Способ получения хроммагнезиальных огнеупорных материалов

(23) Л риори гет не дедам изобретений н открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХРОММАГНЕЗИАЛЬНЫХ ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВИзобретение относится к получению огнеупорных хромсодержащих материалов, в частности хромита магния и композиций на его основе, и может быть использовано в технологии изготовления высокостойких огнеупорных материаловИзвестны способы получения хроммагнезиальных огнеупорных материалов путем термического разложения хромовокислых солей магния в высокотемпературном распьщительном реоакторе при 250 С. За счет интенсивного термического дробления капель исходного раствора, высокой скорости испарения воды и выделения кислорода такими способами получают высокодисперсные порошки с рыхлой структурой частиц и низким насыпным весом 11 1.Однако улавливание, охлаждение, транспортировка и хранение таких продуктов сопряжены со значительными технологическими трудностями и приводят к потерям материала иухудшению условий труда,Известен способ получения хроммагнезиальных материалов в виде гранул путем термического разложенияхромата или бихромата магнияГранулы указанных полупродуктов получаютсэ при термической грануляциисоответствующих продукционных растворов в аппарате кипящего слояо4тО при 130-160 С температурным напором500 С ( разность температур междутемпературой под решеткой и в слое).После стадии термического разложенияпри 800-1300 С гранулы подвергаютохлаждению и затариванию. Охлаждениепроизводится в аппарате кипящего слояпотоком холодного воздуха 12 1.Указанный способ, однако, не является универсальным, так как даетвозможность получать только крупнодисперсные компоненты для изготовления огнеупоров. Для получения тон.кодисперсных фракций наполиителя как2509 4 мощные термические напряжения, способ 10 15 20 25 30 З 5 40 45 50 55 для огиеупоров, так и для меркеля, требуется разлом охлажденных гранул. Ввиду высокой прочности гранул хромита магния (сотни кг/см ) операция размола требует высоких энергетических затрат, Кроме того, при получении при указанном температурном напоре прочность их мала и в процессе грануляции наблюдается большой пыпеунос. Объясняется это явление именно чрезмерно большим температурным перепадом между зонами ввода теплоносителя (630-660 С) и основной зоной кипяощего слоя (130-160 С). За счет интенсивной и многократной циркуляции гранул между этими температурными зонами в объеме гранул накапливаются термические напряжения и прочность их уменьшается до пределов более низких, чем динамические усилия слоя на гранулы, В результате они разрушаются на несколько осколков (преимущественно 2-3) . Острые кромки осколков подвергаются интенсивному скалыванию и истнранию, что и приводит к резкому росту пылеуноса.Цель изобретения - снижение пылеуноса, упрощение технологии производства и снижение энергетических затрат на размол хроммагнезиальных гранул до порошкообразного состояния заданной дисперсности.Поставленная цель достигается тем, что при получении хроммагнезиалъных огнеупорных материалов путем грануляции хромата и бихромата в кипящем слое при 130-160 С, термообработки гранул при 800-1300 С и последующего охлаждения их также в кипящем слое процесс термической грануляции в слое ведут при температурном напоре 250-450 С, а охлаждениеопрокаленных гранул осуществляют при импульсной подаче в слой их жидкого хладагента, например воды, подача производится с частотой 0,5-2 им - пульса в минуту и со скважностью импульса 0,05-0",2.Сущность изобретения состоит в том, что при термической грануляции растворов хромата или бихромата магния в кипящем слое подбираются оптимальные условия кристаллизации для получения заданных размеров кристалпов, которые связаны кристалли- зационными мостиками в гранулах (на уровне 30-60 мкм) . При охлаждении, после стадии высокотемпературного раэ. ложения, на эти связи накладываются ствующие разрушению гранул на элементарные кристаллы.Поскольку размеры кристаллов определяются, прежде всего, скоростьюиспарения воды из растворов, то параметром, регулирующим размеры элементарных кристаллов в гранулах, является перепад температур, которыйреализуется в аппарате кипящего слоя.Для процесса термической грануляциихромата и бихромата натрия размерыэлементарных кристаллов в пределах30-60 мкм достигаются в интервалеотемпературных перепадов 250-450 С.При ДЬ - 250 С размеры кристаллов повышаются до 65-70 мкм, а приЬ450 С резко усиливается процесстермического дробления гранул в сушилке-грануляторе за счет интенсивного накопления термических напряжений при многократной циркуляции гранул между зонами ввода теплоносителя и сушки. В результате разрушениягранул пылеунос возрастает до 30-403.1Температура в слое поддерживаетсяо130-160 С и определяет только пределыустойчивой работы аппарата.В процессе термического разложения гранул хромата и бихромата магния при 800-1300 С происходит резкоеоупрочнение гранул, связанное с химическим превращением этих соединенийв хромит магния, Однако размеры первоначальных кристаллов при этом практически не изменяются,При подаче в слой гранул хромитамагния в холодильнике кипящего слоя,хладагента, например, воды, происходитрезкое охлаждение гранул до 40-60 С,оСтационарный ввод хладагента, как правило, приводит к разрушению гранулна несколько частей, не вызывая существенного ослабления связей междуотдельными кристаллами. Импульсная4же подача хладагента с определеннымчередованием периодов охлаждения и нагрева гранул, оптимизацией скоростейпроцессов охлаждения и нагрева накладывают термические усталостные напряжения на связи между кристаллами,резко снижая прочность гранул. Длягранул хромита магния оптимальнойявляется частота импульсов в преде,".лах 0,5-2 импульса в минуту и скважностью импульса (соотношение временподачи хладагента и холостого режима ) 0,2-0,05. При частоте менее 0,5и скважности менее 0,2 происходит8725 о 5 го Формула изобретения 25 интенсивное разрушение гранул без их достаточного охлаждения непосредственно в холодильнике кипящего слоя. При увеличении частоты до уровня более 2 импульсов в минуту и снижении скважности до величины менее 0,05 резко уменьшается фэффект разупрочнения гранул.П р и м е р 1. В сушилку-гранулятор кипящего слоя непрерывно подают раствор хромата или бихромата магния с концентрацией 400 г/л СгОщ в количестве 1050 л/ч на 1 мгазо- распределительной решетки. При температурном напоре сушки 250 С из сушилки выгружают гранулы хромата нли бихромата магния в количестве 480 кг с 1 м решетки, гранулы сформированы из кристаллов хромата или бихромата магния размерами в пределах 10-60 мкм.Далее эти гранулы подвергают термическому разложению при 800 С в барабанной печи в течение 0,5 ч. После стадии термического разложения гранулы хромита магния передают в холодильник кипящего слоя, в который импульсно подают воду, с частотой импульсов 0,5 и скважностью 0,2 охлаждая гранулы до 40-60 С,После охлаждения гранулы размалываются до крупности 10-60 мкм дезиитегратором. П р и м е р 2. В сушилку-гранулятор подают раствор хромата или бихромата магния в количестве 1820 л/ч на 1 и газораспределительной ре- .2шетки при температурном напорео450 С. Из сушилки выгружают гранулы хромата или бихромата магния, сформированные из кристаллов размера. ми 5-50 мкм.После термического разложенияопри 1300 С гранулы подвергают импульсному охлаждению в холодильнике кипящего слоя с частотой импульсов подачи воды 2 импульса в 1 мин и скважностью 0,05. После охлаждения 09 6фдо 40-60 С гранулы легко размалывают дезинтегратором до крупности 5-50 мкм.Предлагаемый способ получения хроммагнезиальных огнеупорных материалов в отличие от известного позволяет легко решить проблему производства как гранулированных так и порошкообразных материалов, на одном и том же технологическом оборудовании путем незначительных изменений режимных параметров. Кроме того, энергетические затраты на размол снижаются более, чем в 3 раза, с получением порошкообразного продукта любой требуемой крупности.Экономический эффект от внедрения в промышленность предлагаемого изобретения составит около 0,6 млн.р. Экономический эффект достигается за счет упрощения технологии и снижения энергозатрат при размоле продукта. Способ получения хроммагнезиальных огнеупорных материалов путемгрануляции хромата или бихромата магния в кипящем слое при 130-160 С,термообработки гранул при 800-1300 Си последуощего охлаждения их в кипящем слое, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью упрощения тех 35нологии и снижения энергетических затрат, процесс термической грануляции ведут при температурном напоре250-450 С, а охлаждение прокаленныхгранул осуществляют при импульснойподаче в слой их жидкого хладагентаос частотой 0,5-2 импульса в минутуи со скважностью импульса 0,05-0,2.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. 1. Авторское свидетельство СССРУ 565882, кл. С 01 О 37/00, 1977.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2635257/33,кл. С 04 В 35/00, 1978.Составитель Л.БулгаковаРедактор С.Лыжова Техред А.Бабинец Корректор Г.РешетникЗаказ 8941 39 . Тираж 663 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий.113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент , г. Ужгород, ул, Проектная, 4