Способ получения хроммагнезиальных огнеупорных материалов Советский патент 1981 года по МПК C04B35/47 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХРОММАГНЕЗИАЛЬНЫХ ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1

Изобретение относится к получению огнеупорных хромеодержащих материалов, в частности хромита магния и композиций на его основе, и может быть использовано в технологии изготовления высокостойких огнеупорных материалов.

Известны способы получения хроммагнезиальных огнеупорных материалов путем термического разложения хромовокислых солей магния в высокотемпературном распылительном реакторе при 850 С. За счет интенсивного термического дробления капель исходного раствора, высокой скорости испарения воды и выделения кислорода такими способами получают высокодисперсные порошки с рыхлой структурой частиц и низким насыпным весом 11 3

Однако улавливание, охлаждение, транспортировка и хранение таких продуктов сопряжены со з начительными технологическими трудностями

и приводят к потерям Материала и ухудшению условий труда.

Известен способ получения хроммагнезиальных материалов в виде гранул путем термического разложения 5 хромата или бихромата магния. Гранулы указанных полупродуктов получаются при термической грануляции соответствующих продукционных растворов в аппарате кипящего слоя При 130-160 С температурным напором 500 С ( разность температур между температурой под решеткой и в слое). После стадии термического разложения при 800-1300с гранулы подвергают

S охлаждению и затариванию. Охлаждение производится в аппарате кипящего слоя потоком холодного воздуха 2 J.

Указанный способ, однако, не является универсальным, так как дает

X возможность получать только крупнодисперсные компоненты для изготовления огнеупоров. Для получения тон.крдисперсных фракций налолйителя как

для огнеупоров, так и для меркеля, требуется разлом охлажденных гранул. Ввиду высокой прочности гранул хромита магния (сотни кг/см) операция размола требует высоких энергетических затрат. Креме того, при получении при указанном температурном напоре прочность их мала и в процессе грануляции наблюдается большой пылёунос. Объясняется это явление именно чре.змерно большим температурным перепадом между зонами ввода теплоносителя (630-660 с) и основной зоной кипящего слоя (30-160°С). За счет интенсивной н многократной циркуляции гранул между этими температурными зонами в объеме гранул накапливаются термические напряжения и прочность их уменьшается до пределов более низких, чем динамические усилия слоя на гранулы. В результате они разрушаются на несколько осколков (преимущественно 2-3) , Острые кромки осколков подвергаются интенсивному скапыванию и истиранию, что и приводит к резкому росту пьйеуноса.

Цель изобретения - снижение пылеуноса, упрощение технологии производства и снижение энергетических затрат на размол хроммагнезиальньгх гранул до порошкообразного состояния заданной дисперсности.

Поставленная цель достигается тем, что при получении хроммагнезиальных огнеупорных материалов путем грануляции хромата и бихромата в кипящем слое при 130-160 С, термообработки гранул при 800-1300 С и последуклцего охлаждения их также в кипящем слое процесс термической грануляции в слое ведут при температурном напоре 250-450 С, а охлаждение прокаленных гранул осуществляют при импульсной подаче вслой их жидкого хладагента, например воды, подача производится с частотой 0,5-2 импульса в минуту и со скважностью импульса 0,.

Сущность изобретения состоит в том, что при термической грануляции растворов хромата или бихромата магния в кипящем слое подбираются оптимальные условия кристаллизации для получения заданных размеров сталлов, которые связаны кристаллизационными мостиками в гранулах (на уровне 30-60 мкм. При охлаждении, после стадии высокотемпературного ра ложения, на эти связи накладываются

мощные термические напряжения, способствующие разрушению гранул на элементарные кристаллы.

Поскольку размеры кристаллов определяются, прежде всего, скоростью испарения воды из растворов, то параметром, регулирующим размеры элементарных кристаллов в гранулах, является перепад температур, который реализуется в аппарате кипящего слоя. Для процесса термической грануляции хромата и бихромата натрия размеры элементарных кристаллов в пределах 30-60 мкм достигаются в интервале температурных перепадов 250-450 С.

При ЛЬ - 250°С размеры кристаллов повышаются до 65-70 мкм, а при ЛЬ 450с резко усиливается процесс термического дробления гранул в сушилке-грануляторе за счет интенсивного накопления термических напряжений при многократной циркуляции гранул между зонами ввода теплоносителя и сушки..В результате разрушения гранул пылёунос возрастает до 30-40%.

Температура в

слое поддерживается 130-160 С и определяет

только пределы устойчивой работы аппарата.

В процессе термического разложения гранул хромата и бихромата магния при SOO-nOO C происходит резкое упрочнение гранул, связанное с химическим превращением этих соединений в хромит магния. Однако размеры первоначальных кристаллов при этом практически не изменяются.

При подаче в слой гранул хромита магния в холодильнике кипящего слоя, хладагента, например, воды, происходит резкое охлаждение гранул до 40-60 С.

Стационарный ввод хладагента, как правило, приводит к разрушению гранул на несколько частей, не вызьюая существенного ослабления связей между отдельными кристаллами. Импульсная же подача хладагента с определенным чередованием периодов охпаждения и нагрева гранул, оптимизацией скоростей процессов охлаждения и нагрева накладывают термические усталостные напряжения на связи между кристаллами, резко снижая прочность гранул. Для гранул хромита магния оптимальной является частота импульсов в предег лах 0,5-2 импульса в минуту и скважностью импульса (соотношение времен подачи хладагента и холостого режима) 0,2-0,05. При частоте менее 0,5 и скважности менее 0,2 происходит