[發明專利]一種合成莫來石原料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310437815.1
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103496708A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 趙惠忠;陳金鳳;張寒;周芬;余俊;王立鋒;李靜捷
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C01B33/26
• 分類號: C01B33/26;C04B35/185
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于莫來石技術領域。具體涉及一種合成莫來石原料及其制備方法。

背景技術

莫來石（3Al₂O₃·2SiO₂）是一種優質的耐火原料，具有耐火度高、高溫蠕變率低、荷重軟化溫度高、高溫強度大及抗化學腐蝕性好等特點，廣泛應用于有色、冶金、水泥和玻璃等高溫領域。

但作為Al₂O₃-SiO₂體系中常壓下穩定存在的二元化合物，天然的莫來石礦物卻幾乎不存在，只能通過含Al₂O₃和SiO₂的礦物原料進行人工合成，如高鋁礬土、高嶺石、紅柱石和鋁土礦等。

目前，制備莫來石原料常用的方法為燒結法和電熔法。通過燒結法合成莫來石，其晶粒尺寸較小，缺陷較多，且合成莫來石的過程中伴隨7~8%的體積膨脹，這對莫來石的燒結致密化造成了一定的影響；而以電熔法制備莫來石，雖然能獲得較大尺寸的晶粒，但其成本高、能耗大，這無疑對莫來石的工業生產應用帶來了一定的阻礙。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工藝簡單、生產成本低和對設備無特殊要求的合成莫來石原料的制備方法。用該方法所合成的莫來石原料結晶好、莫來石轉化率高和燒結性能優良。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案的具體步驟是：

第一步、將天然鋁土礦加入球磨機中，球磨至100μm以下，得到球磨后的鋁土礦粉末。

第二步、將球磨后的鋁土礦粉末置于馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為600~700℃，保溫時間為0.5~1小時，得到煅燒后的鋁土礦粉末。

第三步、向煅燒后的鋁土礦粉末中加入占煅燒后的鋁土礦粉末40~50wt%的水，在球磨機中濕磨至80μm以下，得到濕磨后的鋁土礦粉末。

?第四步、將濕磨后的鋁土礦粉末在100~120℃溫度下干燥12~24小時，得到干燥后的鋁土礦粉末。

第五步、在干燥后的鋁土礦粉末中加入占干燥后的鋁土礦粉末5~8wt%的硅微粉，混合均勻，得到混勻后的粉末。

第六步、將混勻后的粉末采用半干法機壓成型，置于高溫爐中升溫至1600~1650℃，保溫2~4小時，破碎，即得合成莫來石原料。

所述天然鋁土礦的主要化學成分是：AlOOH含量≥70wt%；SiO₂含量≥20wt%。

所述硅微粉的粒度≤30μm；硅微粉的SiO₂含量≥98wt%。

所述機壓成型的壓力為120~150MPa。

由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有以下積極效果：

采用天然鋁土礦為原料，其礦藏豐富，價格低廉，降低了合成莫來石的生產成本，有利于工業化生產，節省勞動力資源，對設備無特殊要求。通過輕燒和干濕球磨相結合的技術方案，提高了鋁土礦粉末的燒結活性，所合成的莫來石轉化率高，結晶好。

本發明所制備的合成莫來石原料經檢測：轉化率≥70%，體積密度為2.65~2.80g/cm³，顯氣孔率為8~11%；滿足工業生產莫來石制品的要求。

因此，本發明的合成工藝簡單、生產成本低和對設備無特殊要求。所制備的合成莫來石原料具有莫來石轉化率高、結晶好和燒結性能優良的特點。

具體實施方式

下面結合實施例對本具體實施方式作進一步的描述，并非對本發明保護范圍的限制：

為避免重復，先將本具體實施方式中所涉及的原料或有關技術參數統一描述如下，實施例中不再贅述：

所述天然鋁土礦的主要化學成分是：AlOOH含量≥70wt%；SiO₂含量≥20wt%。

所述硅微粉的粒度≤30μm；硅微粉的SiO₂含量≥98wt%。

所述機壓成型的壓力為120~150MPa。

實施例1

一種合成莫來石原料及其制備方法。其制備方法的具體步驟是：

第一步、將天然鋁土礦加入球磨機中，球磨至100μm以下，得到球磨后的鋁土礦粉末。

第二步、將球磨后的鋁土礦粉末置于馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為600~650℃，保溫時間為0.5~1小時，得到煅燒后的鋁土礦粉末。

第三步、向煅燒后的鋁土礦粉末中加入占煅燒后的鋁土礦粉末40~45wt%的水，在球磨機中濕磨至80μm以下，得到濕磨后的鋁土礦粉末。