專利名稱：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
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用廢料合成耐高溫陶瓷材料的技術(shù)領(lǐng)域，特別是利用陶 瓷廠廢泥和工業(yè)氧化鋁制備高鋁莫來石的方法。
背景技術(shù)：
莫來石(3A1203 2Si02)為鋁的鋁氧酸鹽礦物，是Ah03-Si02體系在常 壓下唯一穩(wěn)定存在的晶態(tài)化合物，具有耐火度高，抗熱震性、抗化學(xué)侵蝕 性、抗蠕變性能好，荷重軟化溫度高，體積穩(wěn)定性好，電絕緣性強(qiáng)等，是 理想的高級耐火材料，被廣泛用于冶金、玻璃、陶瓷、化學(xué)、電力、國防、 燃?xì)夂退嗟裙I(yè)(陳冬，陳南春.莫來石的研究進(jìn)展[J].礦產(chǎn)與地質(zhì), 2004 (2): 18-22)。
自然界中天然莫來石礦物很少，工業(yè)用莫來石主要為人工合成。目前， 合成工業(yè)用莫來石的方法主要有電熔法和燒結(jié)法(申小清.超細(xì)莫來石粉 體的制備研究[D].鄭州大學(xué)碩士學(xué)位論文，2002: 4-6)。電熔法是將混 合后的原料在電弧中熔融而成，缺點(diǎn)是耗電量大、對合成條件要求苛刻； 燒結(jié)法按所用原料性質(zhì)的不同分為無機(jī)硅鋁凝膠法、有機(jī)硅鋁凝膠法和礦 物相變法(衛(wèi)曉輝，孫加林，孫庚辰.莫來石的低溫合成[J].耐火材料， 2008， 42 (3): 229-231)。其中，無機(jī)硅鋁凝膠法和有機(jī)硅鋁凝膠法是分 別采用無機(jī)和有機(jī)原料按一定的化學(xué)組成制成硅鋁膠體，然后在高溫下煅 燒而成，其缺點(diǎn)是能耗較高，而且有機(jī)凝膠法中使用的有機(jī)原料價格昂貴。 礦物相變法是將高鋁磯土、高嶺土、葉臘石等天然礦物置于窯中高溫煅燒 而成，該方法的缺點(diǎn)是能耗高，同時由于其礦物組成與莫來石組成之間存在較大的差異，造成莫來石轉(zhuǎn)化率不高，浪費(fèi)資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種利用陶瓷廠 廢泥和工業(yè)氧化鋁制備高鋁莫來石骨料的方法。此方法不僅原料來源廣 泛、生產(chǎn)成本低、能耗小，而且變廢為寶，所合成莫來石的氧化鋁含量高， 結(jié)晶性能好，能產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
1) 將鋁礬土放入球磨機(jī)中干磨，然后過120目篩，將過篩后的鋁礬
土采用永久磁鐵除鐵，再采用電磁除鐵，使鋁礬土中Fe203的含量低于0. 5%;
2) 取陶瓷廠廢泥、經(jīng)除鐵后的鋁礬土和工業(yè)氧化鋁以廢泥鋁礬土 工業(yè)氧化鋁=1: (0.5 2): (0.5 2)的質(zhì)量比混合制成混合料并將混合 料放入球磨機(jī)中濕磨混勻，形成混合泥槳；
3) 將混合泥漿采用壓力式噴霧造粒干燥機(jī)造粒，混合泥漿的入口溫 度為110 30(TC，形成顆粒狀粉體；
4) 將顆粒狀粉體放入氧化鋁坩堝中，并置于硅碳棒電阻爐內(nèi)，以 5tVmin的加熱速度自室溫升溫至1100 140(TC，保溫1 4h，自然冷卻 后取出樣品；
5) 將自然冷卻后的樣品倒入物料攪拌器中攪拌，過20 100目篩后， 即得不同粒度和氧化鋁含量的莫來石骨料。
本發(fā)明步驟1)中的干磨是利用氧化鋁球石作為研磨介質(zhì)，控制磨球 和鋁礬土的質(zhì)量比為2 3: 1，研磨時間為0.5 3h;
步驟2)中的濕磨是利用氧化鋁球石作為研磨介質(zhì)，控制磨球、混合 料和水的質(zhì)量比為2 3: 1: 1，研磨時間為0.5 3h。
本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在(1) 此方法的主要原料是陶瓷廠淘洗原料及沖刷設(shè)備排出的固體廢 棄物，用陶瓷廠廢泥合成莫來石不僅有助于節(jié)約天然資源，降低生產(chǎn)成本， 而且有利于環(huán)境保護(hù)。
(2) 合成溫度均低于傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，節(jié)約了礦物資源和能源。
(3) 通過調(diào)節(jié)原料配比，可以合成氧化鋁含量不同的莫來石骨料。
具體實施例方式
實施例l:
1) 將鋁礬土放入球磨機(jī)中干磨，利用氧化鋁球石作為研磨介質(zhì)，控 制磨球和鋁礬土的質(zhì)量比為2: 1，研磨時間為lh然后過120目篩，將過
篩后的鋁礬土采用永久磁鐵除鐵，再采用電磁除鐵，使鋁礬土中1^203的含
量低于0. 5%;
2) 取陶瓷廠廢泥、經(jīng)除鐵后的鋁礬土和工業(yè)氧化鋁以廢泥鋁磯土 工業(yè)氧化鋁=1: 0.5: 0.5的質(zhì)量比混合制成混合料并將混合料放入球磨機(jī) 中濕磨混勻，利用氧化鋁球石作為研磨介質(zhì)，控制磨球、混合料和水的質(zhì) 量比為2: 1: 1，研磨時間為lh形成混合泥漿；
3) 將混合泥漿采用壓力式噴霧造粒干燥機(jī)造粒，混合泥漿的入口溫 度為120'C，形成顆粒狀粉體；
4) 將顆粒狀粉體放入氧化鋁坩堝中，并置于硅碳棒電阻爐內(nèi)，以
5°C/min的加熱速度自室溫升溫至120(TC，保溫3h，自然冷卻后取出樣品；
5) 將自然冷卻后的樣品倒入物料攪拌器中攪拌，過80目篩后，即得 莫來石骨料。
實施例2:
1)將鋁礬土放入球磨機(jī)中干磨，利用氧化鋁球石作為研磨介質(zhì)，控
制磨球和鋁礬土的質(zhì)量比為3: 1，研磨時間為2h然后過120目篩，將過篩后的鋁礬土采用永久磁鐵除鐵，再采用電磁除鐵，使鋁礬土中Fe必的含 量低于0. 5%;
2) 取陶瓷廠廢泥、經(jīng)除鐵后的鋁礬土和工業(yè)氧化鋁以廢泥鋁礬土 工業(yè)氧化鋁=1: 1: 2的質(zhì)量比混合制成混合料并將混合料放入球磨機(jī)中濕 磨混勻，利用氧化鋁球石作為研磨介質(zhì)，控制磨球、混合料和水的質(zhì)量比 為3: 1: 1，研磨時間為3h形成混合泥漿；
3) 將混合泥漿采用壓力式噴霧造粒干燥機(jī)造粒，混合泥漿的入口溫 度為30(TC，形成顆粒狀粉體；
4) 將顆粒狀粉體放入氧化鋁坩堝中，并置于硅碳棒電阻爐內(nèi)，以 5'C/min的加熱速度自室溫升溫至1400°C，保溫lh，自然冷卻后取出樣品；
5) 將自然冷卻后的樣品倒入物料攪拌器中攪拌，過100目篩后，即 得莫來石骨料。
實施例3:
1) 將鋁礬土放入球磨機(jī)中干磨，利用氧化鋁球石作為研磨介質(zhì)，控 制磨球和鋁礬土的質(zhì)量比為2.5: 1,研磨時間為3h然后過120目篩，將 過篩后的鋁礬土采用永久磁鐵除鐵，再采用電磁除鐵，使鋁礬土中Fe203 的含量低于0. 5%;
2) 取陶瓷廠廢泥、經(jīng)除鐵后的鋁礬土和工業(yè)氧化鋁以廢泥鋁礬土: 工業(yè)氧化鋁二l: 1.6: 1的質(zhì)量比混合制成混合料并將混合料放入球磨機(jī)中 濕磨混勻，利用氧化鋁球石作為研磨介質(zhì)，控制磨球、混合料和水的質(zhì)量 比為2.7: 1: 1，研磨時間為2h形成混合泥漿；
3) 將混合泥漿采用壓力式噴霧造粒干燥機(jī)造粒，混合泥漿的入口溫 度為15(TC，形成顆粒狀粉體；
4) 將顆粒狀粉體放入氧化鋁坩堝中，并置于硅碳棒電阻爐內(nèi)，以5°C/min的加熱速度自室溫升溫至110(TC，保溫4h，自然冷卻后取出樣品； 5)將自然冷卻后的樣品倒入物料攪拌器中攪拌，過50目篩后，即得
莫來石骨料。 實施例4:
1) 將鋁礬土放入球磨機(jī)中干磨，利用氧化鋁球石作為研磨介質(zhì)，控 制磨球和鋁礬土的質(zhì)量比為2.7: 1，研磨時間為0.5h然后過120目篩， 將過篩后的鋁磯土采用永久磁鐵除鐵，再采用電磁除鐵，使鋁磯土中Fe203 的含量低于0. 5°/0;
2) 取陶瓷廠廢泥、經(jīng)除鐵后的鋁磯土和工業(yè)氧化鋁以廢泥鋁磯土-工業(yè)氧化鋁=1: 1.2: 1. 3的質(zhì)量比混合制成混合料并將混合料放入球磨機(jī) 中濕磨混勻，利用氧化鋁球石作為研磨介質(zhì)，控制磨球、混合料和水的質(zhì) 量比為2.5: 1: 1，研磨時間為0. 5h形成混合泥槳；
3) 將混合泥漿采用壓力式噴霧造粒干燥機(jī)造粒，混合泥漿的入口溫 度為200。C，形成顆粒狀粉體；
4) 將顆粒狀粉體放入氧化鋁坩堝中，并置于硅碳棒電阻爐內(nèi)，以 5°C/min的加熱速度自室溫升溫至1300°C，保溫2h，自然冷卻后取出樣品；
5) 將自然冷卻后的樣品倒入物料攪拌器中攪拌，過60目篩后，即得 莫來石骨料。
實施例5:
1) 將鋁礬土放入球磨機(jī)中干磨，利用氧化鋁球石作為研磨介質(zhì)，控 制磨球和鋁礬土的質(zhì)量比為2.2: 1，研磨時間為2.5h然后過120目篩， 將過篩后的鋁礬土采用永久磁鐵除鐵，再采用電磁除鐵，使鋁礬土中Fe203 的含量低于0. 5%;
2) 取陶瓷廠廢泥、經(jīng)除鐵后的鋁礬土和工業(yè)氧化鋁以廢泥鋁礬土工業(yè)氧化鋁=1: 2: 1. 7的質(zhì)量比混合制成混合料并將混合料放入球磨機(jī)中 濕磨混勻，利用氧化鋁球石作為研磨介質(zhì)，控制磨球、混合料和水的質(zhì)量 比為2.3: 1: 1，研磨時間為1.5h形成混合泥漿；
3) 將混合泥漿采用壓力式噴霧造粒干燥機(jī)造粒，混合泥漿的入口溫 度為11(TC,形成顆粒狀粉體；
4) 將顆粒狀粉體放入氧化鋁坩堝中，并置于硅碳棒電阻爐內(nèi)，以
5。C/min的加熱速度自室溫升溫至125(TC，保溫1. 5h，自然冷卻后取出樣
P
叩5
5) 將自然冷卻后的樣品倒入物料攪拌器中攪拌，過20目篩后，即得 莫來石骨料。
權(quán)利要求
1、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，其特征在于1)將鋁礬土放入球磨機(jī)中干磨，然后過120目篩，將過篩后的鋁礬土采用永久磁鐵除鐵，再采用電磁除鐵，使鋁礬土中Fe2O3的含量低于0.5％；2)取陶瓷廠廢泥、經(jīng)除鐵后的鋁礬土和工業(yè)氧化鋁以廢泥∶鋁礬土∶工業(yè)氧化鋁＝1∶(0.5～2)∶(0.5～2)的質(zhì)量比混合制成混合料并將混合料放入球磨機(jī)中濕磨混勻，形成混合泥漿；3)將混合泥漿采用壓力式噴霧造粒干燥機(jī)造粒，混合泥漿的入口溫度為110～300℃，形成顆粒狀粉體；4)將顆粒狀粉體放入氧化鋁坩堝中，并置于硅碳棒電阻爐內(nèi)，以5℃/min的加熱速度自室溫升溫至1100～1400℃，保溫1～4h，自然冷卻后取出樣品；5)將自然冷卻后的樣品倒入物料攪拌器中攪拌，過20～100目篩后，即得不同粒度和氧化鋁含量的莫來石骨料。
2、 根據(jù)禾又利要求1所述的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，其特征在于所述的步驟l)中的干磨是利用氧化鋁球 石作為研磨介質(zhì)，控制磨球和鋁礬土的質(zhì)量比為2 3:1 ，研磨時間為0. 5 3h。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的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，其特征在于所述的步驟2)中的濕磨是利用氧化鋁球 石作為研磨介質(zhì)，控制磨球、混合料和水的質(zhì)量比為2 3: 1: 1，研磨時 間為0. 5 3h。
全文摘要
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，將鋁礬土放入球磨機(jī)中干磨后除鐵；取陶瓷廠廢泥、經(jīng)除鐵后的鋁礬土和工業(yè)氧化鋁濕磨混勻，形成混合泥漿；將混合泥漿采用壓力式噴霧造粒干燥機(jī)造粒形成顆粒狀粉體；將顆粒狀粉體放入氧化鋁坩堝中，并置于硅碳棒電阻爐內(nèi)燒結(jié)后自然冷卻后取出樣品；將自然冷卻后的樣品倒入物料攪拌器中攪拌，過篩后，即得不同粒度和氧化鋁含量的莫來石骨料。本發(fā)明用陶瓷廠廢泥合成莫來石不僅有助于節(jié)約天然資源，降低生產(chǎn)成本，而且有利于環(huán)境保護(hù)。合成溫度均低于傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，節(jié)約了礦物資源和能源。通過調(diào)節(jié)原料配比，可以合成氧化鋁含量不同的莫來石骨料。
文檔編號C04B35/622GK101585711SQ20091002317
公開日2009年11月25日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者吳建鵬, 曹麗云, 李穎華, 黃劍鋒 申請人:陜西科技大學(xué)