專利名稱：一種制備莫來石耐火材料骨料的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用廢料合成耐高溫陶瓷材料的技術領域，特別是利用陶 瓷廠廢泥和廢棄粉煤灰燒結制備莫來石耐火材料骨料的方法。
背景技術：
莫來石(3A1203 2Si02)為鋁的鋁氧酸鹽礦物，是A1A-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，電絕緣性強等，是 理想的高級耐火材料，被廣泛用于冶金、玻璃、陶瓷、化學、電力、國防、 燃氣和水泥等工業(yè)(陳冬，陳南春.莫來石的研究進展[J].礦產與地質， 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法(申小清.超細莫來石粉 體的制備研究[D].鄭州大學碩士學位論文，2002: 4-6)。電熔法是將混 合后的原料在電弧中熔融而成，缺點是耗電量大、對合成條件要求苛刻； 燒結法按所用原料性質的不同分為無機硅鋁凝膠法、有機硅鋁凝膠法和礦 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，無機硅鋁凝膠法和有機硅鋁凝膠法是分 別采用無機和有機原料按一定的化學組成制成硅鋁膠體，然后在高溫下煅 燒而成，其缺點是能耗較高，而且有機凝膠法中使用的有機原料價格昂貴。 礦物相變法是將高鋁礬土、高嶺土、葉臘石等天然礦物置于窯中高溫煅燒 而成，該方法的缺點是能耗高，同時由于其礦物組成與莫來石組成之間存
3在較大的差異，造成莫來石轉化率不高，浪費資源。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供了一種利用陶瓷廠 廢泥和廢棄的粉煤灰燒結制備莫來石耐火材料骨料的方法。此方法不僅原 料來源廣泛、生產成本低、能耗小，而且變廢為寶，能產生顯著的經濟與 環(huán)境效益。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下
1) 將粉煤灰放入球磨機中干磨，然后過120目篩，將過篩后的粉煤 灰采用永久磁鐵除鐵，再采用電磁除鐵，使粉煤灰中Fe203的含量低于0. 5%;
2) 取陶瓷廠廢泥和經除鐵處理后的粉煤灰以廢泥粉煤灰二l: 1 6 的質量比混合制成混合料并將混合料放入球磨機中濕磨混勻，形成混合料
漿；
3) 將混合料漿采用壓力式噴霧造粒干燥機造粒，混合料漿的入口溫 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，以 5tVmin的加熱速度由室溫升溫至1200 140(TC，保溫1 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20 100目篩后， 即得不同粒度和含氧化鋁質量分數(shù)為23 40%的莫來石耐火材料骨料。
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，控制磨球 和粉煤灰的質量比為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，控制磨球、混合料和水的質量比為2 3: h 1，研磨時間為O. 5 3h。
本發(fā)明的效果體現(xiàn)在(1 )此方法的主要原料是陶瓷廠淘洗原料及沖刷設備和燃煤電廠排 放的固體廢棄物，用廢泥和粉煤灰合成莫來石不僅有助于節(jié)約天然資源， 降低生產成本，而且有利于環(huán)境保護。
(2) 粉煤灰主要為微米級球形顆粒，與天然礦物相比，原料無需使 用大功率破碎機破碎，且混料均勻。
(3) 合成溫度均低于傳統(tǒng)生產工藝，節(jié)約了礦物資源和能源。
(4) 通過調節(jié)原料配比，可以合成氧化鋁含量不同的莫來石耐火材 料骨料。
具體實施例方式
實施例l:
1) 將粉煤灰放入球磨機中干磨，利用氧化鋁球石作為研磨介質，控 制磨球和粉煤灰的質量比為2: 1，研磨時間為lh，然后過120目篩，將
過篩后的粉煤灰采用永久磁鐵除鐵，再采用電磁除鐵，使粉煤灰中Fe203
的含量低于0. 5%;
2) 取陶瓷廠廢泥和經除鐵處理后的粉煤灰以廢泥粉煤灰=1: l的質 量比混合制成混合料并將混合料放入球磨機中濕磨混勻，利用氧化鋁球石 作為研磨介質，控制磨球、混合料和水的質量比為2: 1: 1，研磨時間為 0. 5h形成混合料漿；
3) 將混合料漿采用壓力式噴霧造粒干燥機造粒，混合料漿的入口溫 度為12(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，以 5°C/min的加熱速度由室溫升溫至1200°C，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50目篩后，即得 莫來石耐火材料骨料。實施例2:
1) 將粉煤灰放入球磨機中干磨，利用氧化鋁球石作為研磨介質，控 制磨球和粉煤灰的質量比為3: 1，研磨時間為3h，然后過120目篩，將
過篩后的粉煤灰采用永久磁鐵除鐵，再采用電磁除鐵，使粉煤灰中Fe203
的含量低于0. 5%;
2) 取陶瓷廠廢泥和經除鐵處理后的粉煤灰以廢泥粉煤灰=1: 3的質
量比混合制成混合料并將混合料放入球磨機中濕磨混勻，利用氧化鋁球石
作為研磨介質，控制磨球、混合料和水的質量比為2. 5: 1: 1，研磨時間 為3h形成混合料漿；
3) 將混合料漿采用壓力式噴霧造粒干燥機造粒，混合料漿的入口溫 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，以 5tVmin的加熱速度由室溫升溫至130(TC，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20目篩后，即得 莫來石耐火材料骨料。
實施例3:
1) 將粉煤灰放入球磨機中干磨，利用氧化鋁球石作為研磨介質，控 制磨球和粉煤灰的質量比為2.8: 1，研磨時間為0.5h，然后過120目篩， 將過篩后的粉煤灰采用永久磁鐵除鐵，再采用電磁除鐵，使粉煤灰中FeA 的含量低于0. 5%;
2) 取陶瓷廠廢泥和經除鐵處理后的粉煤灰以廢泥粉煤灰-l: 6的質
量比混合制成混合料并將混合料放入球磨機中濕磨混勻，利用氧化鋁球石
作為研磨介質，控制磨球、混合料和水的質量比為2. 8: 1: 1，研磨時間 為2h形成混合料漿；3) 將混合料漿采用壓力式噴霧造粒干燥機造粒，混合料漿的入口溫 度為18(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，以 5°C/min的加熱速度由室溫升溫至1250°C，保溫2. 5h，自然冷卻后取出樣
PI
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 得莫來石耐火材料骨料。
實施例4:
1) 將粉煤灰放入球磨機中干磨，利用氧化鋁球石作為研磨介質，控 制磨球和粉煤灰的質量比為2. 3: 1，研磨時間為2h，然后過120目篩， 將過篩后的粉煤灰采用永久磁鐵除鐵，再采用電磁除鐵，使粉煤灰中Fe203 的含量低于0. 5%;
2) 取陶瓷廠廢泥和經除鐵處理后的粉煤灰以廢泥粉煤灰=1: 4的質 量比混合制成混合料并將混合料放入球磨機中濕磨混勻，利用氧化鋁球石 作為研磨介質，控制磨球、混合料和水的質量比為3: 1: 1，研磨時間為 lh形成混合料漿；
3) 將混合料漿采用壓力式噴霧造粒干燥機造粒，混合料漿的入口溫
度為26(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，以 5"C/min的加熱速度由室溫升溫至135(TC，保溫1. 5h，自然冷卻后取出樣
P
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 莫來石耐火材料骨料。
實施例5:1) 將粉煤灰放入球磨機中干磨，利用氧化鋁球石作為研磨介質，控
制磨球和粉煤灰的質量比為2.5: 1，研磨時間為1.5h，然后過120目篩， 將過篩后的粉煤灰采用永久磁鐵除鐵，再采用電磁除鐵，使粉煤灰中FeA 的含量低于0. 5%;
2) 取陶瓷廠廢泥和經除鐵處理后的粉煤灰以廢泥粉煤灰=1: 2的質 量比混合制成混合料并將混合料放入球磨機中濕磨混勻，利用氧化鋁球石
作為研磨介質，控制磨球、混合料和水的質量比為2.3: 1: 1，研磨時間 為2. 5h形成混合料漿；
3) 將混合料漿采用壓力式噴霧造粒干燥機造粒，混合料漿的入口溫 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，以 5TVmin的加熱速度由室溫升溫至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60目篩后，即得 莫來石耐火材料骨料。
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權利要求
1、一種制備莫來石耐火材料骨料的方法，其特征在于1)將粉煤灰放入球磨機中干磨，然后過120目篩，將過篩后的粉煤灰采用永久磁鐵除鐵，再采用電磁除鐵，使粉煤灰中Fe2O3的含量低于0.5％；2)取陶瓷廠廢泥和經除鐵處理后的粉煤灰以廢泥∶粉煤灰＝1∶1～6的質量比混合制成混合料并將混合料放入球磨機中濕磨混勻，形成混合料漿；3)將混合料漿采用壓力式噴霧造粒干燥機造粒，混合料漿的入口溫度為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，以5℃/min的加熱速度由室溫升溫至1200～1400℃，保溫1～3h，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20～100目篩后，即得不同粒度和含氧化鋁質量分數(shù)為23～40％的莫來石耐火材料骨料。
2、 根據(jù)權利要求1所述的制備莫來石耐火材料骨料的方法，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，控制磨 球和粉煤灰的質量比為2 3: 1，研磨時間為0.5 3h。
3、 根據(jù)權利要求1所述的制備莫來石耐火材料骨料的方法，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，控制磨 球、混合料和水的質量比為2 3: 1: 1，研磨時間為0.5 3h。
全文摘要
一種制備莫來石耐火材料骨料的方法，將粉煤灰放入球磨機中干磨后采用永久磁鐵除鐵，再采用電磁除鐵；取陶瓷廠廢泥和經除鐵處理后的粉煤灰放入球磨機中濕磨混勻后采用壓力式噴霧造粒干燥機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燒結，自然冷卻后倒入物料攪拌器中攪拌，過篩即得不同粒度莫來石耐火材料骨料。本發(fā)明用廢泥和粉煤灰合成莫來石不僅有助于節(jié)約天然資源，降低生產成本，而且有利于環(huán)境保護。粉煤灰主要為微米級球形顆粒，無需使用大功率破碎機破碎，且混料均勻。合成溫度均低于傳統(tǒng)生產工藝，節(jié)約了礦物資源和能源。通過調節(jié)原料配比，可以合成氧化鋁含量不同的莫來石耐火材料骨料。
文檔編號C04B35/66GK101585706SQ20091002318
公開日2009年11月25日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權日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