耐火度以及燒結厚度也有影響。本發(fā)明材料的理化指標為A1203+Si02彡94. 97%，耐火度為1690 1710°C，800°C 時的熱導率為0. 376W · (m · ΚΓ1。


圖1是鈉長石與防滲料釉層厚度以及熱傳導率的關系圖；圖2是石英與防滲料耐火度以及燒結厚度的關系圖。
具體實施例方式下面以結合附圖和具體的實施例對本發(fā)明作進一步說明實施例1將粒度為5 3mm的粗粒料鋁礬土 25千克、粒度為3 Imm的中粒料鋁礬土 20千 克、粒度為ι 0. 088mm的細粒料鋁礬土 25千克、粒度< 0. 088mm的粉料鋁礬土 30千克混 合均勻制成100千克混合鋁礬土，取所述混合鋁礬土 88千克與粒度< 0. 088mm的鈉長石3 千克、粒度< 0. 088mm的石英9千克混合均勻制成100千克防滲料。其中，鈉長石、石英的 理化指標如下表1:原料化學成分(％)
化學成分 Al2O3SiO2Na2OFe2O3CaO
鈉長石 67 22029 5Οδ
石英L 295 5053L42混合鋁礬土中的Al2O3與SiO2的質(zhì)量比控制在0. 9 1. 2之間。實施例2各步驟同實施例1 ；其中，將粗粒料鋁礬土為30千克、中粒料鋁礬土為15千克、細 粒料鋁礬土為25千克、粉料鋁礬土為30千克混合均勻制成混合鋁礬土。實施例3各步驟同實施例1 ；其中，將粗粒料鋁礬土為30千克、中粒料鋁礬土為20千克、細 粒料鋁礬土為25千克、粉料鋁礬土為25千克混合均勻制成混合鋁礬土。實施例4各步驟同實施例1 ；其中，將粗粒料鋁礬土為25千克、中粒料鋁礬土為20千克、細 粒料鋁礬土為20千克、粉料鋁礬土為35千克混合均勻制成混合鋁礬土。實施例5
各步驟同實施例1 ；其中，將粗粒料鋁礬土為30千克、中粒料鋁礬土為20千克、細 粒料鋁礬土為25千克、粉料鋁礬土為25千克混合均勻制成混合鋁礬土。從圖1可以看出，鈉長石對釉層厚度以及熱傳導率的影響規(guī)律是隨著鈉長石加 入量的增加鈾層厚度逐漸增加，而熱傳導率先減小、再增大。這是由于鈉長石起到了溶劑的 作用，熔化溫度降低，液相量增加，霞石的生成量也增加、鈾層變厚。鈉長石加入量較低時， 鈾層較薄，無法阻止Na3ALF6、NaF、AL液滲透，因而造成熱傳導率偏高；反之，加入過量時，由 于鈾層較厚、且液相較多，粘度較小，Na3ALF6、NaF、AL液容易順著防滲料的氣孔和鈾層裂紋 向內(nèi)部滲透，從而致使熱導率再度上升。因此，鈉長石的加入量選擇3%較為適宜。從圖2可以看出，石英對防滲料的耐火度以及燒結厚度的影響規(guī)律是隨 著石英 加入量的增加耐火度逐漸升高，然后再降低；燒結層厚度則由大到小，然后再增大。這是由 于隨著石英的增加防滲料內(nèi)出現(xiàn)富余石英，防滲料的耐火度增加、燒結層變??；若加入過量 的石英，防滲料中的Al2O3與SiO2的質(zhì)量比就會嚴重失調(diào)，霞石生成量減少，因而抵抗電解 質(zhì)滲入防滲料的能力減弱，從而導致大量的Na3ALF6、NaF, AL液滲入防滲料內(nèi)形成共熔體， 最終造成防滲料的耐火度降低。同時，溫度變化也會造成晶形轉(zhuǎn)變，形成裂紋，電解液、AL液 滲入防滲料中導致燒結層變厚。因此，石英的加入量選擇9%較為適宜。
權利要求
一種鋁電解槽用防滲透隔離干料，其特征在于由下列重量百分比的原料均勻混合而成混合鋁礬土88％、粒度≤0.088mm的鈉長石3％、粒度≤0.088mm的石英9％；其中，鈉長石、石英的理化指標如下表1原料化學成分(％) 化學成分 Al2O3 SiO2 Na2O Fe2O3 CaO 鈉長石 67.2 20.2 9.5 0.15 石英 1.2 95.5 0.53 1.42所述混合鋁礬土由下列重量百分比的原料均勻混合而成粒度為5～3mm的粗粒料鋁礬土25～30％、粒度為3～1mm的中粒料鋁礬土15～20％、粒度為1～0.088mm的細粒料鋁礬土20～25％、粒度≤0.088mm的粉料鋁礬土25～35％，混合鋁礬土中的Al2O3與SiO2的質(zhì)量比控制在0.9～1.2之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁電解槽用防滲透隔離干料，屬于不定形耐火材料；旨在提供一種能夠有效保護隔熱材料免受熔鹽侵蝕的不定形耐火材料。由下列重量百分比的原料均勻混合而成混合鋁礬土88％、鈉長石3％、石英9％；其中，混合鋁礬土由下列重量百分比的原料均勻混合而成粒度為5～3mm的粗粒料25～30％、粒度為3～1mm的中粒料15～20％、粒度為1～0.088mm的細粒料20～25％、粒度≤0.088mm的粉料25～35％，混合鋁礬土中的Al2O3與SiO2的質(zhì)量比控制在0.9～1.2之間。本發(fā)明是一種理想的用于鋁電解槽的防滲透隔離干料。
文檔編號C04B35/66GK101830712SQ20101015089
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月20日 優(yōu)先權日2010年4月20日
發(fā)明者張成行 申請人:貴陽聯(lián)合高溫材料有限公司