[發(fā)明專利]利用煤矸石生產(chǎn)莫來卡特砂的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010011866.8
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111151701B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高永濤;周麗;馮琦;張智;林煉;陳建文;亢浪浪;王宇軒;劉松柏
• 申請（專利權(quán)）人: 山西超牌煅燒高嶺土有限公司
• 主分類號: B22C1/02
• 分類號: B22C1/02;B22C5/00
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43211
• 代理人: 唐湘

本發(fā)明公開了一種利用煤矸石生產(chǎn)莫來卡特砂的方法，所述方法包括以下步驟：S1、將65～80重量份的煤矸石、20～35重量份的礦化劑進行破碎、超細研磨后，混拌均勻；S2、向混合粉中外加混合粉質(zhì)量12～16％的水制成半干料后陳腐一段時間；S3、向陳腐后的料中加入混合粉質(zhì)量5～15％的水進行造粒；S4、將造粒的半成品干燥后在800～1000℃的溫度下預(yù)熱1小時以上，然后進入回轉(zhuǎn)窯在為1370～1410℃溫度下煅燒，即得莫來卡特砂。本發(fā)明制備的莫來卡特砂的體積密度為2.4～2.5g/cm³，內(nèi)部的礦物相不含有方石英和剛玉，莫來石相含量為54～56％，具有耐火度高、熱膨脹系數(shù)低、耐磨損、抗熱震性優(yōu)良等特點。采用本方法制備的莫來卡特砂尤其適合應(yīng)用于鑄造行業(yè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及莫來石的制造技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種利用煤矸石生產(chǎn)莫來卡特砂的方法。

背景技術(shù)

目前鑄造行業(yè)砂型鑄造所用的原料主要是石英砂，在使用過程中，石英砂體積膨脹較大，在金屬氧化物作用下的熱化學(xué)穩(wěn)定性不好，鑄件易產(chǎn)生脈紋、粘結(jié)、表面粗糙等缺陷。因此，為滿足生產(chǎn)高端鑄造件的要求，在鑄造過程中，廠商不得不選擇如鉻鐵礦砂、鎂橄欖石砂、鋯砂等價格高昂、資源稀缺、難以大量使用、砂型不好、有放射性的稀有礦砂資源。為了解決精密鑄造砂給生產(chǎn)帶來的難題，人造莫來卡特砂應(yīng)運而生。

煤矸石是煤炭生產(chǎn)的固體廢物，占到煤炭產(chǎn)量的10～25％，我國歷年存積的煤矸石約有1000MT，并以每年100MT的速度增加。大量煤矸石的堆積，不僅污染周圍的土地、資源，還嚴重損害附近居民的身體健康，解決煤矸石污染環(huán)境的問題顯得越來越突出。

煤矸石的主要化學(xué)成分為Al₂O₃、SiO₂及少量Fe₂O₃、CaO、Na₂O、K₂O、MgO、TiO₂，其中Al₂O₃、SiO₂是硅酸鹽耐火材料的主要成分，在一定條件下可合成硬度高、熱膨脹系數(shù)小的莫來石晶相。利用煤矸石生產(chǎn)莫來卡特砂具有資源豐富、成本低廉、低碳環(huán)保等特性，具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。

目前，利用煤矸石生產(chǎn)莫來卡特砂的方法主要有：1、利用特定區(qū)域(南票煤矸砂)為主要原料，加入石灰乳，經(jīng)破碎成0.18-2mm粒徑砂粒與石灰乳混合均勻，送入豎窯中煅燒后出窯即成品。由于沙粒粒徑較大，石灰乳的礦化作用并不能充分發(fā)揮，產(chǎn)品方石英沒有完全被消除。加之沙粒成分不均勻，制品之間成分差異較大。此種生產(chǎn)方式有規(guī)格小、產(chǎn)品品位低、操作環(huán)境惡劣等缺點。2、選用三級鋁礬土(鋁含量大于46％)，添加鉀長石，經(jīng)過濕法球磨、成型后進行煅燒，煅燒后破碎即成成品。此方法中原料品位高，且煅燒時間短，產(chǎn)品內(nèi)部方石英并沒有完全轉(zhuǎn)化為磷石英和無定型石英，因此存在局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種利用煤矸石生產(chǎn)莫來卡特砂的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)莫來卡特砂時方石英轉(zhuǎn)化不完全的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種利用煤矸石生產(chǎn)莫來卡特砂的方法，包括以下步驟：

S1、將65～80重量份的煤矸石與20～35重量份的礦化劑進行破碎、超細研磨后，混拌均勻；

S2、向混合粉中外加混合粉質(zhì)量12～16％的水制成濕漿后陳腐一段時間；

S3、向陳腐后的料中加入混合粉質(zhì)量5～15％的水進行造粒，得到粒徑直徑在1.18～1.7mm的接近球形的半成品；

S4、將造粒的半成品進行干燥控制半成品的水分在2～4％，將干燥后的半成品在800～1000℃的溫度下預(yù)熱1小時以上，然后在1370～1410℃下煅燒，即得莫來卡特砂。