[發(fā)明專利]一種以托帕石為原料的莫來石耐火骨料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310288353.1
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103342566A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱伯銓;魏國平;李享成;馬錚;汪賢
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學;浙江自立股份有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 武漢科皓知識產(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)明屬于莫來石耐火骨料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以托帕石為原料的莫來石耐火骨料及其制備方法。?

背景技術(shù)

莫來石是Al₂O₃-SiO₂二元系統(tǒng)相圖中唯一穩(wěn)定存在的二元化合物，因其具有耐火度高、抗熱震性好、荷重軟化溫度高、熱膨脹系數(shù)低、化學穩(wěn)定性好和耐磨損等特點，被認為是一種性能優(yōu)良的高級耐火材料，廣泛應用于冶金、玻璃、水泥、陶瓷、化學、國防、燃氣和電力等工業(yè)領(lǐng)域。?

目前，耐火材料工業(yè)所用莫來石原料一般系人工合成，人工合成莫來石一般采用燒結(jié)法或電熔法來生產(chǎn)，其合成原料有天然原料和工業(yè)原料，其中天然原料主要有鋁礬土、焦寶石、葉臘石、煤矸石和紅柱石等；工業(yè)原料主要是工業(yè)氧化鋁和石英。近幾十年來，國內(nèi)莫來石熟料的合成和應用有很了大的發(fā)展，從生產(chǎn)成本的角度講，以全天然礦物為原料可實現(xiàn)低成本莫來石熟料的制備，如以礬土精礦為原料，經(jīng)1600℃下燒結(jié)可制得體積密度大于2.9?g/m³和顯氣孔率小于3%的全天然莫來石熟料(王璽堂，李楠.?全天然莫來石的工藝研究.?耐火材料，1991，25(1):?15-17.)，以全天然礦物為原料和以工業(yè)原料生產(chǎn)莫來石相比，前者顯著地降低了生產(chǎn)成本。但近年來，隨著不斷地開采，低雜質(zhì)含量鋁硅系礦產(chǎn)資源日益貧乏，而依賴于此的莫來石生產(chǎn)也受到了較大的影響，表現(xiàn)為：莫來石產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定或有所下降，所需原料資源減少導致的價格上漲等。因此，尋求開發(fā)新的原料資源是解決上述問題重要途徑之一。?

“一種以高嶺土為原料制備莫來石的方法”(CN101508438B)，介紹了以高嶺土為原料，采用預焙燒和濕法浸出的工藝來制備莫來石，但該工藝復雜、要求條件苛刻、制備成本高和難以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，且該方法只能制備出莫來石細粉，不能直接制備出大顆粒的致密莫來石骨料。?

“利用陶瓷廠廢泥和工業(yè)氧化鋁制備高鋁莫來石骨料的方法”(CN101585711B)，介紹了以陶瓷廠廢泥、經(jīng)除鐵后的鋁礬土和工業(yè)氧化鋁為原料，按照廢泥︰鋁礬土︰工業(yè)氧化鋁為1︰(0.5~2)︰(0.5~2)的質(zhì)量比混合制成混合料并將混合料造粒，然后升溫至1100~1400℃，保溫1~4h，自然冷卻后破碎，過20~100目篩，即得不同粒度和氧化鋁含量的莫來石骨料。此方法在一定程度上實現(xiàn)了對固體廢棄物的利用，但需配用大量的工業(yè)氧化鋁粉體，制備成本較高，且陶瓷廠廢泥和經(jīng)除鐵后的鋁礬土中仍含有大量的雜質(zhì)成分，所制備莫來石耐火骨料的高溫性質(zhì)不穩(wěn)定，耐火度低，限制了其在耐火制品中的應用。?

“一種以粉煤灰為原料制備莫來石粉的方法”(CN102765944A)，介紹了以粉煤灰和A₂O₃為原料，按照莫來石的化學計量配比，磨粉煅燒后用氫氟酸洗滌和過濾，得到莫來石細粉。該方法同樣需配用大量的工業(yè)氧化鋁粉體，制備成本較高，且不能制備出大顆粒的致密莫來石骨料，此外，酸洗工藝易引發(fā)環(huán)境污染的問題。?

“一種用藍晶石制備莫來石均質(zhì)料的制備方法”(CN102351522A)，介紹了以60~90wt%的藍晶石、0~40wt%的高鋁礬土和0~40wt%的工業(yè)氧化鋁為原料，外加0~1.5wt%的稀土氧化物為燒結(jié)助劑，經(jīng)1460~1600℃高溫煅燒后，可獲得莫來石均質(zhì)料。該方法制備成本較高，且所制備莫來石均質(zhì)料中莫來石含量較低，氣孔率高，體積密度小，強度低。?

總之，在現(xiàn)有技術(shù)中的關(guān)于莫來石耐火骨料的制備方法都存在一些不足：因原料中鐵、鈦、鉀和鈉等雜質(zhì)含量偏高，導致莫來石耐火骨料高溫性質(zhì)的不穩(wěn)定和耐火度低；或因需配用大量高成本的原料，制備成本較高；或因原料的燒結(jié)性能差，導致所制備的莫來石耐火骨料氣孔率高、體積密度小和強度低；或因原料中鋁硅的比例與莫來石理論組成中鋁硅比例偏差較大，導致所制備出的莫來石耐火骨料中莫來石含量較低。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種成本低、工藝簡單和能工業(yè)化生產(chǎn)的以托帕石為原料的莫來石耐火骨料的制備方法。用該方法制備的莫來石耐火骨料的莫來石含量高，莫來石耐火骨料的氣孔率低、體積密度大、常溫耐壓強度高、耐火度高和高溫性能穩(wěn)定，能夠滿足高級耐火制品使用原料的要求。?