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鐵鋁尖晶石制備的方法研究
來源:
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作者:wanghainaihuo
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發(fā)布時間: 2017-07-03
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隨著新型干法水泥生產技術的出現(xiàn)，水泥窯對耐火磚的要求越來越高，特別是工作環(huán)境最為惡劣的水泥回轉窯燒成帶對耐火材料的要求更為苛刻。鎂鉻磚是回轉窯燒成帶的傳統(tǒng)耐火材料，但在使用過程中Cr3+會變?yōu)橛卸镜腃r6+，污染環(huán)境及水源并對人畜造成傷害。鎂鐵鋁尖晶石磚作為鎂鉻磚的代替品，具有良好的掛窯皮性能、抗侵蝕性和抗磨損性，是一種理想的水泥回轉窯用耐火材料。鐵鋁尖晶石是鎂鐵鋁尖晶石磚中不可缺少的重要組成，但天然存在的鐵鋁尖晶石很少，需要人工合成。因此合成鐵鋁尖晶石對制備鎂鐵鋁尖晶石磚至關重要。 本文通過燒結法和熔鹽法分別以氧化鋁粉和氧化鐵粉、高鐵鋁土礦和氧化鐵粉為原料，制備了鐵鋁尖晶石。燒結法使用的還原劑為石墨粉，熔鹽法分別使用了石墨粉和葡萄糖作為還原劑。通過X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和正置金相顯微鏡等方法對燒結樣品的物相組成和微觀形貌進行了分析，研究了煅燒溫度、煅燒氣氛、還原劑添加量和還原劑種類等因素對燒結產物的影響
研究結果表明：
（1）以氧化鋁粉和氧化鐵粉為原料，以石墨粉為還原劑，采用燒結法在氮氣氣氛下1450℃以上時可以合成鐵鋁尖晶石，并且隨著溫度升高，合成的鐵鋁尖晶石結晶程度越來越好。
（2）熔鹽法合成鐵鋁尖晶石時，以氧化鐵粉和氧化鋁粉為原料，石墨粉為還原劑時，熔鹽法合成鐵鋁尖晶石的最佳條件為空氣氣氛下1100℃煅燒3h；使用葡萄糖為還原劑時，熔鹽法合成鐵鋁尖晶石的最適宜的條件是：溫度為1000℃，熔鹽量為m(原料):m(NaCl)=1:1，還原劑加入量為13.5%。
（3）熔鹽法可以在較溫和的條件下合成鐵鋁尖晶石，將合成溫度降低到了1000℃，并且葡萄糖比石墨更適合作還原劑。
（4）以高鐵鋁土礦為原料，石墨粉為還原劑，采用燒結法在氮氣氣氛下1550℃合成了鐵鋁尖晶石。
研究結果表明：
（1）以氧化鋁粉和氧化鐵粉為原料，以石墨粉為還原劑，采用燒結法在氮氣氣氛下1450℃以上時可以合成鐵鋁尖晶石，并且隨著溫度升高，合成的鐵鋁尖晶石結晶程度越來越好。
（2）熔鹽法合成鐵鋁尖晶石時，以氧化鐵粉和氧化鋁粉為原料，石墨粉為還原劑時，熔鹽法合成鐵鋁尖晶石的最佳條件為空氣氣氛下1100℃煅燒3h；使用葡萄糖為還原劑時，熔鹽法合成鐵鋁尖晶石的最適宜的條件是：溫度為1000℃，熔鹽量為m(原料):m(NaCl)=1:1，還原劑加入量為13.5%。
（3）熔鹽法可以在較溫和的條件下合成鐵鋁尖晶石，將合成溫度降低到了1000℃，并且葡萄糖比石墨更適合作還原劑。
（4）以高鐵鋁土礦為原料，石墨粉為還原劑，采用燒結法在氮氣氣氛下1550℃合成了鐵鋁尖晶石。
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