[發明專利]一種利用廢棄物合成莫來石的方法

無效

• 申請號: 200910021989.3
• 申請日: 2009-04-10
• 公開（公告）號: CN101531523A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 黃劍鋒;李穎華;曹麗云
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622;C04B35/185;B09B3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 張震國

技術領域

本發明涉及利用廢料合成高溫陶瓷材料的方法，特別涉及一種利用廢棄物合成莫來石的方法。

背景技術

莫來石(3Al₂O₃·2SiO₂)為鋁的鋁氧酸鹽礦物，是Al₂O₃-SiO₂體系在常壓下唯一穩定存在的晶態化合物，具有耐火度高，抗熱震性、抗化學侵蝕性、抗蠕變性能好，荷重軟化溫度高，體積穩定性好，電絕緣性強等，是理想的高級耐火材料，被廣泛用于冶金、玻璃、陶瓷、化學、電力、國防、燃氣和水泥等工業(陳冬，陳南春.莫來石的研究進展[J].礦產與地質，2004(2)：18-22)。

自然界中天然莫來石礦物很少，工業用莫來石主要為人工合成。目前，合成工業用莫來石的方法主要有電熔法和燒結法(申小清.超細莫來石粉體的制備研究[D].鄭州大學碩士學位論文，2002：4-6)。電熔法是將混合后的原料在電弧中熔融而成，缺點是耗電量大、對合成條件要求苛刻；燒結法按所用原料性質的不同分為無機硅鋁凝膠法、有機硅鋁凝膠法和礦物相變法(衛曉輝，孫加林，孫庚辰.莫來石的低溫合成[J].耐火材料，2008，42(3)：229-231)。其中，無機硅鋁凝膠法和有機硅鋁凝膠法是分別采用無機和有機原料按一定的化學組成制成硅鋁膠體，然后在高溫下煅燒而成，其缺點是能耗較高，而且有機凝膠法中使用的有機原料價格昂貴。礦物相變法是將高鋁礬土、高嶺土、葉臘石等天然礦物置于窯中高溫煅燒而成，該方法的缺點是能耗高，同時由于其礦物組成與莫來石組成之間存在較大的差異，造成莫來石轉化率不高，浪費資源。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用廢棄的粉煤灰漂珠燒結合成高鋁莫來石的方法，此方法不僅原料來源廣泛、生產成本低、能耗小，而且變廢為寶，所合成莫來石的氧化鋁含量高，結晶性能好。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

1)首先，將粉煤灰漂珠放入球磨機中干磨，利用氧化鋁球石作為研磨介質，控制磨球和粉煤灰漂珠的質量比為(2～3)：1，研磨0.5～3h，然后過120目篩后采用永久磁鐵除鐵兩次，然后再采用電磁除鐵兩次，使原料中Fe₂O₃的含量低于0.5％；

2)其次，取上述經除鐵處理后的粉煤灰漂珠和工業純氧化鋁以粉煤灰漂珠：工業純氧化鋁＝1∶(0.5～3)的質量百分比放入球磨機中干磨混勻，利用氧化鋁球石作為研磨介質，控制磨球和粉煤灰漂珠的質量比為(2～3)∶1，研磨0.5～3h，然后過120目篩得混合料；

3)然后，將上述干磨混勻后的混合料放入氧化鋁坩鍋中，將裝有混合料的氧化鋁坩鍋置于硅碳棒電阻爐內，自室溫以5℃/min的升溫速率升溫至700～1400℃，保溫1～4h，自然冷卻后得樣品；

4)最后，將自然冷卻后的樣品倒入物料攪拌器中攪拌，過20-80目篩后，即得莫來石。

本發明的主要原料是燃煤電廠排放的工業廢棄物，用粉煤灰漂珠合成莫來石不僅有助于節約天然資源，降低生產成本，而且有利于環境保護；所用的粉煤灰漂珠主要為微米級球形顆粒，與天然礦物相比，原料無需使用大功率破碎機破碎，且混料均勻；合成溫度均低于傳統生產工藝，節約了礦物資源和能源；通過控制氧化鋁的加入量，調節原料配比，可以合成不同氧化鋁含量的莫來石骨料。

具體實施方式

實施例1：首先，將粉煤灰漂珠放入球磨機中干磨，利用氧化鋁球石作為研磨介質，控制磨球和粉煤灰漂珠的質量比為2：1，研磨3h，然后過120目篩后采用永久磁鐵除鐵兩次，然后再采用電磁除鐵兩次，使原料中Fe₂O₃的含量低于0.5％；其次，取上述經除鐵處理后的粉煤灰漂珠和工業純氧化鋁以粉煤灰漂珠：工業純氧化鋁＝1：0.5的質量百分比放入球磨機中干磨混勻，利用氧化鋁球石作為研磨介質，控制磨球和粉煤灰漂珠的質量比為2：1，研磨3h，然后過120目篩得混合料；然后，將上述干磨混勻后的混合料放入氧化鋁坩鍋中，將裝有混合料的氧化鋁坩鍋置于硅碳棒電阻爐內，自室溫以5℃/min的升溫速率升溫至700℃，保溫4h，自然冷卻后得樣品；最后，將自然冷卻后的樣品倒入物料攪拌器中攪拌，過80目篩后，即得氧化鋁含量大于40％的高鋁莫來石。