技术摘要：
本发明提供一种多极镁电解槽用半硅砖及其制备工艺，涉及节能型耐火材料技术领域，该半硅砖原料包括以下重量份的组分：叶腊石熟料颗粒30‑50份、高岭土熟料颗粒10‑20份、叶腊石细粉10‑20份、高岭土粘土细粉15‑25份、硅石细粉3‑10份、硅微粉3‑10份、纸浆溶液1‑2份 全部
背景技术：
随着电炉熔炼生产技术的不断发展和进步，人们对海绵钛生产采用镁热还原法 (劳尔法)，镁还原的实质是，在880℃～950℃下的氩气气氛中，让四氯化钛与金属镁进行反 应得到海绵状的金属钛和氯化镁，用真空蒸馏除去海绵钛中的氯化镁和过剩的镁，从而获 得纯钛，蒸馏冷凝物可经熔化回收金属镁，氯化镁经熔盐电解回收镁和氯气。从精制四氯化 钛中制取金属钛，分为还原和蒸馏两个步骤。对于与海绵钛企业配套的镁电解车间，由于还 原蒸馏产出的氯化镁品质好，完全适合于多极槽电解，镁冶炼企业采用多极电解槽技术，可 降低耗电能40％左右，可确保氯气浓度高于87％,且无阴极废气排放，自动化程度高，从而 大大节约了项目的投资，不仅要求耐火材料有更长的使用寿命，同时要求耐火材料环保、节 能。 镁还原的主要反应为:TiCl4 2Mg＝Ti 2MgCl2； 在还原过程中，TiCl4中的微量杂质，如AlCl3、FeCl3、SiCl4、VOCl3等均被镁还原生 成相应的金属，这些金属全部混在海绵钛中。而混杂在镁中的杂质钾、钙、钠等，也是还原 剂，它们分别将TiCl4还原并生成相应的杂质氯化物。镁还原过程包括:TiCl4液体的气化→ 气体TiCl4和液体Mg的外扩散→TiCl4和Mg分子吸附在活性中心→在活性中心上进行化学反 应→结晶成核→钛晶粒长大→MgCl2脱附→MgCl2外扩散。这一过程中的关键步骤是结晶成 核，随着化学反应的进行伴有非均相成核。 经排放MgCl2操作后的镁还原产物，含钛55％～60％、镁25％～30％、MgCl210％～ 15％，及少量TiCl3和TiCl2，常用蒸馏法将海绵钛中的镁和MgCl2分离。 多极镁电解槽作为镁冶炼的重要设备之一，决定着镁冶炼的质量好坏。在生产过 程中，多极镁电解槽连续运转，不仅要求耐火内衬具有良好的抗冲刷性、抗渣侵蚀性、抗气 体侵蚀、高温体积稳定性、线膨胀率低、耐火性、热震稳定性等特点，还要求耐火内衬节能环 保。 本发明的目的是提供一种节能环保型、施工性能好、抗冲刷能力强、抗气体侵蚀、 高温体积稳定性好、热震稳定性好、线膨胀率低、及抗渣侵蚀性优良半硅砖，进而提高镁冶 炼多极镁电解槽用半硅砖的使用寿命。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题 针对现有技术的不足，本发明提供了一种多极镁电解槽用半硅砖及其制备工艺， 制得的半硅砖具有良好的耐高温性、高强度、良好的高温体积稳定性、耐侵蚀性和耐久性。 (二)技术方案 3 CN 111574191 A 说 明 书 2/4 页 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现： 一种多极镁电解槽用半硅砖，该半硅砖原料包括以下重量份的组分：叶腊石熟料 颗粒30-50份、高岭土熟料颗粒10-20份、叶腊石细粉10-20份、高岭土粘土细粉15-25份、硅 石细粉3-10份、硅微粉3-10份、纸浆溶液1-2份。 进一步的，该半硅砖原料包括以下重量份的组分：叶腊石熟料颗粒36-42份、高岭 土熟料颗粒12-17份、叶腊石细粉12-17份、高岭土粘土细粉18-22份、硅石细粉4-7份、硅微 粉4-8份、纸浆溶液1-2份。 进一步的，该半硅砖原料包括以下重量份的组分：叶腊石熟料颗粒40份、高岭土熟 料颗粒15份、叶腊石细粉15份、高岭土粘土细粉20份、硅石细粉5份、硅微粉5份、纸浆溶液 1.5份。 进一步的，叶腊石熟料颗粒粒径为1-3mm，高岭土熟料颗粒粒径为0-1mm。 进一步的，叶腊石细粉与硅石细粉为180目细粉。 上述多极镁电解槽用半硅砖的制备工艺包括以下步骤： 1)按比例叶腊石熟料颗粒30-50份、高岭土熟料颗粒10-20份、叶腊石细粉10-20 份、高岭土粘土细粉15-25份、硅石细粉3-10份、硅微粉3-10份、纸浆溶液1-2份，称取原料， 将各原料在混碾机中进行混碾制成泥料，然后困料24h以上，待用； 2)将经步骤1)困料后的泥料送入全自动数控压砖机机压成型、成型后的砖坯采用 干燥器进行干燥，干燥温度为90-200℃； 3)将干燥后的砖坯送入高温隧道窑烧成，烧结温度为1330-1350℃，砖坯经过烧 成、冷却、出窑、检选、包装，检验合格出厂，即得半硅砖。 上述多极镁电解槽用半硅砖用于氯化镁、氯化钙、氯化钠及氟化钙作为电解质的 镁电解槽中，由于电解质及氯气对耐火材料侵蚀严重，半硅砖在高温下表面会形成一层釉 状物，有效阻隔电解质和氯气侵蚀、渗透，保证电解槽安全稳定运行。 (三)有益效果 本发明提供了一种多极镁电解槽用半硅砖及其制备工艺，其有益效果如下： 1、本发明制备的半硅砖高温体积稳定，使用过程中稍微有膨胀，有利于提高砌体 的整体性，减弱熔渣沿砖缝对砌体的侵蚀作用，半硅砖与高温熔渣接触后，发生化学反应， 在砖的表面形成一层粘度很大的釉状物质(SiO2含量高的熔融物厚度1-2ram)，阻止熔渣向 砖内渗透，形成一保护层，从而提高了抗热震侵蚀的能力。 2、本发明制备的半硅砖具有较低的线变化率，保证砖体的内在稳定，使整体使用 工况稳定。 3、本发明产品经高温处理，各项高温性能指标稳定到达现场可直接投入使用，使 用过程中防止氯气等有害气体的泄漏，达到节能减排的目的。 4、本发明采用特级高岭土、叶腊石、硅微粉材料，保证了材料的耐高温性、高强度、 良好的高温体积稳定性、耐侵蚀性和耐久性。
本发明提供一种多极镁电解槽用半硅砖及其制备工艺，涉及节能型耐火材料技术领域，该半硅砖原料包括以下重量份的组分：叶腊石熟料颗粒30‑50份、高岭土熟料颗粒10‑20份、叶腊石细粉10‑20份、高岭土粘土细粉15‑25份、硅石细粉3‑10份、硅微粉3‑10份、纸浆溶液1‑2份 全部
背景技术：
随着电炉熔炼生产技术的不断发展和进步，人们对海绵钛生产采用镁热还原法 (劳尔法)，镁还原的实质是，在880℃～950℃下的氩气气氛中，让四氯化钛与金属镁进行反 应得到海绵状的金属钛和氯化镁，用真空蒸馏除去海绵钛中的氯化镁和过剩的镁，从而获 得纯钛，蒸馏冷凝物可经熔化回收金属镁，氯化镁经熔盐电解回收镁和氯气。从精制四氯化 钛中制取金属钛，分为还原和蒸馏两个步骤。对于与海绵钛企业配套的镁电解车间，由于还 原蒸馏产出的氯化镁品质好，完全适合于多极槽电解，镁冶炼企业采用多极电解槽技术，可 降低耗电能40％左右，可确保氯气浓度高于87％,且无阴极废气排放，自动化程度高，从而 大大节约了项目的投资，不仅要求耐火材料有更长的使用寿命，同时要求耐火材料环保、节 能。 镁还原的主要反应为:TiCl4 2Mg＝Ti 2MgCl2； 在还原过程中，TiCl4中的微量杂质，如AlCl3、FeCl3、SiCl4、VOCl3等均被镁还原生 成相应的金属，这些金属全部混在海绵钛中。而混杂在镁中的杂质钾、钙、钠等，也是还原 剂，它们分别将TiCl4还原并生成相应的杂质氯化物。镁还原过程包括:TiCl4液体的气化→ 气体TiCl4和液体Mg的外扩散→TiCl4和Mg分子吸附在活性中心→在活性中心上进行化学反 应→结晶成核→钛晶粒长大→MgCl2脱附→MgCl2外扩散。这一过程中的关键步骤是结晶成 核，随着化学反应的进行伴有非均相成核。 经排放MgCl2操作后的镁还原产物，含钛55％～60％、镁25％～30％、MgCl210％～ 15％，及少量TiCl3和TiCl2，常用蒸馏法将海绵钛中的镁和MgCl2分离。 多极镁电解槽作为镁冶炼的重要设备之一，决定着镁冶炼的质量好坏。在生产过 程中，多极镁电解槽连续运转，不仅要求耐火内衬具有良好的抗冲刷性、抗渣侵蚀性、抗气 体侵蚀、高温体积稳定性、线膨胀率低、耐火性、热震稳定性等特点，还要求耐火内衬节能环 保。 本发明的目的是提供一种节能环保型、施工性能好、抗冲刷能力强、抗气体侵蚀、 高温体积稳定性好、热震稳定性好、线膨胀率低、及抗渣侵蚀性优良半硅砖，进而提高镁冶 炼多极镁电解槽用半硅砖的使用寿命。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题 针对现有技术的不足，本发明提供了一种多极镁电解槽用半硅砖及其制备工艺， 制得的半硅砖具有良好的耐高温性、高强度、良好的高温体积稳定性、耐侵蚀性和耐久性。 (二)技术方案 3 CN 111574191 A 说 明 书 2/4 页 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现： 一种多极镁电解槽用半硅砖，该半硅砖原料包括以下重量份的组分：叶腊石熟料 颗粒30-50份、高岭土熟料颗粒10-20份、叶腊石细粉10-20份、高岭土粘土细粉15-25份、硅 石细粉3-10份、硅微粉3-10份、纸浆溶液1-2份。 进一步的，该半硅砖原料包括以下重量份的组分：叶腊石熟料颗粒36-42份、高岭 土熟料颗粒12-17份、叶腊石细粉12-17份、高岭土粘土细粉18-22份、硅石细粉4-7份、硅微 粉4-8份、纸浆溶液1-2份。 进一步的，该半硅砖原料包括以下重量份的组分：叶腊石熟料颗粒40份、高岭土熟 料颗粒15份、叶腊石细粉15份、高岭土粘土细粉20份、硅石细粉5份、硅微粉5份、纸浆溶液 1.5份。 进一步的，叶腊石熟料颗粒粒径为1-3mm，高岭土熟料颗粒粒径为0-1mm。 进一步的，叶腊石细粉与硅石细粉为180目细粉。 上述多极镁电解槽用半硅砖的制备工艺包括以下步骤： 1)按比例叶腊石熟料颗粒30-50份、高岭土熟料颗粒10-20份、叶腊石细粉10-20 份、高岭土粘土细粉15-25份、硅石细粉3-10份、硅微粉3-10份、纸浆溶液1-2份，称取原料， 将各原料在混碾机中进行混碾制成泥料，然后困料24h以上，待用； 2)将经步骤1)困料后的泥料送入全自动数控压砖机机压成型、成型后的砖坯采用 干燥器进行干燥，干燥温度为90-200℃； 3)将干燥后的砖坯送入高温隧道窑烧成，烧结温度为1330-1350℃，砖坯经过烧 成、冷却、出窑、检选、包装，检验合格出厂，即得半硅砖。 上述多极镁电解槽用半硅砖用于氯化镁、氯化钙、氯化钠及氟化钙作为电解质的 镁电解槽中，由于电解质及氯气对耐火材料侵蚀严重，半硅砖在高温下表面会形成一层釉 状物，有效阻隔电解质和氯气侵蚀、渗透，保证电解槽安全稳定运行。 (三)有益效果 本发明提供了一种多极镁电解槽用半硅砖及其制备工艺，其有益效果如下： 1、本发明制备的半硅砖高温体积稳定，使用过程中稍微有膨胀，有利于提高砌体 的整体性，减弱熔渣沿砖缝对砌体的侵蚀作用，半硅砖与高温熔渣接触后，发生化学反应， 在砖的表面形成一层粘度很大的釉状物质(SiO2含量高的熔融物厚度1-2ram)，阻止熔渣向 砖内渗透，形成一保护层，从而提高了抗热震侵蚀的能力。 2、本发明制备的半硅砖具有较低的线变化率，保证砖体的内在稳定，使整体使用 工况稳定。 3、本发明产品经高温处理，各项高温性能指标稳定到达现场可直接投入使用，使 用过程中防止氯气等有害气体的泄漏，达到节能减排的目的。 4、本发明采用特级高岭土、叶腊石、硅微粉材料，保证了材料的耐高温性、高强度、 良好的高温体积稳定性、耐侵蚀性和耐久性。
