CN115159979A - 一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法 - Google Patents

一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115159979A
CN115159979A CN202210802896.XA CN202210802896A CN115159979A CN 115159979 A CN115159979 A CN 115159979A CN 202210802896 A CN202210802896 A CN 202210802896A CN 115159979 A CN115159979 A CN 115159979A
Authority
CN
China
Prior art keywords
yttrium
waste
yttrium oxide
yttria
melting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210802896.XA
Other languages
English (en)
Inventor
余鑫萌
李起胜
刘兆恒
李疆英
李群
刘官清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhengzhou Zhenzhong Fused Zirconia Co ltd
Original Assignee
Zhengzhou Zhenzhong Fused Zirconia Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhengzhou Zhenzhong Fused Zirconia Co ltd filed Critical Zhengzhou Zhenzhong Fused Zirconia Co ltd
Priority to CN202210802896.XA priority Critical patent/CN115159979A/zh
Publication of CN115159979A publication Critical patent/CN115159979A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/62204—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products using waste materials or refuse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

本发明提供了一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，属于特种耐火材料的制备技术领域。本发明利用回收氧化钇陶瓷坩埚、陶瓷片等废料以及生产电熔氧化钇过程中产生的废料，经过电熔方法熔化提纯处理后得到高品质的氧化钇。本发明实现了氧化钇废弃物的资源化再利用，同时利用回收提纯后的氧化钇制备电熔钙钇复合稳定氧化锆，可以降低生产成本，并获得性质优良的的电熔钙钇复合稳定氧化锆。

Description

一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法
技术领域
本发明涉及特种耐火材料的制备技术领域，尤其涉及一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法。
背景技术
中国稀土资源丰富，氧化钇在十四种稀土元素中虽然储量相对丰富，但这些年随着氧化钇的应用不断扩展，需求量也越来越大。所以回收利用各种氧化钇废料，实现氧化钇资源循环利用，降低电熔稳定氧化锆生产成本很有必要。
二氧化锆有单斜型、四方型和立方型三种晶型，随着温度的升高单斜型二氧化锆可转变成四方型二氧化锆、立方型二氧化锆，同时伴随有体积收缩的变化。单斜型二氧化锆不能制造成定型的制品，必须引入适量的稳定剂，如Y2O3、CaO、MgO等。
本公司的发明专利CN1456532A公开了一种钙稳定二氧化锆及其电熔生产方法，将ZrO2>98.5％单斜二氧化锆91.7～93.5重量份，方解石或轻质碳酸钙6.5～8.3重量份装入混合机混合均匀，制成炉料加入电弧炉中熔化，逐步提升电极，分段熔炼，分段保温，多次重复此过程，一直到满炉为止，停炉保温一定时间脱炉壳空冷，当熔体温度降至800℃以下时，急冷，破碎，检选，除铁，时效处理。该生产方法生产的钙稳定二氧化锆，近二十年应用于冶金连铸用水口的功能耐火材料中发现，该材料在高温使用过程的中后期，因稳定剂氧化钙脱溶出来使氧化锆失稳，发生体积膨胀产生很大的内应力引起破裂，影响水口的使用寿命，满足不了大钢厂长时间连续浇铸钢水的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，该方法通过回收氧化钇陶瓷坩埚、陶瓷片等废料以及生产电熔氧化钇过程中产生的废料，经过电熔方法熔化提纯处理后得到价格低廉的氧化钇原料，用它来制造出低成本电熔钙钇复合稳定氧化锆，实现氧化钇资源循环利用，保护生态环境。
本发明利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，包括以下步骤：
步骤一：对回收的氧化钇废料进行捡选，去除异物，然后粉碎并且磁选去除其中的铁杂质，得到氧化铁含量小于0.2％的粉粒状物料；所述氧化钇废料为含氧化钇的废弃陶瓷坩埚或陶瓷片以及生产电熔氧化钇过程中产生的废料；
步骤二：将步骤一得到粉粒状物料投入到电弧炉中进行熔化，精炼，使物料充分熔化成熔融状态；
步骤三：待物料充分熔化后倾炉吹球，使高温熔液经过炉嘴流出时被高压风嘴吹散成空心球；
步骤四：将步骤三得到的空心球经过粉碎设备加工成0-70目氧化钇粉料备用；
步骤五：将步骤四制备的氧化钇粉料与单斜二氧化锆、方解石或轻质碳酸钙装入混合机并混合均匀，经过电弧炉熔化和加工工艺生产制成电熔钙钇复合稳定氧化锆产品，所述电熔钙钇复合稳定氧化锆产品为粒度砂或粉体。
电弧炉熔化和加工工艺参照发明专利CN1456532A记载的方法实施。
优选的，步骤一所述粉碎的粒径0-1mm。
优选的，步骤二所述熔化、精炼的温度为2500～2800℃，电压为100～170V，电流为5000～9000A。
优选的，步骤二所述熔化、精炼的电压为150V，电流为6000～8000A。
优选的，步骤二所述电弧熔化时间：精炼时间＝1.5：1。
优选的，步骤二所述电弧炉为三相电弧炉。
优选的，步骤五所述单斜二氧化锆中ZrO2含量>98.5％。
优选的，步骤五所述氧化钇粉料与单斜二氧化锆、方解石或轻质碳酸钙按照以下重量份混合：氧化钇粉料1.0～3.0份、单斜二氧化锆90.7～95.0份，方解石或轻质碳酸钙2.0～6.3份。
本发明加入氧化钇制造电熔钙钇复合稳定剂氧化锆，因钇离子半径比钙离子半径大，且接近锆离子半径，进入氧化锆晶格后不容易脱溶失稳，同时氧化钇还可占据氧化钙脱溶通道，阻止氧化钙脱溶失稳。本发明制造的钙钇稳定二氧化锆能满足大钢厂长时间连续浇铸钢水的要求。
且本发明添加的氧化钇是从回收回来的氧化钇陶瓷坩埚、陶瓷片等废料以及生产电熔氧化钇过程中产生的废料中得到的，对这些废品进行回收利用，既有利于保护生态环境也可以实现氧化钇稀土的资源循环利用，同时也降低了电熔钙钇复合稳定氧化锆的生产成本，增强了电熔钙钇复合稳定氧化锆原料的市场竞争力。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，利用回收氧化钇陶瓷坩埚、陶瓷片等废料以及生产电熔氧化钇过程中产生的废料，经过电熔方法熔化提纯处理后得到价格低廉的氧化钇原料，在氧化钇资源有限的情况下，实施氧化钇稀土资源循环利用，保护生态环境，降低电熔钙钇复合稳定氧化锆的生产成本，增强电熔钙钇复合稳定氧化锆原料的市场竞争力。
附图说明
图1为实施例1利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，步骤如下：
步骤一：对回收回来的氧化钇陶瓷坩埚、陶瓷片等废料以及生产电熔氧化钇过程中产生的废料进行人工捡选，捡出其中的异物，然后破粉碎并且磁选除铁，得到氧化铁含量小于0.2％的粉粒状物料，粉碎的粒径为0-1mm；
步骤二：将步骤一得到粉粒状物料投入到三相电弧炉中进行熔化、精炼，熔化、精炼的温度为2700℃，电压为150V，电流为6000A，使物料充分熔化成熔融状态，电弧熔化时间：精炼时间＝1.5：1；
步骤三：待物料充分熔化后倾炉吹球，使高温熔液经过炉嘴流出时被高压风嘴吹散成空心球；
步骤四：再将空心球经过粉碎设备加工成0-70目粉料备用；
步骤五：将步骤四制备的氧化钇粉料与单斜二氧化锆、方解石或轻质碳酸钙装入混合机混合均匀，经过电弧炉熔化和加工工艺生产出电熔钙钇复合稳定氧化锆的粒度砂和粉体；所述单斜二氧化锆中ZrO2含量>98.5％，所述氧化钇粉料与单斜二氧化锆、方解石或轻质碳酸钙按照以下重量份混合：氧化钇粉料1.0份、单斜二氧化锆93.0份，方解石6.0份。
实施例2
一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，所述步骤如实施例1。
区别在于，步骤五中原料的重量份比例为：氧化钇粉料2.0份、单斜二氧化锆94.0份，方解石4.0份。
实施例3
一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，所述步骤如实施例1。
区别在于，步骤五中原料的重量份比例为：氧化钇粉料3.0份、单斜二氧化锆95.0份，轻质碳酸钙2.0份。
实施例4
一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，所述步骤如实施例1。
区别在于，步骤五中原料的重量份比例为：氧化钇粉料1.7份、单斜二氧化锆94.5份，轻质碳酸钙3.8份。
本发明实施例制备方法的具体流程图如图1。
本发明实施例1～4步骤五中电弧炉熔化和加工工艺参照发明专利CN1456532A实施例1记载的方法实施，可根据需要制备不同粒径的电熔钙钇复合稳定氧化锆的粒度砂和粉体。
在上述实施例中，物料为熔融状态时，颜色为红色，随着温度的降低，它的颜色变浅，尤其是自然冷却冷却至50℃以下，颜色变成黄色或灰白色。
当熔融后的物料温度低于2400℃时，开始变成固体。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：对回收的氧化钇废料进行捡选，去除异物，然后粉碎并且磁选去除其中的铁杂质，得到氧化铁含量小于0.2％的粉粒状物料；所述氧化钇废料为含氧化钇的废弃陶瓷坩埚或陶瓷片以及生产电熔氧化钇过程中产生的废料；
步骤二：将步骤一得到粉粒状物料投入到电弧炉中进行熔化，精炼，使物料充分熔化成熔融状态；
步骤三：待物料充分熔化后倾炉吹球，使高温熔液经过炉嘴流出时被高压风嘴吹散成空心球；
步骤四：将步骤三得到的空心球经过粉碎设备加工成0-70目氧化钇粉料备用；
步骤五：将步骤四制备的氧化钇粉料与单斜二氧化锆、方解石或轻质碳酸钙装入混合机并混合均匀，经过电弧炉熔化和加工工艺生产制成电熔钙钇复合稳定氧化锆产品，所述电熔钙钇复合稳定氧化锆产品为粒度砂或粉体。
2.根据权利要求1所述利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，其特征在于，步骤一所述粉碎的粒径0-1mm。
3.根据权利要求1所述利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，其特征在于，步骤二所述熔化、精炼的温度为2500～2800℃，电压为100～170V，电流为5000～9000A。
4.根据权利要求3所述利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，其特征在于，步骤二所述熔化、精炼的电压为150V，电流为6000～8000A。
5.根据权利要求1所述利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，其特征在于，步骤二所述电弧熔化时间：精炼时间＝1.5：1。
6.根据权利要求1所述利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，其特征在于，步骤二所述电弧炉为三相电弧炉。
7.根据权利要求1所述利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，其特征在于，步骤五所述单斜二氧化锆中ZrO2含量>98.5％。
8.根据权利要求1所述利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法，其特征在于，步骤五所述氧化钇粉料与单斜二氧化锆、方解石或轻质碳酸钙按照以下重量份混合：氧化钇粉料1.0～3.0份、单斜二氧化锆90.7～95.0份，方解石或轻质碳酸钙2.0～6.3份。
CN202210802896.XA 2022-07-07 2022-07-07 一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法 Pending CN115159979A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210802896.XA CN115159979A (zh) 2022-07-07 2022-07-07 一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210802896.XA CN115159979A (zh) 2022-07-07 2022-07-07 一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115159979A true CN115159979A (zh) 2022-10-11

Family

ID=83493843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210802896.XA Pending CN115159979A (zh) 2022-07-07 2022-07-07 一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115159979A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070110655A1 (en) * 2005-10-21 2007-05-17 Sulzer Metco (Us), Inc. Method for making high purity and free flowing metal oxides powder
CN101264921A (zh) * 2008-04-24 2008-09-17 淄博市周村磊宝耐火材料有限公司 高纯度电熔氧化钇砂的生产方法
JP2009132594A (ja) * 2007-11-07 2009-06-18 Hitachi Chem Co Ltd 酸化物単結晶の製造方法。
CN102241510A (zh) * 2010-05-13 2011-11-16 郑州振中电熔锆业有限公司 钇稳定二氧化锆的电熔制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070110655A1 (en) * 2005-10-21 2007-05-17 Sulzer Metco (Us), Inc. Method for making high purity and free flowing metal oxides powder
JP2009132594A (ja) * 2007-11-07 2009-06-18 Hitachi Chem Co Ltd 酸化物単結晶の製造方法。
CN101264921A (zh) * 2008-04-24 2008-09-17 淄博市周村磊宝耐火材料有限公司 高纯度电熔氧化钇砂的生产方法
CN102241510A (zh) * 2010-05-13 2011-11-16 郑州振中电熔锆业有限公司 钇稳定二氧化锆的电熔制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国有色金属工业协会主编: "《中国锆、铪》", 30 April 2014, 冶金工业出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5658828B2 (ja) 溶融スラグを利用して平板状の無機非金属材料を製造する方法
CN101906663B (zh) 蓝色超单晶刚玉及其制备方法
CN110194456B (zh) 一种利用废弃硅泥冶炼金属硅的方法
EP4338858A1 (en) Impurity removal method for silicate solid waste and use thereof
CN115159979A (zh) 一种利用氧化钇废料制造电熔钙钇复合稳定氧化锆的方法
CN101492297A (zh) 电炉底吹定向多孔式透气砖本体及其制造方法
CN102241510A (zh) 钇稳定二氧化锆的电熔制造方法
CN1068860C (zh) 氧化钙稳定的熔凝二氧化锆的生产方法
CN112028651A (zh) 一种铬刚玉料及其生产方法
Yugeswaran et al. Zircon dissociation in air plasma through a low power transferred arc plasma torch
CN110894158A (zh) 一种太阳能多晶硅铸锭用低铁熔融石英粉的制备方法
CN102898161B (zh) 废弃锆刚玉耐火砖的提纯方法
CN1181011C (zh) 钙稳定二氧化锆及其电熔生产方法
CN112110716B (zh) 一种耐火材料生产工艺及其制备的耐火材料
CN109928754B (zh) 一种改性氧化钇的制造方法
CN115010484A (zh) 一种利用废氧化锆水口和滑板制造电熔钙稳定氧化锆的方法
CN101786890A (zh) 利用玻璃窑炉废砖生产电熔锆刚玉捣打料的方法
CN108408771B (zh) 一种锆镨黄色釉料用电熔氧化锆的生产方法
CN108467060B (zh) 一种钒锆蓝色釉料用电熔氧化锆的生产方法
CN115124073B (zh) 一种利用废氧化锆材料制备电熔钇稳定锆的方法
CN1186295C (zh) 电熔硅酸锆粉的生产方法
KR20110004129A (ko) 실리콘의 제조방법
CN115159980A (zh) 一种利用锆宝石加工废料制造电熔钇稳定氧化锆的方法
KR20140074571A (ko) 폐내화벽돌을 이용하는 내화재 원료의 제조방법
CN115724445A (zh) 一种工业管用高纯镁砂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination