二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的方法，其特征是：將稱取的鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料和外加劑經(jīng)濕法共磨后，制得到漿體物料；將漿體物料置于蒸壓釜中蒸壓；將蒸壓后的漿體物料通過抽濾進(jìn)行固液分離，干燥，造球，將干燥的球體置于高溫爐中在1300℃～1500℃的溫度下煅燒，升溫速率為2℃～10℃/min，保溫1～5h后即制得輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料。采用本發(fā)明，煅燒溫度比現(xiàn)有工藝降低100℃以上、能耗低，制得的復(fù)相材料具備輕質(zhì)高強(qiáng)的特性，具有良好的保溫隔熱效果，在還原氣氛和化學(xué)環(huán)境中穩(wěn)定性好，可以廣泛應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)與石化行業(yè)中。
【專利說明】二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料 的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于耐火材料，涉及一種二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相 耐火材料的方法。本發(fā)明制備的輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料系一種輕質(zhì)隔熱 耐火材料，可以廣泛應(yīng)用于鋼鐵與石化行業(yè)中。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和能源的需求增加，節(jié)能問題日益成為人們關(guān)注的主題， 工業(yè)窯爐是工業(yè)生產(chǎn)中的主要耗能設(shè)備，尤其在冶金、建材、陶瓷、化工等的熱處理過程中， 能耗巨大，但目前的各種工業(yè)窯爐熱損失都很大，熱效率都較低，能源利用率不到30 %，而 有30%?60%的能量損耗是通過窯爐隔熱材料的蓄熱和散熱造成的。因此，開發(fā)各種新型 隔熱耐高溫材料以滿足能源的開發(fā)與科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要仍是本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
[0003] 目前，工業(yè)上用的輕質(zhì)耐高溫材料存在著許多不足，如普通硅酸鋁質(zhì)輕質(zhì)耐火磚、 高鋁質(zhì)輕質(zhì)耐火磚和硅酸鋁質(zhì)耐火纖維適用溫度局限在1550°c左右的高溫環(huán)境，耐火纖維 在高溫下的粉化行為導(dǎo)致高溫下壽命短，1550°C以上使用的高溫隔熱材料氧化鋁空心球磚 在生產(chǎn)和使用過程中存在著能耗高、價(jià)格高、體積密度大、導(dǎo)熱系數(shù)高等缺點(diǎn)。因此，研制具 有低密度和低導(dǎo)熱率的新型耐高溫多孔隔熱陶瓷材料，對(duì)我國(guó)高溫工業(yè)上的高產(chǎn)出及節(jié)能 減排具有重要意義。
[0004] 白云石礦在我國(guó)儲(chǔ)量大、品位高、價(jià)格低廉，易于開采。然而目前化工行業(yè)上的應(yīng) 用也僅限于提取鎂或者鎂的氧化物、輕質(zhì)碳酸鎂等，白云石中的碳酸鈣成分卻沒有得充分 的利用。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01110206043. 1(公布號(hào)為CN102351552A)公開了致密六鋁酸 鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火原料的制備方法，系采用氧化鋁粉末與白云石粉末均勻混合，經(jīng) 加水濕潤(rùn)成塊，然后干燥處理，再經(jīng)過1550?1900°C燒制，并保溫5?20h制備而成。但該 制備方法的燒制溫度高，耗能大，產(chǎn)物質(zhì)量較差，仍存在現(xiàn)有技術(shù)中的不足。因此，研制具有 低密度和低導(dǎo)熱率的新型耐高溫多孔隔熱陶瓷材料，對(duì)我國(guó)高溫工業(yè)上的高產(chǎn)出及節(jié)能減 排具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸 鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的方法。采用本發(fā)明，煅燒溫度低、能耗低，制得的六鋁酸 鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相輕質(zhì)耐火材料氣孔率高，且孔徑分布均勻（尺寸1?3 μ m)，具有很好 的保溫隔熱效果，在還原氣氛和化學(xué)環(huán)境中穩(wěn)定性好，可以替代八1203^0 2系材料應(yīng)用于石 化和鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)。
[0006] 本發(fā)明制備方法的工藝路線為：
[0007] 第一步，將鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料、外加劑濕磨2?5h后，在蒸壓釜內(nèi)水 熱合成8?12h制備出前驅(qū)體漿體；原料配比按摩爾比為：Ca0:Al 203:Mg0為1.0: (6.8? 7. 2) : (0. 8?1. 0)，外加劑質(zhì)量為原料總質(zhì)量的10%?20% ;
[0008] 第二步，取出漿體經(jīng)固液分離后成球，干燥后在1300°C?1500°C (也可以在 1300°C?1390°C )燒結(jié)得輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石耐火材料。
[0009] 本發(fā)明的內(nèi)容是：二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的方 法，其特征是步驟為：
[0010] a、原料準(zhǔn)備：鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料分別以Ca0、Al203、Mg0計(jì)，按摩爾比為 CaO :A1203 :MgO = 1. 0 :6. 8?7. 2 :0. 8?1. 0的比例取原料鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料， 取外加劑、并且外加劑的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的10%?20% ;
[0011] 所述鈣質(zhì)原料是鈣質(zhì)白云石、石灰石、石灰或氧化鈣；
[0012] 所述鎂質(zhì)原料是鈣質(zhì)白云石、鎂質(zhì)白云石、以及菱鎂礦的一種或兩種以上的混合 物；
[0013] 所述鋁質(zhì)原料是氫氧化鋁、氧化鋁（或工業(yè)氧化鋁）或富含氫氧化鋁或氧化鋁的 工業(yè)副產(chǎn)物；
[0014] 所述外加劑是乙二醇、丙三醇、以及三乙醇胺中的一種或兩種以上的混合物；
[0015] b、配制混合料：將稱取的鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料和外加劑加入磨機(jī)中，研 磨體為剛玉，按水固質(zhì)量比（即水與固體原料的質(zhì)量比）為1. 〇?2. 5加入水，經(jīng)濕法共磨 2?5h后，制得到漿體物料，該漿體物料的d5(l為3?10 μ m ;
[0016] c、蒸壓處理：將漿體物料置于蒸壓釜中于120?160°C的溫度下蒸壓5?12h ;
[0017] d、固液分離與造球：將蒸壓后的漿體物料通過抽濾進(jìn)行固液分離，將固液分離后 的固體經(jīng)ll〇°C的溫度下干燥20min?50min后，再經(jīng)造球機(jī)造球，制得球體；將固液分離 后的液體可以循環(huán)至上述步驟b中使用；
[0018] e、球體干燥：將制得的球體再置于110°C的溫度下干燥7?12h，制得干燥的球 體；
[0019] f、煅燒：將干燥的球體置于高溫爐中在1300°C?1500°C (也可以在1300°C? 1390°C )的溫度下煅燒，升溫速率為2°C?10°C /min，保溫1?5h后即制得輕質(zhì)（骨料） 六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料。
[0020] 本發(fā)明的內(nèi)容中：步驟a中所述鈣質(zhì)白云石的主要化學(xué)成分和質(zhì)量百分比例 組成較好的為 Ca067%?70%、Mg026% ?28%、Si02l %?3%、Α12030· 6%?1. 2%、 Fe2030.8%?1%。也可以為現(xiàn)有原料，后同。
[0021] 本發(fā)明的內(nèi)容中：步驟a中所述鎂質(zhì)白云石的主要化學(xué)成分和質(zhì)量百分比例 組成較好的為：Ca016 % ?20 %、Mg077 % ?81 %、Si02l % ?2 %、Α12030· 2 % ?0· 6 %、 Fe2030. 8%?1. 2%。
[0022] 本發(fā)明的內(nèi)容中：步驟a中所述菱鎂礦的主要化學(xué)成分和質(zhì)量百分比例組成較好 的為：CaOl%?3%、Mg095%?96%、Si0 2l. 2%?5%、A1203+Fe2030 ?1. 2%。
[0023] 本發(fā)明的內(nèi)容中：步驟c所述蒸壓處理可以替換為：將漿體物料置于蒸壓釜中于 溫度為120?150°C、攪拌速度為400r/min的條件下蒸壓5?12h。
[0024] 本發(fā)明的內(nèi)容中：步驟d中所述制得球體的粒徑較好的為2mm?10mm。
[0025] 本發(fā)明的內(nèi)容中：所述工業(yè)氫氧化鋁中ΑΙΑ的質(zhì)量百分含量較好的是不低于 98%。
[0026] 本發(fā)明的內(nèi)容中：當(dāng)采用鈣質(zhì)白云石時(shí)，所制復(fù)相材料物相中，六鋁酸鈣多于鎂鋁 尖晶石；當(dāng)采用鎂質(zhì)白云石時(shí)，所制成的成品中鎂鋁尖晶石含量多于六鋁酸鈣。兩種燒成制 品可根據(jù)其性能用于不同的高溫環(huán)境。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列特點(diǎn)和有益效果：
[0028] (1)采用本發(fā)明，六鋁酸鈣（CA6)是CaO?A120 3系中A1203含量最高的鋁酸鈣相， 其理論密度為3. 79g/cnT3,熔點(diǎn)高于1875°C，熱膨脹系數(shù)為8. OX l(T6m · 1Γ1，是一種新型 的多孔輕質(zhì)耐火材料，并且還具有在含鐵熔渣中的溶解度低、在還原氣氛（C0)中的穩(wěn)定性 高、在堿性環(huán)境中的化學(xué)穩(wěn)定性好、對(duì)熔融金屬和熔渣（鋼鐵和有色金屬）的潤(rùn)濕性低等 重要特性；尖晶石（MgAl 204)是MgO - A1203系中唯一穩(wěn)定的化合物，熔點(diǎn)高達(dá)2135°C，并具 熱膨脹系數(shù)低（8. 9X l(T6m ·〇、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，是一種使用廣泛 的優(yōu)質(zhì)耐高溫材料；六鋁酸鈣與鎂鋁尖晶石的熱膨脹系數(shù)相當(dāng)，二者可以任何比例配合而 不影響其體積穩(wěn)定性；有研究表明片狀CA 6穿插于剛玉相或尖晶石相之間能夠改善耐火材 料的力學(xué)性能，六鋁酸鈣一鎂鋁尖晶石的復(fù)合材料兼具了六鋁酸鈣與鎂鋁尖晶石各自的優(yōu) 點(diǎn)，使其能在高溫還原氣氛或堿性環(huán)境中穩(wěn)定使用，且具有良好的抗熱震性；
[0029] (2)采用本發(fā)明，具有在低溫下縮短周期的特點(diǎn)，球磨蒸壓處理后，高溫高壓的環(huán) 境使白云石中碳酸鈣和碳酸鎂變?yōu)闊o定形的水合物前軀體，此前軀體在高溫?zé)Y(jié)分解后具 有很高反應(yīng)活性，放出水和C0 2后又留下大量氣孔，有利于CA6沿基面生成片狀結(jié)構(gòu)，且分解 產(chǎn)物具有很高的活性，降低了反應(yīng)活化能，為CA 6、MA的生長(zhǎng)提供了能量和空間，有利于反應(yīng) 合成CA6、MA，且分解的水蒸氣提供的液相環(huán)境有利于燒結(jié)時(shí)溶解沉淀傳質(zhì)，其燒結(jié)速度比 固相燒結(jié)的擴(kuò)散傳質(zhì)快得多，故本發(fā)明可以在低溫下（比現(xiàn)有技術(shù)溫度低l〇〇°C以上）縮短 反應(yīng)時(shí)間，既節(jié)能又省時(shí)；
[0030] (3)采用本發(fā)明，制備周期短，工作效率高；現(xiàn)有技術(shù)制備周期為114h?216h，而 本發(fā)明的制備周期僅為23h?31h ;本發(fā)明中，以水熱合成出水合物前軀體代替現(xiàn)有技術(shù)中 長(zhǎng)時(shí)間的二次球磨，達(dá)到增加反應(yīng)物料的活性的目的，降低燒成溫度，本發(fā)明可節(jié)約大量人 力、物力、財(cái)力，提高工作效率的前提下節(jié)約了成本；本發(fā)明采用濕磨工藝，外加劑丙三醇和 三乙醇胺提高了顆粒的分散性，降低了漿體粘度，避免了顆粒在球磨過程中的團(tuán)聚，提高了 粉末效率；蒸壓水熱后形成的前軀體，在高溫分解后產(chǎn)生的液相環(huán)境，有利于液相燒結(jié)中溶 解沉淀傳質(zhì)，其燒結(jié)效率比固相燒結(jié)的擴(kuò)散傳質(zhì)快得多，故縮短燒成周期；
[0031] (4)采用本發(fā)明制得的耐火材料---輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相材料是一 種輕質(zhì)隔熱耐火材料，也可以做輕質(zhì)高強(qiáng)耐火澆注料用，該復(fù)相材料的使用溫度在1200? 1500°C之間，科廣泛應(yīng)用于鋼鐵與石化行業(yè)；目前，此溫度段可使用的耐火材料主要為 Al203-Si02系材料，但這類耐火材料在石化行業(yè)使用時(shí)，由于所處還原氣氛或堿性環(huán)境的影 響，會(huì)導(dǎo)致耐火材料的損毀加劇，從而使得材料的使用壽命降低；另外，由于傳統(tǒng)的輕質(zhì)耐 火澆注料中氣孔尺寸較大，孔徑多處于毫米級(jí)，這樣當(dāng)該材料在高溫環(huán)境中使用時(shí)，由于輻 射傳熱與對(duì)流傳熱的加劇，會(huì)使耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)升高，進(jìn)而降低了耐火材料的隔熱保 溫效果，增大了熱能的流失，加大了生產(chǎn)成本；本發(fā)明所制得的六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石輕質(zhì) 耐火材料氣孔率高，且孔徑分布均勻（尺寸〇. 6?1. 1 μ m)，具有很好的保溫隔熱效果，在還 原氣氛和化學(xué)環(huán)境中穩(wěn)定性好，可以替代Al203-Si0 2系材料應(yīng)用于石化和鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)。
[0032] (5)采用本發(fā)明，制備的輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料，其體積密度在 1.28/〇113?2.(^/〇113之間，氣孔率在40%?70%之間，耐火骨料固定力為2謂時(shí)的壓碎值 在1 %?4%之間，位移在1. 3mm?2. 5mm之間，所制陶瓷片抗壓強(qiáng)度在60?80MPa，為輕 質(zhì)高強(qiáng)耐火保溫材料；由圖11的SEM圖可看出，所制復(fù)相材料孔徑分布較均勻，平均孔徑為 0. 711 μ m ;可以根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整工藝和燒結(jié)溫度，制備出不同氣孔率、不同強(qiáng)度等級(jí)的復(fù) 相材料，以拓寬其適用范圍；
[0033] (6)本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，容易操作，原料價(jià)格較低，易獲取，所用原料白云石礦在 我國(guó)分布廣泛，價(jià)位低廉，以白云石為原料既節(jié)約成本又為白云石的綜合利用提供了新思 路，為白云石礦物的綜合高效利用提供了一條新的技術(shù)路線，實(shí)用性強(qiáng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034] 圖1燒前蒸壓與否XRD衍射圖譜對(duì)比圖，物相組成中只有A1(0H)3，說明濕磨和蒸 壓工藝使白云石中CaC0 3、MgC03皆變?yōu)闊o定形狀態(tài)；
[0035] 圖2燒前蒸壓與否紅外光譜對(duì)比圖，蒸壓前后原配料中位于1117. lcnT1和 1637. 82CHT1處的CaC03、MgC03的紅外吸收峰于蒸壓后消失，這與XRD所述結(jié)果一致；
[0036] 圖3-1未蒸壓燒前能譜圖；
[0037] 圖3-2未蒸壓燒前SEM圖；
[0038] 圖4-1未蒸壓燒前能譜圖；
[0039] 圖4-2未蒸壓燒前SEM圖；
[0040] 圖5-1蒸壓燒前能譜圖；
[0041] 圖5-2蒸壓燒前SEM圖；
[0042] 圖6-1蒸壓燒前能譜圖；
[0043] 圖6-2蒸壓燒前SEM圖；
[0044] 圖7-1蒸壓燒前能譜圖；
[0045] 圖7-2蒸壓燒前SEM圖
[0046] 圖8蒸壓與否燒后XRD圖；
[0047] 圖9蒸壓燒后SEM圖；
[0048] 圖10未蒸壓燒后SEM圖；
[0049] 圖11蒸壓產(chǎn)品斷面圖；
[0050] 圖12蒸壓產(chǎn)品斷面圖；
[0051] 圖3、圖5的SEM圖和能譜圖對(duì)比可知，蒸壓前后板狀A(yù)1 (0H) 3影響變化不大，故蒸 壓工藝對(duì)氫氧化鋁影響不大；
[0052] 圖4、圖6的SEM圖可知，蒸壓后不規(guī)則的片狀物質(zhì)更多，形狀更規(guī)則，片尺寸更大， 結(jié)合能譜圖知該片狀結(jié)構(gòu)主要由鈣、鎂、鋁、氧組成，推測(cè)該物質(zhì)應(yīng)為鈣鎂鋁水合物前軀體， 這些水合物或是單一的或是幾種水合物的混合物；
[0053] 圖7和圖8可知蒸壓后的片狀和類似棒狀形貌為一種物質(zhì)，皆為水合物前軀體；
[0054] 圖8為蒸壓與否燒后樣品XRD對(duì)比圖，可看出蒸壓后CA6的衍射峰變得更強(qiáng)更尖 銳，且衍射峰數(shù)量增多，而CA 2的衍射峰于蒸壓后變?nèi)酰收魤河欣贑A6的生成；
[0055] 圖9、圖10蒸壓與否燒后樣品SEM對(duì)比圖可知，蒸壓后樣品形貌更完整；采用本發(fā) 明所制復(fù)相材料SEM見圖11、圖12,由圖11可知，蒸壓后復(fù)相材料CA6成堆疊的片狀，空隙 分布均勻，由圖12可知，樣品中CA6形貌為標(biāo)準(zhǔn)六方片狀。

【具體實(shí)施方式】
[0056] 下面給出的實(shí)施例擬對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不能理解為是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍 的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào) 整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0057] 實(shí)施例1 :
[0058] 二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的方法，步驟為：
[0059] 將破碎球磨至粒度小于0. 15mm的白云石和工業(yè)氫氧化錯(cuò)，配合一定外加劑濕法 共磨4h ;起始原料摩爾配比為：Ca0:Al203:Mg0= 1:7:1，外加劑為原料質(zhì)量的20%，水固質(zhì) 量比為2. 17,行星磨運(yùn)轉(zhuǎn)頻率設(shè)置為20Hz ;將磨好的料漿于蒸壓釜中蒸壓10h，蒸壓溫度為 150°C，攪拌轉(zhuǎn)速為150r/min ;
[0060] 將蒸壓后的漿體取出，固液分離，干燥40min后造球，球直徑為1mm左右；將球體于 110°C干燥8h，在高溫爐中于1400°C煅燒3h，升溫速率為：室溫?600°C、800°C?1400°C為 8°C /min，600°C?800°C為5°C /min ;窯體冷卻后取出即得六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石耐火材 料。
[0061] 實(shí)施例2:
[0062] 二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的方法，步驟為：
[0063] 將破碎球磨至粒度小于0. 15mm的白云石和工業(yè)氫氧化錯(cuò)，配合一定外加劑濕法 共磨3h ;起始原料摩爾配比為：Ca0:Al203:Mg0 = 1:7. 2:1，外加劑為原料質(zhì)量的20%，水固 質(zhì)量比為2. 07,行星磨運(yùn)轉(zhuǎn)頻率設(shè)置為20Hz ;將磨好的料漿于蒸壓釜中蒸壓8h，蒸壓溫度 為150°C，攪拌轉(zhuǎn)速為150r/min ;
[0064] 將蒸壓后的漿體取出，固液分離，干燥40min后造球，球直徑為1mm左右；將球體于 110°C干燥8h，在高溫爐中于1450°C煅燒3h，升溫速率為：室溫?600°C、800°C?1400°C為 8° /min，600°C?800°C為5°C /min ;窯體冷卻后取出即得六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石耐火材 料。
[0065] 實(shí)施例3 :
[0066] 二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的方法，步驟為：
[0067] 將破碎球磨至粒度小于0. 15mm的白云石和工業(yè)氫氧化錯(cuò)，配合一定外加劑濕法 共磨3h ;起始原料摩爾配比為：Ca0:Al203:Mg0 = 1:6. 9:0. 8,外加劑為原料質(zhì)量的20%，水 固質(zhì)量比為2. 11，行星磨運(yùn)轉(zhuǎn)頻率設(shè)置為20Hz ;將磨好的料漿于蒸壓釜中蒸壓8h，蒸壓溫 度為150°C，攪拌轉(zhuǎn)速為150r/min。
[0068] 將蒸壓后的漿體取出，抽濾干燥40min后造球，球直徑為1mm左右；將球體于 110°C干燥8h，在高溫爐中于1500°C煅燒3h，升溫速率為：室溫?600°C、800°C?1400°C為 8°C /min，600°C?800°C為5°C /min ;窯體冷卻后取出即得六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石耐火材 料。
[0069] 實(shí)施例4 :
[0070] 二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的方法，步驟為：
[0071] a、原料準(zhǔn)備：鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料分別以Ca0、Al203、Mg0計(jì)，按摩爾比為 CaO :A1203 :MgO = 1. 0 :6. 8 :0. 8的比例取原料鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料，取外加劑、并 且外加劑的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的10% ;
[0072] 所述鈣質(zhì)原料是鈣質(zhì)白云石、石灰石、石灰或氧化鈣；
[0073] 所述鎂質(zhì)原料是鈣質(zhì)白云石、鎂質(zhì)白云石、以及菱鎂礦的一種或兩種以上的混合 物；
[0074] 所述鋁質(zhì)原料是氫氧化鋁、氧化鋁（或工業(yè)氧化鋁）或富含氫氧化鋁或氧化鋁的 工業(yè)副產(chǎn)物；
[0075] 所述外加劑是乙二醇、丙三醇、以及三乙醇胺中的一種或兩種以上的混合物；
[0076] b、配制混合料：將稱取的鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料和外加劑加入磨機(jī)中，研 磨體為剛玉，按水固質(zhì)量比為1. 〇加入水，經(jīng)濕法共磨2h后，制得到漿體物料；
[0077] c、蒸壓處理：將漿體物料置于蒸壓釜中于120°C的溫度下蒸壓12h ;
[0078] d、固液分離與造球：將蒸壓后的漿體物料通過抽濾進(jìn)行固液分離，將固液分離后 的固體經(jīng)ll〇°C的溫度下干燥20min后，再經(jīng)造球機(jī)造球，制得球體；將固液分離后的液體 可以循環(huán)至上述步驟b中使用；
[0079] e、球體干燥：將制得的球體再置于110°C的溫度下干燥7h，制得干燥的球體；
[0080] f、煅燒：將干燥的球體置于高溫爐中在1300°c的溫度下煅燒，升溫速率為2°C / min，保溫5h后即制得輕質(zhì)（骨料）六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料。
[0081] 實(shí)施例5:
[0082] 二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的方法，步驟為：
[0083] a、原料準(zhǔn)備：鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料分別以Ca0、Al203、Mg0計(jì)，按摩爾比為 CaO :A1203 :MgO = 1. 0 :7. 2 :1. 0的比例取原料鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料，取外加劑、并 且外加劑的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的20% ;
[0084] 所述鈣質(zhì)原料是鈣質(zhì)白云石、石灰石、石灰或氧化鈣；
[0085] 所述鎂質(zhì)原料是鈣質(zhì)白云石、鎂質(zhì)白云石、以及菱鎂礦的一種或兩種以上的混合 物；
[0086] 所述鋁質(zhì)原料是氫氧化鋁、氧化鋁（或工業(yè)氧化鋁）或富含氫氧化鋁或氧化鋁的 工業(yè)副產(chǎn)物；
[0087] 所述外加劑是乙二醇、丙三醇、以及三乙醇胺中的一種或兩種以上的混合物；
[0088] b、配制混合料：將稱取的鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料和外加劑加入磨機(jī)中，研 磨體為剛玉，按水固質(zhì)量比為2. 5加入水，經(jīng)濕法共磨5h后，制得到漿體物料；
[0089] c、蒸壓處理：將漿體物料置于蒸壓釜中于160°C的溫度下蒸壓5h ;
[0090] d、固液分離與造球：將蒸壓后的漿體物料通過抽濾進(jìn)行固液分離，將固液分離后 的固體經(jīng)ll〇°C的溫度下干燥50min后，再經(jīng)造球機(jī)造球，制得球體；將固液分離后的液體 可以循環(huán)至上述步驟b中使用；
[0091] e、球體干燥：將制得的球體再置于110°C的溫度下干燥12h，制得干燥的球體；
[0092] f、煅燒：將干燥的球體置于高溫爐中在1500°C的溫度下煅燒，升溫速率為10°C / min，保溫lh后即制得輕質(zhì)（骨料）六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料。
[0093] 實(shí)施例6 :
[0094] 二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的方法，步驟為：
[0095] a、原料準(zhǔn)備：鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料分別以Ca0、Al203、Mg0計(jì)，按摩爾比為 CaO :A1203 :MgO = 1. 0 :7. 0 :0. 9的比例取原料鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料，取外加劑、并 且外加劑的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的15% ;
[0096] 所述鈣質(zhì)原料是鈣質(zhì)白云石、石灰石、石灰或氧化鈣；
[0097] 所述鎂質(zhì)原料是鈣質(zhì)白云石、鎂質(zhì)白云石、以及菱鎂礦的一種或兩種以上的混合 物；
[0098] 所述鋁質(zhì)原料是氫氧化鋁、氧化鋁（或工業(yè)氧化鋁）或富含氫氧化鋁或氧化鋁的 工業(yè)副產(chǎn)物；
[0099] 所述外加劑是乙二醇、丙三醇、以及三乙醇胺中的一種或兩種以上的混合物；
[0100] b、配制混合料：將稱取的鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料和外加劑加入磨機(jī)中，研 磨體為剛玉，按水固質(zhì)量比為1. 8加入水，經(jīng)濕法共磨3. 5h后，制得到漿體物料；
[0101] C、蒸壓處理：將漿體物料置于蒸壓釜中于140°c的溫度下蒸壓9h ;
[0102] d、固液分離與造球：將蒸壓后的漿體物料通過抽濾進(jìn)行固液分離，將固液分離后 的固體經(jīng)ll〇°C的溫度下干燥35min后，再經(jīng)造球機(jī)造球，制得球體；將固液分離后的液體 可以循環(huán)至上述步驟b中使用；
[0103] e、球體干燥：將制得的球體再置于110°C的溫度下干燥10h，制得干燥的球體；
[0104] f、煅燒：將干燥的球體置于高溫爐中在1390°C的溫度下煅燒，升溫速率為6°C / min，保溫3h后即制得輕質(zhì)（骨料）六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料。
[0105] 實(shí)施例7 :
[0106] 二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的方法，步驟為：
[0107] a、原料準(zhǔn)備：鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料分別以Ca0、Al203、Mg0計(jì)，按摩爾比為 CaO :A1203 :MgO = 1. 0 :6. 9 :0. 9的比例取原料鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料，取外加劑、并 且外加劑的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的13% ;
[0108] 所述鈣質(zhì)原料是鈣質(zhì)白云石、石灰石、石灰或氧化鈣；
[0109] 所述鎂質(zhì)原料是鈣質(zhì)白云石、鎂質(zhì)白云石、以及菱鎂礦的一種或兩種以上的混合 物；
[0110] 所述鋁質(zhì)原料是氫氧化鋁、氧化鋁（或工業(yè)氧化鋁）或富含氫氧化鋁或氧化鋁的 工業(yè)副產(chǎn)物；
[0111] 所述外加劑是乙二醇、丙三醇、以及三乙醇胺中的一種或兩種以上的混合物；
[0112] b、配制混合料：將稱取的鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料和外加劑加入磨機(jī)中，研 磨體為剛玉，按水固質(zhì)量比為1. 5加入水，經(jīng)濕法共磨3h后，制得到漿體物料；
[0113] c、蒸壓處理：將漿體物料置于蒸壓釜中于150°C的溫度下蒸壓8h ;
[0114] d、固液分離與造球：將蒸壓后的漿體物料通過抽濾進(jìn)行固液分離，將固液分離后 的固體經(jīng)ll〇°C的溫度下干燥30min后，再經(jīng)造球機(jī)造球，制得球體；將固液分離后的液體 可以循環(huán)至上述步驟b中使用；
[0115] e、球體干燥：將制得的球體再置于110°C的溫度下干燥9h，制得干燥的球體；
[0116] f、煅燒：將干燥的球體置于高溫爐中在1350°C的溫度下煅燒，升溫速率為6°C / min，保溫4h后即制得輕質(zhì)（骨料）六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料。
[0117] 實(shí)施例8:
[0118] 二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的方法，步驟為：
[0119] a、原料準(zhǔn)備：鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料分別以Ca0、Al203、Mg0計(jì)，按摩爾比為 CaO :A1203 :MgO = 1. 0 :7. 1 :1. 0的比例取原料鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料，取外加劑、并 且外加劑的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的18% ;
[0120] 所述鈣質(zhì)原料是鈣質(zhì)白云石、石灰石、石灰或氧化鈣；
[0121] 所述鎂質(zhì)原料是鈣質(zhì)白云石、鎂質(zhì)白云石、以及菱鎂礦的一種或兩種以上的混合 物；
[0122] 所述鋁質(zhì)原料是氫氧化鋁、氧化鋁（或工業(yè)氧化鋁）或富含氫氧化鋁或氧化鋁的 工業(yè)副產(chǎn)物；
[0123] 所述外加劑是乙二醇、丙三醇、以及三乙醇胺中的一種或兩種以上的混合物；
[0124] b、配制混合料：將稱取的鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料和外加劑加入磨機(jī)中，研 磨體為剛玉，按水固質(zhì)量比為2. 2加入水，經(jīng)濕法共磨4h后，制得到漿體物料；
[0125] c、蒸壓處理：將漿體物料置于蒸壓釜中于150°C的溫度下蒸壓9h ;
[0126] d、固液分離與造球：將蒸壓后的漿體物料通過抽濾進(jìn)行固液分離，將固液分離后 的固體經(jīng)ll〇°C的溫度下干燥40min后，再經(jīng)造球機(jī)造球，制得球體；將固液分離后的液體 可以循環(huán)至上述步驟b中使用；
[0127] e、球體干燥：將制得的球體再置于110°C的溫度下干燥10h，制得干燥的球體；
[0128] f、煅燒：將干燥的球體置于高溫爐中在1400°C的溫度下煅燒，升溫速率為7°C / min，保溫4h后即制得輕質(zhì)（骨料）六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料。
[0129] 實(shí)施例9:
[0130] 二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的方法，步驟為：
[0131] a、原料準(zhǔn)備：鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料分別以Ca0、Al203、Mg0計(jì)，按摩爾比為 CaO :A1203 :MgO = 1. 0 :6. 8?7. 2 :0. 8?1. 0的比例取原料鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料， 取外加劑、并且外加劑的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的10%?20% ;
[0132] 所述鈣質(zhì)原料是鈣質(zhì)白云石、石灰石、石灰或氧化鈣；
[0133] 所述鎂質(zhì)原料是鈣質(zhì)白云石、鎂質(zhì)白云石、以及菱鎂礦的一種或兩種以上的混合 物；
[0134] 所述鋁質(zhì)原料是氫氧化鋁、氧化鋁（或工業(yè)氧化鋁）或富含氫氧化鋁或氧化鋁的 工業(yè)副產(chǎn)物；
[0135] 所述外加劑是乙二醇、丙三醇、以及三乙醇胺中的一種或兩種以上的混合物；
[0136] b、配制混合料：將稱取的鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料和外加劑加入磨機(jī)中，研 磨體為剛玉，按水固質(zhì)量比為1. 〇?2. 5加入水，經(jīng)濕法共磨2?5h后，制得到漿體物料， 該漿體物料的d5(l為3?10 μ m ;
[0137] c、蒸壓處理：將漿體物料置于蒸壓釜中于120?160°C的溫度下蒸壓5?12h ;
[0138] d、固液分離與造球：將蒸壓后的漿體物料通過抽濾進(jìn)行固液分離，將固液分離后 的固體經(jīng)ll〇°C的溫度下干燥20min?50min后，再經(jīng)造球機(jī)造球，制得球體；將固液分離 后的液體可以循環(huán)至上述步驟b中使用；
[0139] e、球體干燥：將制得的球體再置于110°C的溫度下干燥7?12h，制得干燥的球 體；
[0140] f、煅燒：將干燥的球體置于高溫爐中在1300°C?1500°C (也可以為1300°C? 1390°C )的溫度下煅燒，升溫速率為2°C?10°C /min，保溫1?5h后即制得輕質(zhì)（骨料） 六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料。
[0141] 上述實(shí)施例中：步驟a中所述鈣質(zhì)白云石的主要化學(xué)成分和質(zhì)量百分比例組成較 好的為 Ca067%?70%、Mg026%?28%、Si02l%?3%、Α12030· 6%?1. 2%、Fe2030. 8%? 1%。也可以為現(xiàn)有原料,后同。
[0142] 上述實(shí)施例中：步驟a中所述鎂質(zhì)白云石的主要化學(xué)成分和質(zhì)量百分比例組成較 好的為：Ca016%?20%、Mg077%?81%、Si0 2l%?2%、Α12030· 2%?0· 6%、Fe2030. 8%? 1. 2%。
[0143] 上述實(shí)施例中：步驟a中所述菱鎂礦的主要化學(xué)成分和質(zhì)量百分比例組成較好的 為：CaOl%?3%、Mg095%?96%、Si0 2l. 2%?5%、A1203+Fe2030 ?1. 2%。
[0144] 上述實(shí)施例中：步驟c所述蒸壓處理可以替換為：將漿體物料置于蒸壓釜中于溫 度為120?150°C、攪拌速度為400r/min的條件下蒸壓5?12h。
[0145] 上述實(shí)施例中：步驟d中所述制得球體的粒徑較好的為2mm?10mm。
[0146] 上述實(shí)施例中：所述工業(yè)氫氧化錯(cuò)中A1203的質(zhì)量百分含量不低于98%。
[0147] 上述實(shí)施例中：所采用的各原料均為市售產(chǎn)品。
[0148] 上述實(shí)施例中：未特別注明的，所采用的百分比例，均為質(zhì)量（重量）百分比例或 本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的百分比例；所述比例為質(zhì)量比例；所述質(zhì)量（重量）份可以均是克 或千克。
[0149] 上述實(shí)施例中：各步驟中的工藝參數(shù)（溫度、時(shí)間、濃度等）和各組分用量數(shù)值等 為范圍的，任一點(diǎn)均可適用。
[0150] 本
【發(fā)明內(nèi)容】
及上述實(shí)施例中未具體敘述的技術(shù)內(nèi)容同現(xiàn)有技術(shù)。
[0151] 本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本
【發(fā)明內(nèi)容】
所述均可實(shí)施并具有所述良好效果。
【權(quán)利要求】
1. 二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的方法，其特征是步驟 為： a、 原料準(zhǔn)備：鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料分別以CaO、A1203、MgO計(jì)，按摩爾比為 CaO :A1203 : MgO = 1. 0 : 6. 8?7. 2 :0. 8?1. 0的比例取原料鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì) 原料，取外加劑、并且外加劑的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的10%?20% ; 所述鈣質(zhì)原料是鈣質(zhì)白云石、石灰石、石灰或氧化鈣； 所述鎂質(zhì)原料是鈣質(zhì)白云石、鎂質(zhì)白云石、以及菱鎂礦的一種或兩種以上的混合物； 所述鋁質(zhì)原料是氫氧化鋁、氧化鋁或富含氫氧化鋁或氧化鋁的工業(yè)副產(chǎn)物； 所述外加劑是乙二醇、丙三醇、以及三乙醇胺中的一種或兩種以上的混合物； b、 配制混合料：將稱取的鈣質(zhì)原料、鎂質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料和外加劑加入磨機(jī)中，研磨體 為剛玉，按水固質(zhì)量比為1. 〇?2. 5加入水，經(jīng)濕法共磨2?5h后，制得到漿體物料； c、 蒸壓處理：將漿體物料置于蒸壓釜中于120?160°C的溫度下蒸壓5?12h ; d、 固液分離與造球：將蒸壓后的漿體物料通過抽濾進(jìn)行固液分離，將固液分離后的固 體經(jīng)110°C的溫度下干燥20min?50min后，再經(jīng)造球機(jī)造球，制得球體； e、 球體干燥：將制得的球體再置于110°C的溫度下干燥7?12h，制得干燥的球體； f、 煅燒：將干燥的球體置于高溫爐中在1300°C?1500°C的溫度下煅燒，升溫速率為 2°C?10°C /min，保溫1?5h后即制得輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料。
2. 按權(quán)利要求1所述二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的方 法，其特征是：步驟a中所述鈣質(zhì)白云石的主要化學(xué)成分和質(zhì)量百分比例組成為CaO 67%? 70%、Mg0 26% ?28%、Si02 1% ?3%、A1203 0.6% ?1.2%、Fe203 0.8% ?1%。
3. 按權(quán)利要求1所述二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的 方法，其特征是：步驟a中所述鎂質(zhì)白云石的主要化學(xué)成分和質(zhì)量百分比例組成為：CaO 16%?20%、Mg0 77%?81%、Si02l%?2%、Al203 0.2%?0.6%、Fe203 0.8%?1.2%。
4. 按權(quán)利要求1所述二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的方 法，其特征是：步驟a中所述菱鎂礦的主要化學(xué)成分和質(zhì)量百分比例組成為：CaO 1%?3%、 MgO 95% ?96%、Si02 1. 2% ?5%、A1203 +Fe203 0 ?1. 2%。
5. 按權(quán)利要求1所述二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的 方法，其特征是步驟c所述蒸壓處理替換為：將漿體物料置于蒸壓釜中于溫度為120? 150°C、攪拌速度為400r/min的條件下蒸壓5?12h。
6. 按權(quán)利要求1所述二步法低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相耐火材料的方 法，其特征是：步驟d中所述制得球體的粒徑為2mm?10mm。
【文檔編號(hào)】C04B35/443GK104119089SQ201410320989
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】嚴(yán)云, 李利平, 胡志華, 范曉正 申請(qǐng)人:西南科技大學(xué)