[發(fā)明專利]一種堇青石輕質(zhì)耐火磚及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210272287.4
• 申請(qǐng)日: 2012-08-02
• 公開（公告）號(hào): CN102765950A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄢文;李楠;陳俊峰;李媛媛;劉光平;梁峰;苗正
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/66
• 分類號(hào): C04B35/66;C04B35/195;C04B35/622;C04B38/00
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于輕質(zhì)耐火磚技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種堇青石輕質(zhì)耐火磚及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著對(duì)節(jié)能和減排的要求日益提高，環(huán)保和高效的輕質(zhì)保溫材料的研制已越來越受到關(guān)注。堇青石是一種硅酸鹽礦物，其理論組成為2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂，具有很小的熱膨脹系數(shù)、優(yōu)異的抗熱震性、低導(dǎo)熱率和較好的化學(xué)穩(wěn)定性。目前關(guān)于堇青石輕質(zhì)材料的研制包括兩個(gè)方面：

（一）大部分集中于多孔堇青石陶瓷材料。如利用粉煤灰和煤矸石為原料制備堇青石質(zhì)多孔材料（王琦等。用粉煤灰和菱鎂礦低溫制備堇青石質(zhì)多孔材料。硅酸鹽學(xué)報(bào)，2012,40（5）：745-751），利用煤矸石和廢棄耐火材料以及木屑造孔劑為原料制備多孔堇青石陶瓷（用煤矸石與廢棄耐火材料合成多孔堇青石陶瓷材料的方法（CN200910082675.4）），利用原位分解法制備多孔堇青石陶瓷等（一種多孔堇青石陶瓷材料及其制備方法（CN201110038289.2））等。這些多孔堇青石陶瓷材料的孔隙與基質(zhì)分布雖均勻，且具有較好的保溫性能，但其抗熱震穩(wěn)定性和抗介質(zhì)侵蝕能力較差，難以用于直接向火的工作面；

（二）關(guān)于堇青石輕質(zhì)耐火磚的研制。關(guān)于利用堇青石熟料為原料、采用泡沫法制備堇青石輕質(zhì)耐火材料（張儒嶺等。堇青石輕質(zhì)熟料耐火材料。中國(guó)陶瓷，1980,2：27-35）的技術(shù)表明，該方法的工藝條件難以控制，難以準(zhǔn)確控制輕質(zhì)耐火材料中氣孔的總體積及氣孔孔徑；關(guān)于堇青石輕質(zhì)骨料磚（辛國(guó)志。堇青石輕質(zhì)骨料磚在隧道窯窯車上的應(yīng)用。江蘇陶瓷，1995,70（3）：21-22）的技術(shù)表明，盡管該堇青石輕質(zhì)骨料磚具有較好的保溫效果，但一方面未公開關(guān)于堇青石輕質(zhì)骨料磚制備的任何技術(shù)特征，更重要的是另一方面，該磚使用溫度較低（1300℃）、成本高、抗介質(zhì)侵蝕能力差（表面落灰結(jié)塊）、強(qiáng)度較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種骨料與基質(zhì)的顯氣孔率和氣孔尺寸可控、環(huán)境友好和燒后體積變化小的堇青石輕質(zhì)耐火磚的制備方法，用該方法制備的堇青石輕質(zhì)耐火磚顯氣孔率高、平均孔徑小、強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率低、熱震穩(wěn)定性好和抗介質(zhì)侵蝕能力強(qiáng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：以40～85wt%的多孔堇青石陶瓷顆粒、3～12wt%的菱鎂礦細(xì)粉、6～24wt%的Al(OH)₃細(xì)粉和6～24wt%的硅石細(xì)粉為原料，外加所述原料3~10wt％的結(jié)合劑，攪拌均勻，機(jī)壓成型；再將成型后的坯體在110℃條件下干燥8~36小時(shí)，然后在1300~1410℃條件保溫2~10小時(shí)，即得堇青石輕質(zhì)耐火磚。

多孔堇青石陶瓷顆粒的制備方法是：將8~12wt%的煤矸石粉、33~37wt%的Al(OH)₃粉、8~12wt%的滑石粉、13~17wt%的菱鎂礦粉和28~32wt%的硅石粉混合，外加上述混合料3~12wt%的水?dāng)嚢杈鶆颍瑝褐瞥尚停辉賹⒊尚秃蟮呐黧w在110℃條件下干燥8~36小時(shí)，然后在1300~1400℃條件下保溫1~6小時(shí)燒成，即得多孔堇青石陶瓷。最后將多孔堇青石陶瓷破碎至小于8mm的顆粒，制得多孔堇青石陶瓷顆粒。

在上述技術(shù)方案中：所述菱鎂礦細(xì)粉的粒徑小于88μm；Al(OH)₃細(xì)粉的粒徑小于88μm；硅石細(xì)粉的粒徑小于88μm；結(jié)合劑為亞硫酸紙漿廢液和硅溶膠中的一種或兩種；其中的硅溶膠濃度為20~40wt%；成型的壓力為50~150MPa。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明制備的堇青石輕質(zhì)耐火磚以MgO、Al₂O₃和SiO₂為主要化學(xué)成分，以堇青石為主晶相的堇青石輕質(zhì)耐火磚。所制備的堇青石輕質(zhì)耐火磚的顯氣孔率為30~55%、平均孔徑為10~30μm，體積密度為1.28~1.65?g/cm³、常溫耐壓強(qiáng)度為20~100MPa。