節能單爐法熔煉穩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能的熔煉穩定型氧化鋯的新工藝，具有流程短、生產周期短、生產成本低的特點，與傳統二次熔煉工藝相比，每噸產品可節約電耗2000kWh以上，是一種很有發展前景的節能環保型工藝。

關鍵詞:電熔氧化鋯;穩定型氧化鋯;節能

1前言

穩定型氧化鋯（簡稱穩定鋯）是一種性能優異的高溫結構材料用原料，被廣泛地用在耐火材料、陶瓷材料等行業，具有耐高溫、耐腐蝕、高強度、高韌性等特性。穩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。電熔法生產的穩定型氧化鋯（簡稱電熔穩定鋯）主要應用于鋯質耐火材料、氧化鋯涂層、結構陶瓷等領域。穩定劑主要有氧化鈣、氧化鎂、氧化釔和氧化鈰等氧化物，根據穩定化程度可分為全穩定電熔穩定鋯和部分穩定電熔穩定鋯，其中部分穩定電熔穩定鋯應用較為廣泛。電熔穩定鋯生產方法是將鋯英石與碳粉按比例混勻后，經電弧爐電熔脫硅處理，驟冷，再經破碎制成單斜氧化鋯。再將單斜氧化鋯根據需要按比例配入某種穩定劑，混合均勻后進行第二次電熔，電熔好后驟冷，再經破碎、熱處理后便可制成穩定型氧化鋯.我國電熔穩定鋯現有的生產技術是二次電熔法，由于該法工序步驟多，時間長，能耗高，成本也必然高。因此，開發一種相對于二次電熔法的電熔穩定鋯生產新工藝，在確保電熔穩定鋯質量的前提下，簡化生產流程，縮短時間，降低生產成本，便成為穩定鋯生產企業實現長遠發展所面臨的一大技術課題。近幾年，三祥公司在總結自身多年的生產經驗的基礎上，通過自主創新，開發了具有流程短、節能降耗、產品質量穩定的單爐法熔煉穩定型氧化鋯的新工藝。

2技術原理

將原料鋯英砂混入適量還原劑碳等配料后加入電爐內，在電弧熱的作用下SiO2被還原出來，以氣態形式隨煙氣排走.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，根據不同用途加工成不同粒度的產品。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備進行除鐵，經篩分后包裝入庫。整個工藝主要包括混合、脫硅熔煉、晶型熔煉、亞穩消除、脫碳處理、粉磨、包裝等工序，分別得到穩定鋯產品和微硅粉副產品，工藝節能減排，且使資源得到最大限度的綜合利用。

3規模化試生產及技術經濟指標

工業試驗成功后，進行了規模化試生產，累計生產6個月，主要技術經濟指標如下：穩定型氧化鋯產品按照二氧化硅的含量高低劃分為低硅穩定型氧化鋯和普通穩定型氧化鋯，SiO2含量≤0.05%的產品歸類為低硅穩定型氧化鋯，0.05%＜SiO2≤0.2%的產品歸類為普通穩定型氧化鋯，對規模化試生產期間所生產的低硅穩定型氧化鋯（1#樣）和普通穩定型氧化鋯（2#樣）的產品成份和穩定度進行分析，綜合樣品送至洛陽耐火材料研究院進行質量檢驗.規模化試生產的產品質量完全達到了應用要求的各項指標。通過對規模化試生產的物耗和能耗統計，各項物耗和電耗都處于較低水平，產品綜合生產成本較低。節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定劑，在一臺爐內一次熔煉而成；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，配入穩定劑后在電爐內再次熔煉而成。節能單爐法與二次熔煉法比較，單位產品電能消耗下降2000kWh/t以上，節能效果十分明顯。

4結語

節能單爐法熔煉穩定型氧化鋯的生產工藝，是一種符合國家產業發展方向的流程短、生產周期短、生產成本低的節能環保型新工藝。節能環保是該新工藝的最大特點，與二步熔煉法相比，相同質量的產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品，冷卻水凈化后作循環水利用，余熱用于烘干物料，廢氣凈化處理后達標排放。

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