[發明專利]一種莫來石—高硅氧玻璃復相材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200810197923.5
• 申請日: 2008-11-27
• 公開（公告）號: CN101423408A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: 李遠兵;祝泉;代旭娟;智利彪;趙雷;牛琛雁;李亞偉;金勝利;李淑靜;桑紹柏
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/10;C04B35/185
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 樊 戎

技術領域

本發明涉及復合耐火材料生產技術領域。尤其涉及一種莫來石—高硅氧玻璃復相材料(莫來卡特)及其制備方法。

背景技術

電熔剛玉除塵粉是電熔剛玉生產過程中產生的固體廢棄物。電熔剛玉除塵粉的化學成分主要以Al₂O₃，SiO₂，K₂O，MgO，Fe₂O₃，Na₂O和CaO等為主，在一般情況下，Al₂O₃為20～56wt％、SiO₂為10～50wt％、K₂O為0.3～20wt％。其化學成分的比例隨著各生產廠家的原料及操作條件不同而略有變化。

電熔剛玉除塵粉通常被作為垃圾遺棄，既污染環境、又需要大量的處置場地、且處理費用高。隨著工業進程的發展，它的生成量也越來越多。如何對其綜合利用是一個世界范圍的重要課題。目前國內外對其再利用主要集中在如下幾個方面：

1、建材制品：采用焙燒、浸出方法分離出鋁鈣渣，得到建材制品；

2、超細氫氧化鋁：主要是將電熔棕剛玉或電熔亞白剛玉除塵粉采用焙燒、浸出方法分離出浸出液，對浸出液進行碳酸化分解，然后沉淀分離出固體顆粒，洗滌、烘干得到超細氫氧化鋁；

3、金屬鎵：主要是將電熔棕剛玉或電熔亞白剛玉除塵粉采用焙燒、浸出方法分離出浸出液，對浸出液進行碳酸化分解，然后沉淀分離出浸出液，進行深度碳酸化，沉淀分離出固體顆粒，烘干得到富鎵產品，然后分離出金屬鎵；

4、鉀肥：主要是將電熔棕剛玉或電熔亞白剛玉除塵粉采用焙燒、浸出方法分離出浸出液，對浸出液進行碳酸化分解，然后沉淀分離出浸出液，進行深度碳酸化，沉淀分離出浸出液，然后蒸發結晶、烘干，得到鉀肥；

5、白剛玉微粉：通過對電熔棕剛玉或電熔亞白剛玉除塵粉理化性能的檢測，酸洗、絡合等化學、煅燒處理，得到粒度為2.5～20μm，外觀、化學成分均合格的白剛玉微粉進行回收。

6、棕剛玉排塵粉涂料：對棕剛玉排塵粉性能研究開發的基礎上，研制出幾種棕剛玉排塵粉涂料，其性能良好，價格便宜。

另外，莫來石—高硅氧玻璃復相材料(即莫來卡特)不含方石英和剛玉。具有針狀莫來石交織網絡結構。但是，目前都采用天然礦石為原料制備莫來石—高硅氧玻璃材料，如“用紅柱石微粉制備莫來石—高硅氧玻璃材料的方法”(CN?1184788A)涉及用紅柱石微粉制備莫來石—高硅氧玻璃材料，“用藍晶石微粉制備莫來石—高硅氧玻璃材料的方法”(CN1184789A)涉及用藍晶石微粉制備莫來石—高硅氧玻璃材料。但上述方法的原料價格高。

發明內容

本發明的目的是提供一種能減少環境污染、降低成本、將廢棄物電熔剛玉除塵粉再次資源化利用的制備莫來石—高硅氧玻璃復相材料(莫來卡特)的方法。用該方法所制備的莫來石—高硅氧玻璃復相材料(莫來卡特)具有耐火度高、膨脹系數低、耐磨損、抗熱震性優良。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：先將60～100wt％的電熔剛玉除塵粉和0～40wt％的SiO₂細粉混和，經攪拌后成型；然后在空氣氣氛下于反應爐中以2～5℃/min的升溫速度升溫，升溫至1300～1600℃，保溫2～8h，自然冷卻。

其中：電熔剛玉除塵粉為電熔棕剛玉除塵粉、電熔亞白剛玉除塵粉中的一種以上，電熔剛玉除塵粉的粒徑小于100μm，電熔剛玉除塵粉的主要化學組分是：Al₂O₃為20～56wt％、SiO₂為10～50wt％、K₂O為0.3～20wt％；Si_O2細粉為硅微粉、石英粉和石英玻璃粉中的一種以上，SiO₂細粉的粒徑小于100目；反應爐為氣氛爐、電弧爐、感應爐和燒結爐中的一種。

由于采用上述技術方案，本發明所用原料為電熔剛玉除塵粉，利用其中的氧化鋁、氧化硅作為合成莫來石的組分，氧化鉀等雜質可以形成玻璃相。電熔剛玉除塵粉為電熔剛玉工業生產的廢棄物，使用該方法以廢棄物為原料合成莫來石—高硅氧玻璃復相材料(莫來卡特)可以變廢為寶、減少環境污染，降低生產莫來石—高硅氧玻璃復相材料(莫來卡特)的成本，具有廣泛的社會和經濟價值。同時，所制備的莫來石—高硅氧玻璃復相材料(莫來卡特)不含方石英和剛玉，具有耐火度高、膨脹系數低、耐磨損、抗熱震性優良的特點。

具體實施方式