铝铬渣是铝热还原反应冶炼铬铁合金或金属铬所产生的一种固体废弃物,对铝铬渣进行均化、除杂和成分调节处理后便可得到一种优质耐火资源——铬刚玉。冶炼金属铬产生的铝铬渣资源化利用的可行性较高,因此对铝铬渣进行有效资源化处理和利用已经引起国内外材料研究者以及环保部门的广泛关注和重视。铬刚玉质耐火材料具有良好的力学性能、高温性能,并且由于其在熔融炉渣中的低溶解度而具有较高的耐化学腐蚀性和抗渣性能,这些优良的性能使其在玻璃纤维炉、煤气化炉、炭黑反应器、焚烧炉和不同的固体废弃物玻璃化工艺中的使用上和资源化利用上有着重大的意义和广阔的前景。虽然铬刚玉砖具有良好的性能,但传统的铬刚玉砖大多是利用刚玉与铬铁矿或氧化铬绿直接合成,原料价格较高,也增加了高温行业炉窑的基础建设和运转材料成本。目前关于铬刚玉抗渣性能的系统研究比较少,本课题以铝铬渣为主要原料,以磷酸二氢铝溶液为结合剂,在实验室较为系统深入地探索了不同碱度炉渣和几种常见冶金炉渣对以铝铬渣为主要原料制备的铬刚玉质耐火材料的侵蚀情况,并对铬刚玉砖抗SiO₂-Fe₂O₃系炉渣的侵蚀机理进行了深入研究,得到如下有意义的结果:1.不同碱度和不同冶金炉渣对铬刚玉砖的侵蚀机理基本相似,侵蚀过程中包含了两个同时进行的物质迁移反应过程:一个是铬刚玉砖中的组分向渣中的溶解,一个是炉渣向铬刚玉砖中的渗透、扩散。刚玉和铝铬固溶体具有优良的抗渣侵蚀性能,熔渣对铬刚玉砖的侵蚀主要作用在基质部分,包括与基质中组分的反应和向砖内部的渗透。2.炉渣中Fe₂O₃和MgO与铬刚玉砖中的Cr₂O₃和Al₂O₃在炉渣与试样的界面生成高熔点的铁铝镁铬复合尖晶石,尖晶石层的出现一方面可以堵塞砖中的孔隙通道,提高反应层的致密性,另一方面高熔点的尖晶石层能有效地阻碍炉渣对砖的侵蚀、渗透,从而提高铬刚玉砖的抗渣侵蚀性能。炉渣中的SiO₂与CaO会从气孔和裂纹中渗透并与砖中的Al₂O₃形成低熔点硅酸盐,使得炉渣的粘度增加,渣渗透能力减弱。3.炉渣对铬刚玉砖的侵蚀能力与炉渣碱度之间无明显的规律性,在实验的碱度区间范围内,当炉渣碱度为2时,铬刚玉砖抗铁渣侵蚀性能最好;当炉渣碱度为0.2时,铜渣对铬刚玉砖的侵蚀深度最小;当炉渣碱度为0.35时,锡渣对铬刚玉砖的侵蚀深度最小;当炉渣碱度为0.3时,铅渣残渣层厚度最大且反应层、侵蚀层和渗透层深度最小。当炉渣碱度为0.37时,铬刚玉砖的抗镍渣侵蚀性能最好。4.1400℃下,铬刚玉砖抗有色金属炉渣侵蚀能力为:镍渣>铅渣>铜渣>锡渣。