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/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料及其制备方法

阅读:1021发布:2020-06-16

专利汇可以提供/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种六 铝 酸 钙 CA6和钙铝黄 长石 C2AS复相 隔热 保温耐火材料及其制备方法,属于耐火材料技术领域。本发明以皮江法工业炼镁产生的工业废渣镁渣、 高岭土 和工业 氧 化铝为原材料,镁渣、高岭土和氧化铝的重量百分比分别为:20~50%、0~24%和26~80%,三者之和为100%。按一定配比配料后使原料混合均匀,再添加一定量的粘结剂和造孔剂后,模压成型,在空气气氛中高温 烧结 制备主晶相为CA6和C2AS的复相隔热保温耐火材料。所述耐火材料的主要化学成分为CaO、Al2O3和SiO2。本发明所涉及的这种耐火材料具有生产成本低、 密度 小、耐热冲击性、隔热保温效果好、机械强度高和 耐磨性 好等特点,可作为高温容器和窑炉的 内衬 高温材料等。,下面是/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种复相隔热保温耐火材料,其特征在于:该隔热保温耐火材料的主要物相为六CA6/钙铝黄长石C2AS复相;该复相的主要化学成份为:Al2O3含量55~85wt.%,CaO含量10~30wt.%,SiO2含量2~15wt.%,三者之和为100%。
2.一种利用镁渣制备六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料的方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
1)将过100目筛的镁渣、高岭土化铝按照理论配比配料并以研磨介质球磨混料,球磨时间为30min,转速为300r/min,得到泥浆;
2)将上述泥浆烘干并添加4wt.%的PVA塑化剂,然后造粒,形成粒状粉体;
3)将粒状粉体在20MPa~40MPa压下成型以形成坯体;
4)将成型好的坯体在炉中烧结,烧结制度为:室温到1200℃阶段的升温速率为设备所允许的最快升温速率,1200℃到最终烧成温度的升温速率为2~5℃/min,最终烧成温度为
1400~1550℃,在最终烧成温度下保温时间为0.5~4h,然后随炉冷却至室温,即得到六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料。
3.根据权利要求2所述制备六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料的方法,其特征是:
所述镁渣的主要成份为:CaO含量40~55wt.%,SiO2含量20~30wt.%,Al2O3含量
2~5wt.%,Fe2O3含量约9wt.%,MgO含量6~10wt.%,其添加量为20~50wt.%;
高岭土主要成份为:CaO含量0~3wt.%,SiO2含量40~50wt.%,Al2O3含量35~
60wt.%,其添加量为0~24wt.%;
工业氧化铝为市售工业原料,其质量要求为Al2O3纯度≥94.0wt.%,原料的颗粒尺寸大小为1.00mm,其添加量为26~80wt.%。

说明书全文

/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料及其制备方

技术领域:

[0001] 本发明设及一种利用镁渣制备的六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料及其制备方法,属于耐火材料领域。背景技术:
[0002] 镁渣是金属镁厂采用皮江法炼镁时排出的一种工业废渣,主要化学成分为CaO、SiO2、Al2O3。研究表明镁渣具有一定的火山灰活性。大多数镁渣的处理主要以堆放掩埋为主,利用途径很少,利用率极低,个别镁厂虽有将镁渣用于厂区临时道路和地坪填筑,但由于强度很低使用效果不佳,这样既浪费资源,又污染环境。
[0003] 近年来,六铝酸钙作为一种新型的耐火材料骨料,具有独特的板片状晶体结构,有利于改善材料的隔热性能,另外其优良的高温体积稳定性、抗热震性、抗渣等性能,已经成功的应用于炼和陶瓷工业窑炉,但强度较低导致承担结构支撑作用和耐磨性较差。六铝酸钙(CaAl12O19,简称CA6)是CaO-Al2O3系中Al2O3中含量最高的铝酸钙相,属六方晶系,垂-3直于C轴方向具有优先形成片状或板状的晶体的特性。其理论密度为3.79g·cm ,熔点为-6 -1
1875℃,热膨胀系数为8.0×10 ℃ 。
[0004] 钙铝黄长石(Ca2Al2SiO7,简称C2AS)属四方晶系,其晶体一般呈厚板状或短柱状,有时也呈粒状。钙铝黄长石有足够的强度和耐磨性,在六铝酸钙/钙铝黄长石复相轻质保温耐火材料中对制品晶界起到补强作用,有助于提高制品机械强度和耐磨强度。
[0005] 现有技术多采用纯化学原料合成CA6,成本较高,工艺复杂,生产效率不高,且其机械强度利耐磨度不高,商业前景受到限制。本发明以工业镁渣、阳泉高岭土和工业化铝为原材料,通过高温反应烧结法制备了六铝酸钙/钙铝黄长石复相轻质保温耐火材料,该制备方法不仅能够低成本的制备性能优异的六铝酸钙/钙铝黄长石复相轻质保温耐火材料,且该材料具有耐高温、轻质、耐热冲市性、隔热保温效果好、机械强度高和耐磨性好的特点,可适用于高温容器和窑炉的内衬高温材料。同时本发明也为镁渣的综合处理与合理利用提供一条新的技术路线。发明内容:
[0006] 本发明目的在于针对制备CA6系耐火材料的现有技术的不足,提供一种六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料及其制备方法,采用镁渣、高岭土和工业氧化铝为原料制备六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料,既提高了六铝酸钙系隔热保温耐火材料的机械强度和磨损性,又很好的利用镁渣达到保护环境的目的,同时降低了制备六铝酸钙系隔热保温耐火材料的生产成本。
[0007] 本发明技术方案如下:
[0008] 一种复相隔热保温耐火材料,该隔热保温耐火材料的主要物相为六铝酸钙CA6/钙铝黄长石C2AS复相;该复相的主要化学成份为:Al2O3含量55~85wt.%,CaO含在量10~30wt.%,SiO2含量2~15wt.%,三者之和为100%。
[0009] 一种利用镁渣制备六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料的方法,该方法包括如下步骤:1)将过100目筛的镁渣、高岭土、氧化铝按照理论配比配料并以研磨介质球磨混料,球磨时间为30min,转速为300r/min,得到泥浆;2)将上述泥浆烘干并添加4wt.%的PVA塑化剂,然后造粒,形成粒状粉体;3)将粒状粉体在20MPa~40MPa压下成型以形成坯体;4)将成型好的坯体在炉中烧结,烧结制度为:室温到1200℃阶段的升温速率为设备所允许的最快升温速率,1200℃到最终烧成温度的升温速率为2~5℃/min,最终烧成温度为1400~1550℃,在最终烧成温度下保温时间为0.5~4h,然后随炉冷至室温,即得到六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料。
[0010] 所述镁渣的主要成份为:CaO含量40~55wt.%,SiO2含量20~30wt.%,Al2O3含量2~5wt.%,Fe2O3含量约9wt.%,MgO含量6~10wt.%,其添加量为20~50wt.%;高岭土主要成份为:CaO含量0~3wt.%,SiO2含量40~50wt.%,Al2O3含量35~60wt.%,其添加量为0~24wt.%;工业氧化铝为市售工业原料,其质量要求为Al2O3纯度≥94.0wt.%,原料的颗粒尺寸大小为1.00mm,其添加量为26~80wt.%。
[0011] 本发明所述的六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料及其制备方法,既可以降低制备六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料的成本,又可以实现镁渣的综合利用,还可得到密度小、耐热冲击性、隔热保温效果好、机械强度高和耐磨性好的复相隔热保温耐火材料。具体实施方式:
[0012] 下面结合实施实例对本发明做详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0013] 本发明的原料为:冶炼镁产生的工业废渣镁渣、高岭土和工业氧化铝。所述镁渣主要成份为:CaO含量40~55wt.%,SiO2含量20~30wt.%,Al2O3含量2~5wt.%,Fe2O3含量约9wt.%,MgO含量6~10wt.%,其添加量为20~50wt.%;高岭土主要成份为:CaO含量0~3wt.%,SiO2含量40~50wt.%,Al2O3含量35~60wt.%,其添加量为0~24wt.%;
工业氧化铝为市售工业原料,其质量要求为Al2O3纯度≥94.0wt.%,原料的颗粒尺寸大小为1.00mm,其添加量为26~80wt.%。
[0014] 实施例1:
[0015] 按照重量百分比镁渣38.56%、高岭土4.83%和工业氧化铝56.61%配料,以水为研磨介质球磨混料,球磨时间为30min,转速为300r/min,然后将烘干后的原料添加4wt.%的PVA塑化剂造粒,并于20MPa下成型。成型后将坯体放在炉中在空气气氛下进行烧结,以设备允许最快升温速率加热到1200℃,再以2℃/min的升温速率加热到1400℃,并保温0.5h,后随炉冷却至室温,即得到六铝酸钙/钙铝黄长石复相材料。
[0016] 制备的六铝酸钙/钙铝黄长石复相材料,主要物相是CaAl12O19和Ca2Al2SiO7,其中Al2O3含量60wt.%,CaO含量28wt.%,SiO2含量12wt.%。
[0017] 实施例2:
[0018] 按照重量百分比镁渣29.07%、高岭土3.64%和工业氧化铝67.29wt.%配料,以
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