專利名稱：一種用藍(lán)晶石制備莫來(lái)石均質(zhì)料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)非金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種用天然藍(lán)晶石礦合成制備莫來(lái)石均質(zhì)料的其制備方法。
背景技術(shù)：
藍(lán)晶石(Kyanite)屬鋁硅系礦物，其化學(xué)式為=Al2O3—SiO2,它具有在高溫下不可逆轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊?lái)石和S^2、并伴隨有較大體積膨脹的特性。藍(lán)晶石的應(yīng)用主要是在鋁硅系(包括粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)、莫來(lái)石質(zhì)以及剛玉質(zhì))耐火材料的基質(zhì)中加入少量藍(lán)晶石(<ιο%)作為膨脹劑來(lái)改善耐火材料的性能；在輕質(zhì)耐火材料中加入少量藍(lán)晶石12%)以增加制品中莫來(lái)石相的含量。在耐火材料中加入藍(lán)晶石后，因其在高溫下的莫來(lái)石化反應(yīng)可以形成很好的高溫物相構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而顯著提高耐火材料的高溫性能，如高溫體積穩(wěn)定性(減少收縮裂紋)、高溫蠕變性、熱震穩(wěn)定性、荷重軟化溫度等。然而，在我國(guó)目前藍(lán)晶石礦的利用僅限于精礦(Al2O3彡55%)，而占總儲(chǔ)量90%以上的中低品位藍(lán)晶石礦閑置，尚未綜合利用。莫來(lái)石為鋁硅酸鹽礦物，是Al2O3- SiO2 二元系中唯一穩(wěn)定的化合物，屬高級(jí)耐火材料，已在高溫工業(yè)中廣泛應(yīng)用。工業(yè)用莫來(lái)石主要采用燒結(jié)法和電熔法制備，使用的原料主要有鋁礬土、粘土、工業(yè)氧化鋁、煤矸石、高純石英砂、粉煤灰等，用它們中的一種或幾種來(lái)合成制備莫來(lái)石，當(dāng)制備Al2O3含量為> 60%的莫來(lái)石時(shí)其燒結(jié)溫度通常在1650 1700°C。而采用藍(lán)晶石為起始原料來(lái)制備的莫來(lái)石，不僅其莫來(lái)石相的含量高、晶體形狀好、組成與結(jié)構(gòu)均勻、產(chǎn)物的高溫性能更好，而且可使大量閑置的中低品位藍(lán)晶石礦得到利用，大幅度提高資源的利用率。目前尚未檢索到用藍(lán)晶石礦(特別是中低品位藍(lán)晶石礦)作原料、加入本發(fā)明所用助燒結(jié)劑來(lái)制備莫來(lái)石方面的文獻(xiàn)與發(fā)明專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是用天然藍(lán)晶石礦做原料，研制一種莫來(lái)石相含量高、晶體形狀好、化學(xué)組成和顯微結(jié)構(gòu)均勻、高溫性能好的莫來(lái)石的制備方法。本發(fā)明的特點(diǎn)在于用天然藍(lán)晶石礦作原料，部分加入鋁礬土和/或工業(yè)氧化鋁和微量助燒結(jié)劑，采用濕法或干法共磨、混合均勻，經(jīng)成型、干燥、燒結(jié)制得本發(fā)明產(chǎn)品。本發(fā)明的用藍(lán)晶石制備莫來(lái)石均質(zhì)料的制備方法包括下述步驟
a、按重量百分比取=Al2O3含量彡40%的藍(lán)晶石60 90%、Al2O3含量彡85%的高鋁礬土 0 40%、Al2O3含量彡98%的工業(yè)氧化鋁0 40%，以及上述原料重量百分比之和的作為燒結(jié)劑的稀土氧化物(Tl. 5%、純度彡98. 5%的MgO (Tl. 5% ；所述的稀土氧化物為CeO2、La2O3或^O3 中的任意一種；
b、采用濕法或干法共磨混合，粒度均為<0. 074mm，用半干法機(jī)壓或濕法擠壓成塊狀坯體，烘干至水分< 1.0%;C、將烘干后的坯體置于溫度為146(T160(TC的條件下焙燒，保溫壙16小時(shí)，然后冷卻至室溫即可制得Al2O3含量45 70%%，體積密度2. 3 2. 8g/cm3的產(chǎn)物。本發(fā)明制備的莫來(lái)石均質(zhì)料Al2O3含量為45 70%，其主晶相為莫來(lái)石(相對(duì)含量為 60 95%。本發(fā)明的有益效果如下
1、所用藍(lán)晶石礦來(lái)源豐富，特別是閑置的中低品位藍(lán)晶石礦的利用，大幅度提高了資源的利用率；
2、利用藍(lán)晶石轉(zhuǎn)化為莫來(lái)石相的特點(diǎn)，本發(fā)明制備的產(chǎn)品莫來(lái)石相含量高、晶體形狀好、組成與結(jié)構(gòu)均勻、產(chǎn)物的高溫性能好；
3、制作工藝簡(jiǎn)單，燒成溫度相對(duì)較低，節(jié)能，適宜大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以下將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步描述，但并不限制本發(fā)明。本發(fā)明的用藍(lán)晶石制備莫來(lái)石均質(zhì)料的制備方法包括下述步驟
a、按重量百分比取=Al2O3含量彡0%的藍(lán)晶石6(T90%、Al2O3含量彡85%的高鋁礬土 0 40%、Al2O3含量彡98%的工業(yè)氧化鋁0 40%，以及上述原料重量百分比之和的作為燒結(jié)劑的稀土氧化物(Tl. 5%、純度彡98. 5%的MgO (Tl. 5% ；所述的稀土氧化物為CeO2、La2O3或^O3 中的任意一種；
b、采用濕法或干法共磨混合，粒度均為<0. 074mm，用半干法機(jī)壓或濕法擠壓成塊狀坯體，烘干至水分< 1.0%;
C、將烘干后的坯體置于溫度為146(T160(TC的條件下焙燒，保溫壙16小時(shí)，然后冷卻至室溫即可制得Al2O3含量45 70%，體積密度2. 3 2. 8g/cm3的產(chǎn)物。本發(fā)明制備的莫來(lái)石均質(zhì)料Al2O3含量為45 70%，其主晶相為莫來(lái)石(相對(duì)含量為 60 95%)。實(shí)施例1
按重量百分比取Al2O3含量為46%、粒度<0. 074mm的藍(lán)晶石10096，，在濕式球磨機(jī)內(nèi)混合均勻，經(jīng)壓濾脫水、真空擠泥制得泥坯，干燥后入窯，在1470°C保溫8小時(shí)，冷卻至室溫即得到產(chǎn)物。實(shí)施例2:
按重量百分比取Al2O3含量為53%、粒度<0. 074mm的藍(lán)晶石100%，干混均勻，加水6% (或紙漿廢液8%)，機(jī)壓成坯，干燥后入窯，在1500°C保溫10小時(shí)，冷卻至室溫即得到產(chǎn)物。實(shí)施例3:
按重量百分比取Al2O3含量為56%、粒度<0. 074mm的藍(lán)晶石100%,加入0. 4%的CeO2, 在濕式球磨機(jī)內(nèi)混合均勻，經(jīng)壓濾脫水、真空擠泥制得泥坯，干燥后入窯，在1550°C保溫8 小時(shí)，冷卻至室溫即得到產(chǎn)物。實(shí)施例4:
按重量百分比取=Al2O3含量45%的藍(lán)晶石70%、A1203含量> 85%的高鋁礬土 30%，粒度均為< 0. 074mm,加入0. 5%的^O3和0. 6%的MgO，在濕式球磨機(jī)內(nèi)混合均勻，經(jīng)壓濾脫水、 真空擠泥制得泥坯，干燥后入窯，在1540°C保溫8小時(shí)，冷卻至室溫即得到產(chǎn)物。
實(shí)施例5:
按重量百分比取=Al2O3含量55%的藍(lán)晶石70%、A1203含量彡88%的高鋁礬土 20%，工業(yè)氧化鋁10%，粒度均為< 0. 074mm,加入1. 0%的Lei2O3和0. 8%的MgO，在濕式球磨機(jī)內(nèi)混合均勻，經(jīng)壓濾脫水、真空擠泥制得泥坯，干燥后入窯，在1580°C保溫16小時(shí)，冷卻至室溫即得到產(chǎn)物。實(shí)施例6:
按重量百分比取=Al2O3含量56%的藍(lán)晶石65%、工業(yè)氧化鋁35%，粒度均為< 0. 074mm, 加入1. 3%的( 和1. 3%的MgO，在濕式球磨機(jī)內(nèi)混合均勻，經(jīng)壓濾脫水、真空擠泥制得泥坯，干燥后入窯，在1600°C保溫14小時(shí)，冷卻至室溫即得到產(chǎn)物。
權(quán)利要求
1. 一種用藍(lán)晶石制備莫來(lái)石均質(zhì)料的制備方法，其特征在于所述制備方法包括下述步驟a、按重量百分比取=Al2O3含量彡40%的藍(lán)晶石6(Tl00%、Al2O3含量彡85%的高鋁礬土 0 40%、Al2O3含量彡98%的工業(yè)氧化鋁0 40%，以及上述原料重量百分比之和的作為燒結(jié)劑的稀土氧化物(Tl. 5%、純度彡98. 5%的MgO (Tl. 5% ；所述的稀土氧化物為CeO2、La2O3或^O3 中的任意一種；b、采用濕法或干法共磨混合，粒度均為<0. 074mm，用半干法機(jī)壓或濕法擠壓成塊狀坯體，烘干至水分< 1.0%;C、將烘干后的坯體置于溫度為146(T160(TC的條件下焙燒，保溫壙16小時(shí)，然后冷卻至室溫即可制得Al2O3含量45 70%%，體積密度2. 3^2. 8g/cm3的產(chǎn)物。
全文摘要
一種用藍(lán)晶石制備莫來(lái)石均質(zhì)料的制備方法，其特征在于所述制備方法包括下述步驟a、按重量百分比取Al2O3含量≥40%的藍(lán)晶石60~100%、Al2O3含量≥85%的高鋁礬土0~40%、Al2O3含量≥98%的工業(yè)氧化鋁0~40%，以及上述原料重量百分比之和的作為燒結(jié)劑的稀土氧化物0~1.5%、純度≥98.5%的MgO0~1.5%；所述的稀土氧化物為CeO2、La2O3或Y2O3中的任意一種；b、采用濕法或干法共磨混合，粒度均為＜0.074mm，用半干法機(jī)壓或濕法擠壓成塊狀坯體，烘干至水分＜1.0%；c、將烘干后的坯體置于溫度為1460~1600℃的條件下焙燒，保溫8~16小時(shí)，然后冷卻至室溫即可制得Al2O3含量45~70%%，體積密度2.3~2.8g/cm3的產(chǎn)物。
文檔編號(hào)C04B35/622GK102351522SQ20111019804
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者葉方保, 孫高揚(yáng), 楊敬梅, 楊文偉, 牛慶林, 鐘香崇, 雷霞 申請(qǐng)人:南陽(yáng)市開(kāi)元藍(lán)晶石礦, 鄭州大學(xué)