[發明專利]一種高抗熱震性氧化鈣球團及制備方法

有效

• 申請號: 201410163990.0
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103951290A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 曹建尉;楊航;王志;公旭中
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C04B2/02
• 分類號: C04B2/02;B09B3/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;盧紀

技術領域

本發明涉及大宗工業固廢資源化利用技術領域，一種利用電石渣制備高抗熱震性氧化鈣球團及制備方法。

背景技術

電石渣是在電石法PVC制取乙炔過程中排放出的一種以Ca(OH)₂為主要成分且難以消納處理的工業廢渣。Ca(OH)₂含量可以達到80.0-90.0％，具有很大潛在資源再利用價值，可以分離除雜再成型燒結生產氧化鈣，作為電石生產鈣質原料循環再利用。

電石生產中，使用氧化鈣球團作為電石生產原料較粉狀氧化鈣便于產物CO排出，促進反應進行，而且高活性氧化鈣球團的高孔隙率有效促進了固-固反應傳遞過程的進行，顯著提高與焦炭的反應能力。抗熱震性指材料承受一定程度的溫度急劇變化而結構不致被破壞的性能，但是氧化鈣球團在利用過程中對抗熱震性的要求體現在如下兩個方面：一方面氧化鈣球團在進入回轉窯煅燒時中要經受來自煤粉燃燒產生的900.0-1100.0℃的高溫氣氛的熱沖擊和煅燒完成后冷卻風的急冷沖擊，氧化鈣球團容易爆裂粉化，這將造成回轉窯的“結圈”，大幅降低窯爐使用壽命；另一方面如果氧化鈣球團由室溫投入電石爐時經受電弧爐上部1000.0℃左右的急熱沖擊發生熱爆裂將極大降低球團與焦炭的反應能力。因此，制備具有優良的抗熱震性能氧化鈣球團是電石渣循環利用作為電石原料迫切要求解決的技術難題。本發明制備的氧化鈣球團在與室溫溫差為500.0-1100.0℃，冷熱循環5.0-10.0次強度下降6.0-25.0％

通過檢索，未檢索到關于利用電石渣制備高抗熱震性氧化鈣球團的相關技術專利。CN1159795公布了一種Li₂O·nAl₂O₃·mSiO₂質低膨脹陶瓷及其制造方法，通過添加9.0-12.0％工業碳酸鋰，49.0-52.0％高嶺土，37.0-39.0％石英為陶瓷基體原料，添加0.5-2.0％氧化鍺作為燒結促進劑制備得到主晶相為透鋰長石的低膨脹系數的固溶體。CN88100211公布了一種高強度抗震隔熱多孔陶瓷的制備方法，該方法把純度大于98.4％的莫來石球磨得粒度小于1.0μm的莫來石粉，然后與采用共沉淀法制備的氫氧化鋯和氫氧化釔混合溶膠混合造粒，采用先干壓成型再靜壓成型燒成得到高強度抗震隔熱多孔陶瓷。CN103351116A公布了一種節能型耐高溫高抗熱震性的材料的制備方法，該方法在其坯體中引入微量稀土氧化物適度控制該類制品的坯體微觀結構和提高導熱性能以大幅度提高其抗熱震性能。CN101805201A公開了一種高抗熱震性多孔碳化硅陶瓷的制備方法，該方法以硅-樹脂核殼結構先驅體粉體、氧化鋁、二氧化硅和氧化釔按照質量比范圍為100.0：(0.5-10.0)：(0.1-5.0)混合，混合粉體再經壓力成型、炭化處理及燒結處理后，得到高抗熱震性多孔碳化硅陶瓷。

綜合上述發明，現有發明主要存在如下不足：(1)現有發明多靠引入低膨脹相來提高材料整體的抗熱震性能，摻雜物可能對窯爐造成的危害；(2)現有的發明只能單方面提高抗熱震性能或提高強度，缺乏一種既具有高活性又具有高強度的綜合調控。

發明內容

本發明技術解決問題：克服現有技術的不足，針對氧化鈣球團抗熱震性較差，在交變溫度場下經受熱沖擊易于爆裂粉化的技術難題，提供一種高抗熱震性氧化鈣球團及制備方法，本發明調控機理是通過改變煅燒后的多孔氧化鈣球團組織結構：孔結構、孔隙率、孔分布來提高氧化鈣球團的導熱率，從而提高球團抗熱震性。