本發(fā)明涉及一種鐵鋁酸鈣的制備方法，屬于高性能無機(jī)材料。

背景技術(shù)：
波特蘭水泥發(fā)展至今不到200年的歷史，但已發(fā)展到每年約1.5億噸的產(chǎn)量，而且還被多樣化為一大批具有特殊性能和應(yīng)用領(lǐng)域的派生品種。盡管有如此顯著的成長(zhǎng)業(yè)績(jī)，然而普通波特蘭水泥還是為某些不足所困，在許多方面的應(yīng)用受到了限制。水泥單礦的制備能夠很大程度上解決上述題。目前，硅酸三鈣、硅酸二鈣和鋁酸三鈣單礦的制備方法已經(jīng)有報(bào)道。而成分和結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜的間質(zhì)相——鐵鋁酸鈣(主要成分為鐵鋁酸四鈣)的制備方法卻鮮有報(bào)道。鐵鋁酸鈣作為波特蘭水泥的四大礦物相之一，具有后期強(qiáng)度大、抗沖擊性能和抗硫酸鹽性能好等特點(diǎn)，其合成方法一直備受人們關(guān)注。研究人員將各種化學(xué)制備方法用于鐵鋁酸鈣單相的制備。采用簡(jiǎn)單高分子長(zhǎng)鏈有機(jī)物為聚合物載體，用溶液-聚合物法在700℃下雖然能夠制備出鐵鋁酸鈣，但該方法對(duì)于所采用的聚合物載體要求嚴(yán)苛，產(chǎn)率低且制造成本高。采用另一種膠體化學(xué)方法——溶膠-凝膠法，將金屬醇鹽或無機(jī)鹽經(jīng)水解直接形成溶膠或經(jīng)解凝形成溶膠，然后使溶質(zhì)聚合凝膠化，再將凝膠干燥、灼燒去除有機(jī)成分，最后制備出所需無機(jī)材料(中國(guó)專利201010109398.4)。該種方法陳化時(shí)間一般長(zhǎng)達(dá)3～6天，導(dǎo)致其生產(chǎn)周期長(zhǎng)，反應(yīng)溶液的飽和濃度較低，所以產(chǎn)率低；又因?yàn)楫a(chǎn)物水硬性差，極大限制了其大規(guī)模應(yīng)用。為了克服化學(xué)方法制備鐵鋁酸鈣產(chǎn)率低、產(chǎn)物活性低、生產(chǎn)周期長(zhǎng)和難以大規(guī)模應(yīng)用等缺點(diǎn)，努力在實(shí)際應(yīng)用和產(chǎn)物性能方面有所突破，高溫煅燒法再次引起了人們的重視。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種鐵鋁酸鈣的制備方法，通過該方法制備的鐵鋁酸鈣，產(chǎn)率高、產(chǎn)物活性高、生產(chǎn)周期短且能夠大規(guī)模應(yīng)用，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷和不足，具有廣闊的市場(chǎng)前景。為達(dá)到以上技術(shù)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。一種鐵鋁酸鈣的制備方法，該方法采用兩步燒結(jié)法，將分析純礦物原料按照一定比例混合研磨，對(duì)研磨后的產(chǎn)物進(jìn)行壓片和預(yù)燒結(jié)，將預(yù)燒結(jié)產(chǎn)物粉碎后，再經(jīng)高溫煅燒和驟冷，得到鐵鋁酸鈣。該方法依次包括以下步驟：將鈣質(zhì)原料(CaO、CaCO3或Ca(OH)2)、鋁質(zhì)原料(高鋁礬土或Al2O3)、鐵質(zhì)原料(Fe2O3或Fe(OH)3)、助熔劑(CaF2、B2O3或其混合物)及無水乙醇按摩爾比為(24.5～30.9)：(6～7.7)∶(6.1～15.7)∶1∶72.5進(jìn)行混合和研磨，使原料的平均粒徑≤5μm；將研磨后的原料進(jìn)行干燥，對(duì)干燥后的原料進(jìn)行壓片處理，將壓制的試片進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，冷卻后進(jìn)行氣流粉碎，得到的粉體經(jīng)高溫煅燒后再進(jìn)行驟冷即獲得產(chǎn)物——鐵鋁酸鈣。所述氧化鈣、碳酸鈣、氫氧化鈣、三氧化二鋁、氧化鐵、氫氧化鐵、氟化鈣、氧化硼和無水乙醇都為分析純；高鋁礬土為市售，其Al2O3含量≥80％。所述壓片處理過程如下：壓力為40～45KN，升壓速率為0.1KN/s，保壓150～180s后泄壓，泄壓時(shí)壓力≤3.5KN。所述預(yù)燒結(jié)過程如下：室溫～950℃，升溫時(shí)間45min；950℃，保溫時(shí)間5～20min；950～1290℃，升溫時(shí)間30min；1290～1380℃，升溫時(shí)間30min，保溫時(shí)間40～120min。所述高溫煅燒溫度為1800～1900℃，煅燒時(shí)間為20～35s。所述驟冷采用液氮驟冷工藝。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：(1)該方法采用兩步燒結(jié)工藝，通過第一步的預(yù)燒結(jié)使試片內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)，部分液化，再通過第二步的高溫煅燒形成鐵鋁酸鈣產(chǎn)物。預(yù)煅燒工藝使產(chǎn)物均勻度高，化學(xué)均勻性好；高溫煅燒使熟料中游離氧化鈣含量低于0.4％，純度高、化學(xué)穩(wěn)定性好。(2)該方法采用氣流粉碎，避免了粉碎過程中引入新的雜質(zhì)，保...