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铝灰制备镁铝尖晶石及其在AlO-MgAlO耐火材料中的应用

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铝灰是熔炼铝过程中产生的废弃物，通过XRD、X荧光射线、化学分析和测氮分析等检测方法，确定铝灰主要组成为(wt％)：Al 26.5，AlN 16.69，Al2O3 6.23，NaCl 4.32，MgAl2O4 22.17，SiO2 5.16，CaO 2.36，TiO25.75，Fe2O33.49。依据铝灰化学成分，确定以铝灰、高铝钒土和电熔镁砂为原料，铁屑为沉淀剂，焦炭粉为还原剂，采用高温电熔法合成富铝镁铝尖晶石，并对铝灰合成的镁铝尖晶石进行表征。结果表明：（1）铝灰加入量为20％、40％、60％生产的镁铝尖晶石原材料的综合理化指标超过矾土基镁铝尖晶石的技术要求；（2）铝灰加入量为40％时合成的镁铝尖晶石综合性能最好，物相成分含量为(wt％)：Al2O3 82.48，SiO2 0.35，MgO 14.10，CaO 1.12，Fe2O3 0.25；显气孔率和体积密度分别为0.9％和3.48g/cm3，耐火度大于1800℃；（3）铝灰加入量为40％、60％生产的镁铝尖晶石中含有六铝酸钙（CA6）相。 为验证铝灰制备的镁铝尖晶石作为耐火材料原料的可行性，本文设计了熔炼铝炉用刚玉-镁铝尖晶石耐火材料，在检测铝灰制备的镁铝尖晶石性能的同时，开发一种新的熔炼铝炉用耐火材料。以白刚玉、铝灰基镁铝尖晶石、氧化铝基镁铝尖晶石、电熔镁砂和α-Al2O3为原料制备刚玉-镁铝尖晶石耐火材料，并检测其物理性能和抗7075铝液和高纯铝液的侵蚀性能。通过实验得出以下结论： （1）铝灰基镁铝尖晶石制备的Al2O3–MgAl2O4耐火材料的各项物理性能及抗7075铝液和高纯铝侵蚀性能较好。 （2）对炼铝炉用刚玉-镁铝尖晶石耐火材料，选择1650℃保温3小时烧结，α-Al2O3微粉和电熔镁砂粉加入量比例在2:1左右时，两者原位合成镁铝尖晶石，使得试样可形成致密高强度的结合。 （3）侵蚀温度1127℃，镁铝尖晶石加入量大于20％时，7075铝液对刚玉-镁铝尖晶石耐火材料产生侵蚀界面只有小于1mm的薄侵蚀界面，抗铝液侵蚀性能较好。 （4）刚玉–镁铝尖晶石耐火材料对高纯铝污染很小。 （5）当侵蚀温度超过1027℃后，高纯铝液对刚玉–镁铝尖晶石耐火材料侵蚀加剧。

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