一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料及其制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料领域，特别是涉及一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料及其制备方法。

技术背景

利用焚烧炉将垃圾进行焚烧处理是净化生态环境的一种重要途径事业，能有效缓解垃圾污染。焚烧炉是利用煤、燃油、燃气等燃料的燃烧，将要处理的物体进行高温焚烧碳化，以达到消毒的目的的一种无害化处理设备，常用于医疗及生活废品、动物无害化处理。在焚烧炉的工作过程中，平均温度通常超过850摄氏度，且在实际运行过程中，可以达到并维持在1000摄氏度以上。因此，在焚烧炉内部需要使用耐火材料对焚烧炉进行保护。

耐火材料可分为定形耐火材料和不定形耐火材料，其中，不定形耐火材料包括耐火可塑料、耐火浇注料等。不定型耐火材料无须成型、干燥与烧成，有利于节能减排，容易施工且便于修补。因此，与定形耐火材料相比，不定形耐火材料有着更广泛的应用。但目前已有的耐火浇注料存在抗腐蚀性差和耐剥离性差的缺点，会导致其使用寿命缩短。因此，亟需一种发明新的焚烧炉用耐腐蚀浇注料，既保持耐火浇注料的优良性能，又能够耐酸碱，以维持焚烧炉的长期稳定工作。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料，包括：刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、石墨、生物炭粉和水泥。

在其中一些实施例中，所述刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、石墨、生物炭粉和水泥的重量份数比为：70－80：10－15：4－6：2－5：5－10：2－5：6－10：10－13。

在其中一些实施例中，所述刚玉粉的粒径为1－5mm。

在其中一些实施例中，所述重晶石粉的粒径为2－5mm。

在其中一些实施例中，所述玻璃微珠为石英玻璃微珠和硅酸盐玻璃微珠。

在其中一些实施例中，所述石英玻璃微珠和硅酸盐玻璃微珠的重量份数比为3－5：1。

在其中一些实施例中，所述石英玻璃微珠的粒径为0.1－0.18mm。

在其中一些实施例中，所述硅酸盐玻璃微珠的粒径为0.05－0.1mm。

在其中一些实施例中，所述石墨为季铵化合物改性石墨。

在其中一些实施例中，所述季铵化合物改性石墨的制备方法为：将石墨和季铵化合物溶液混合后进行干燥，获得所述季铵化合物改性石墨。

在其中一些实施例中，所述季铵化合物改性石墨的制备方法为：将石墨和季铵化合物溶液混合后，在35－45℃下进行震荡，弃上清后进行干燥，获得所述季铵化合物改性石墨。

在其中一些实施例中，所述季铵化合物改性石墨的制备方法为：将石墨和季铵化合物溶液混合后，在35－45℃下进行震荡10－12h，弃上清后进行干燥，获得所述季铵化合物改性石墨。

在其中一些实施例中，所述季铵化合物改性石墨的比表面积为1.3－1.6m

在其中一些实施例中，所述季铵化合物为氯化十六烷基吡啶。

在其中一些实施例中，所述石墨为鳞片石墨。

在其中一些实施例中，所述水泥为硅酸盐膨胀水泥。

在其中一些实施例中，所述生物炭粉的粒径为0.03－0.18mm。

在其中一些实施例中，所述生物炭粉为竹炭基生物炭粉。

在其中一些实施例中，所述合金纤维为钢纤维。

在其中一些实施例中，所述钢纤维的直径为0.2－0.6mm，且长径比为30－100。

本发明还提供一种任一所述的焚烧炉用耐腐蚀浇注料的制备方法，包括：将刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、石墨、生物炭粉和水泥混合后加水搅拌获得所述焚烧炉用耐腐蚀浇注料。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明制备的焚烧炉用耐腐蚀浇注料具有耐压强度大、重烧线变化小、气孔率小、体积密度大、耐火度大的特点，且具有良好的耐酸碱性能的优势，因此，本发明制备的焚烧炉用耐腐蚀浇注料解决了现有耐火浇注料寿命较短的问题，不仅耐火性强，且耐酸碱腐蚀能力强，提高了使用寿命，降低了生产成本。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需说明，本发明使用的原料均为市售可得。

实施例1

一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料包括：刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥；刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥的重量份数比为80：15：6：5：10：5：10：13。其中，玻璃微珠为重量份数比为5：1的石英玻璃微珠和硅酸盐玻璃微珠，具体的，石英玻璃微珠的粒径为0.18mm，硅酸盐玻璃微珠的粒径为0.1mm；季铵化合物改性石墨为氯化十六烷基吡啶改性鳞片石墨，比表面积为1.6m

一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料的制备方法包括：

(1)季铵化合物改性石墨的制备：将鳞片石墨和2mmol/L的氯化十六烷基吡啶溶液混合后，在45℃下进行震荡12h，弃上清后进行干燥，获得氯化十六烷基吡啶改性鳞片石墨，即季铵化合物改性石墨。

(2)按比例将刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥；刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥混合后，加入总重量的15％的水进行搅拌，获得焚烧炉用耐腐蚀浇注料。

实施例2

一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料包括：刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥；刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥的重量份数比为70：10：4：2：5：2：6：10。其中，玻璃微珠为重量份数比为3：1的石英玻璃微珠和硅酸盐玻璃微珠，具体的，石英玻璃微珠的粒径为0.1mm，硅酸盐玻璃微珠的粒径为0.05mm；季铵化合物改性石墨为氯化十六烷基吡啶改性鳞片石墨，比表面积为1.3m

一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料的制备方法包括：

(1)季铵化合物改性石墨的制备：将鳞片石墨和2mmol/L的氯化十六烷基吡啶溶液混合后，在35℃下进行震荡10h，弃上清后进行干燥，获得氯化十六烷基吡啶改性鳞片石墨，即季铵化合物改性石墨。

(2)按比例将刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥；刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥混合后，加入总重量的8％的水进行搅拌，获得焚烧炉用耐腐蚀浇注料。

实施例3

一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料包括：刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥；刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥的重量份数比为75：13：5：4：7：3：8：12。其中，玻璃微珠为重量份数比为4：1的石英玻璃微珠和硅酸盐玻璃微珠，具体的，石英玻璃微珠的粒径为0.14mm，硅酸盐玻璃微珠的粒径为0.07mm；季铵化合物改性石墨为氯化十六烷基吡啶改性鳞片石墨，比表面积为1.4m

一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料的制备方法包括：

(1)季铵化合物改性石墨的制备：将鳞片石墨和2mmol/L的氯化十六烷基吡啶溶液混合后，在40℃下进行震荡11h，弃上清后进行干燥，获得氯化十六烷基吡啶改性鳞片石墨，即季铵化合物改性石墨。

(2)按比例将刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥；刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥混合后，加入总重量的12％的水进行搅拌，获得焚烧炉用耐腐蚀浇注料。

实施例4

一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料包括：刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥；刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥的重量份数比为70：15：5：5：5：5：10：10。其中，玻璃微珠为重量份数比为5：1的石英玻璃微珠和硅酸盐玻璃微珠，具体的，石英玻璃微珠的粒径为0.18mm，硅酸盐玻璃微珠的粒径为0.1mm；季铵化合物改性石墨为氯化十六烷基吡啶改性鳞片石墨，比表面积为1.3m

一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料的制备方法包括：

(1)季铵化合物改性石墨的制备：将鳞片石墨和2mmol/L的氯化十六烷基吡啶溶液混合后，在35℃下进行震荡10h，弃上清后进行干燥，获得氯化十六烷基吡啶改性鳞片石墨，即季铵化合物改性石墨。

(2)按比例将刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥；刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥混合后，加入总重量的10％的水进行搅拌，获得焚烧炉用耐腐蚀浇注料。

实施例5

一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料包括：刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥；刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥的重量份数比为77：11：5：5：9：2：7：11。其中，玻璃微珠为重量份数比为3：1的石英玻璃微珠和硅酸盐玻璃微珠，具体的，石英玻璃微珠的粒径为0.1mm，硅酸盐玻璃微珠的粒径为0.1mm；季铵化合物改性石墨为氯化十六烷基吡啶改性鳞片石墨，比表面积为1.5m

一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料的制备方法包括：

(1)季铵化合物改性石墨的制备：将鳞片石墨和2mmol/L的氯化十六烷基吡啶溶液混合后，在35℃下进行震荡12h，弃上清后进行干燥，获得氯化十六烷基吡啶改性鳞片石墨，即季铵化合物改性石墨。

(2)按比例将刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥；刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥混合后，加入总重量的8％的水进行搅拌，获得焚烧炉用耐腐蚀浇注料。

实施例6

一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料包括：刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥；刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥的重量份数比为80：15：6：2：5：2：6：13。其中，玻璃微珠为重量份数比为5：1的石英玻璃微珠和硅酸盐玻璃微珠，具体的，石英玻璃微珠的粒径为0.1mm，硅酸盐玻璃微珠的粒径为0.1mm；季铵化合物改性石墨为氯化十六烷基吡啶改性鳞片石墨，比表面积为1.3m

一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料的制备方法包括：

(1)季铵化合物改性石墨的制备：将鳞片石墨和2mmol/L的氯化十六烷基吡啶溶液混合后，在45℃下进行震荡11h，弃上清后进行干燥，获得氯化十六烷基吡啶改性鳞片石墨，即季铵化合物改性石墨。

(2)按比例将刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥；刚玉粉、重晶石粉、玻璃微珠、合金纤维、火山岩粉、季铵化合物改性石墨、生物炭粉和水泥混合后，加入总重量的15％的水进行搅拌，获得焚烧炉用耐腐蚀浇注料。

对比例1

一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料的原料与制备方法同实施例1，唯一不同之处在于玻璃仅为石英玻璃微珠。

对比例2

一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料的原料与制备方法同实施例1，唯一不同之处在于玻璃微珠仅为硅酸盐玻璃微珠。

对比例3

一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料的原料与制备方法同实施例1，唯一不同之处在于将季铵化合物改性石墨替换为普通石墨。

对比例4

一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料的原料与制备方法同实施例1，唯一不同之处在于不添加生物炭粉。

对比例5

一种焚烧炉用耐腐蚀浇注料的原料与制备方法同实施例1，唯一不同之处在于生物炭粉的重量份数为12。

试验例1

对实施例1-6和对比例1-5制备的焚烧炉用耐腐蚀浇注料经浇灌、脱模和养护后得到试体。

进行性能测试，测试项为耐压强度、烧后线变化、显气孔率、体积密度和耐火度，测试结果见表1。

表1

由上述结果可知，本发明实施例1-6制备的焚烧炉用耐腐蚀浇注料制备的试体显气孔率低、耐压强度大、烧后线变化小、体积密度大、耐火度大；因此，本发明制备的焚烧炉用耐腐蚀浇注料具备良好的耐火性能。与实施例1-6相比，对比例1-5制备的焚烧炉用耐腐蚀浇注料制备的试体各方面性能下降，具体为，硅酸盐玻璃微珠、季铵化合物改性石墨的添加影响显气孔率；石英玻璃微珠、硅酸盐玻璃微珠、季铵化合物改性石墨和生物炭粉的添加影响耐压强度；石英玻璃微珠、硅酸盐玻璃微珠和季铵化合物改性石墨的添加影响烧后线变化率；硅酸盐玻璃微珠和生物炭粉的添加影响体积密度；硅酸盐玻璃微珠的的添加影响耐火度。

试验例2

对实施例1-6和对比例1-5制备的焚烧炉用耐腐蚀浇注料经浇灌、脱模和养护后得到试体，进行耐碱性检测，具体方法为：试体在饱和的Ca(OH)

对实施例1-6和对比例1-5制备的焚烧炉用耐腐蚀浇注料经浇灌、脱模和养护后得到试体，进行耐酸度检测，具体方法为：试体在5％HCl溶液中浸泡168h后进行耐酸度检测，实施例1-6制备的试体的耐酸度均≥99.8％。对比例1、3、4制备的试体耐酸度均≥99.8％，对比例2和5制备的试体的耐酸度均小于99.8％，且对比例2制备的试体的耐酸度最小。

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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。