節(jié)能單爐法熔煉穩(wěn)定型氧化鋯工藝研究

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摘要:本文簡要介紹了一種節(jié)能的熔煉穩(wěn)定型氧化鋯的新工藝，具有流程短、生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)成本低的特點，與傳統(tǒng)二次熔煉工藝相比，每噸產(chǎn)品可節(jié)約電耗2000kWh以上，是一種很有發(fā)展前景的節(jié)能環(huán)保型工藝。

關(guān)鍵詞:電熔氧化鋯;穩(wěn)定型氧化鋯;節(jié)能

1前言

穩(wěn)定型氧化鋯（簡稱穩(wěn)定鋯）是一種性能優(yōu)異的高溫結(jié)構(gòu)材料用原料，被廣泛地用在耐火材料、陶瓷材料等行業(yè)，具有耐高溫、耐腐蝕、高強度、高韌性等特性。穩(wěn)定型氧化鋯的制備工藝主要有：電熔法、固相法、共沉淀法、水熱法、分解法、溶膠-凝膠法和反膠束法等。電熔法生產(chǎn)的穩(wěn)定型氧化鋯（簡稱電熔穩(wěn)定鋯）主要應(yīng)用于鋯質(zhì)耐火材料、氧化鋯涂層、結(jié)構(gòu)陶瓷等領(lǐng)域。穩(wěn)定劑主要有氧化鈣、氧化鎂、氧化釔和氧化鈰等氧化物，根據(jù)穩(wěn)定化程度可分為全穩(wěn)定電熔穩(wěn)定鋯和部分穩(wěn)定電熔穩(wěn)定鋯，其中部分穩(wěn)定電熔穩(wěn)定鋯應(yīng)用較為廣泛。電熔穩(wěn)定鋯生產(chǎn)方法是將鋯英石與碳粉按比例混勻后，經(jīng)電弧爐電熔脫硅處理，驟冷，再經(jīng)破碎制成單斜氧化鋯。再將單斜氧化鋯根據(jù)需要按比例配入某種穩(wěn)定劑，混合均勻后進行第二次電熔，電熔好后驟冷，再經(jīng)破碎、熱處理后便可制成穩(wěn)定型氧化鋯.我國電熔穩(wěn)定鋯現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)是二次電熔法，由于該法工序步驟多，時間長，能耗高，成本也必然高。因此，開發(fā)一種相對于二次電熔法的電熔穩(wěn)定鋯生產(chǎn)新工藝，在確保電熔穩(wěn)定鋯質(zhì)量的前提下，簡化生產(chǎn)流程，縮短時間，降低生產(chǎn)成本，便成為穩(wěn)定鋯生產(chǎn)企業(yè)實現(xiàn)長遠發(fā)展所面臨的一大技術(shù)課題。近幾年，三祥公司在總結(jié)自身多年的生產(chǎn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，通過自主創(chuàng)新，開發(fā)了具有流程短、節(jié)能降耗、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的單爐法熔煉穩(wěn)定型氧化鋯的新工藝。

2技術(shù)原理

將原料鋯英砂混入適量還原劑碳等配料后加入電爐內(nèi)，在電弧熱的作用下SiO2被還原出來，以氣態(tài)形式隨煙氣排走.在物料完全熔解混勻后傾倒入一保溫模具中，使穩(wěn)定氧化鋯晶型進一步生長。冷卻后進入粉體加工工序進行粉碎加工，根據(jù)不同用途加工成不同粒度的產(chǎn)品。粉體加工工序分為粗碎和細磨兩個階段，粗加工使用離心沖擊式粉碎機，細磨使用組合球磨機組粉磨。最后采用組合式除鐵設(shè)備進行除鐵，經(jīng)篩分后包裝入庫。整個工藝主要包括混合、脫硅熔煉、晶型熔煉、亞穩(wěn)消除、脫碳處理、粉磨、包裝等工序，分別得到穩(wěn)定鋯產(chǎn)品和微硅粉副產(chǎn)品，工藝節(jié)能減排，且使資源得到最大限度的綜合利用。

3規(guī)模化試生產(chǎn)及技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

工業(yè)試驗成功后，進行了規(guī)?；嚿a(chǎn)，累計生產(chǎn)6個月，主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)如下：穩(wěn)定型氧化鋯產(chǎn)品按照二氧化硅的含量高低劃分為低硅穩(wěn)定型氧化鋯和普通穩(wěn)定型氧化鋯，SiO2含量≤0.05%的產(chǎn)品歸類為低硅穩(wěn)定型氧化鋯，0.05%＜SiO2≤0.2%的產(chǎn)品歸類為普通穩(wěn)定型氧化鋯，對規(guī)?；嚿a(chǎn)期間所生產(chǎn)的低硅穩(wěn)定型氧化鋯（1#樣）和普通穩(wěn)定型氧化鋯（2#樣）的產(chǎn)品成份和穩(wěn)定度進行分析，綜合樣品送至洛陽耐火材料研究院進行質(zhì)量檢驗.規(guī)模化試生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量完全達到了應(yīng)用要求的各項指標(biāo)。通過對規(guī)?；嚿a(chǎn)的物耗和能耗統(tǒng)計，各項物耗和電耗都處于較低水平，產(chǎn)品綜合生產(chǎn)成本較低。節(jié)能單爐法工藝是采用鋯英砂為原料，在電爐熔煉過程中配入穩(wěn)定劑，在一臺爐內(nèi)一次熔煉而成；二次熔煉法是先將鋯英砂原料脫硅熔煉出爐得到電熔脫硅氧化鋯，然后再以脫硅氧化鋯為原料，配入穩(wěn)定劑后在電爐內(nèi)再次熔煉而成。節(jié)能單爐法與二次熔煉法比較，單位產(chǎn)品電能消耗下降2000kWh/t以上，節(jié)能效果十分明顯。

4結(jié)語

節(jié)能單爐法熔煉穩(wěn)定型氧化鋯的生產(chǎn)工藝，是一種符合國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的流程短、生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)成本低的節(jié)能環(huán)保型新工藝。節(jié)能環(huán)保是該新工藝的最大特點，與二步熔煉法相比，相同質(zhì)量的產(chǎn)品每噸可降低電耗超過2000kWh。新工藝對排放的三廢進行回收利用和良好處理，硅微粉被回收利用后成為副產(chǎn)品，冷卻水凈化后作循環(huán)水利用，余熱用于烘干物料，廢氣凈化處理后達標(biāo)排放。

參考文獻：

[1]宋作人，徐寶奎，李福山.中國電熔氧化鋯的生產(chǎn)和市場展望.耐火材料，2007，41(4):293-297

[2]余鑫萌.電熔氧化鋯的發(fā)展及前景.稀有金屬快報，2004，23(6):1-5

作者:葉旦旺 單位:三祥新材股份有限公司