一種鈣長石質材料及其製備方法
2023-06-12 18:00:36 1
專利名稱：一種鈣長石質材料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於鈣長石質材料技術領域。尤其涉及一種利用提鈦後的尾渣製備 鈣長石質材料的方法。
背景技術：
鈣長石是自然界分布最廣的礦物之一，其化學式為CaOAl2CV2Si02，熔點 為1550°C。鈣長石具有很低的導熱係數、低的熱膨脹係數和較強的抗鹼性蒸汽 侵蝕的能力；鈣長石質材料通常用作製備鈣長石質輕質耐火材料的原料。
由於鈣長石與鈉長石呈完全類質同象存在，純淨的鈣長石卻很少富集成礦。 即使在鈣長石比較富集的礦藏中，由於鈣長石與其它伴生礦物的物理性質比較 接近，也給選礦帶來很大困難，因此工業上所採用的鈣長石一般都以礬土和氧 化鈣為原料，通過人工合成的方法製備。但我國礬土資源經過多年的開採，儲 量急劇下降，高品位礬土資源幾近枯絕，導致近年來礬土的價格大幅上升，鈣 長石的生產成本也相應大幅攀升。研究開發可替代礬土的原材料製備鈣長石質 材料具有重要意義。
此外， 一種"利用含鈦爐渣製備鈦及鈦合金的方法"(ZL200510019664.3) 專利技術，通過熔融熱還原法對含鈦爐渣進行處理，可以製備金屬鈦或鈦合金。 但大量提鈦後的尾渣如何進一步合理、高附加值地利用是一個亟待解決的問題。
發明內容
本發明旨在克服已有技術缺陷，目的是提供一種成本低、環境友好、工藝 簡單和資源能高效利用的鈣長石質材料及其製備方法。
為實現上述目的，本發明以"提鈦後的尾渣"為原料，直接對其進行成分 調整，製得鈣長石質材料。
所述的"提鈦後的尾渣"，是指按"利用含鈦爐渣製備鈦及鈦合金的方法" (ZL200510019664.3)的發明專利技術處理含鈦爐渣並提取鈦或鈦合金後，所 得到的尾渣。即將Ti02含量為10 90wt。/。的含鈦高爐爐渣或其他冶煉方法產生的含鈦爐渣，夕卜加0~50%的碳、0-40wto/。的金屬鋁、0 40%的鐵和0~20%的鎂 為還原劑，還原劑的加入量不同時為零，混合均勻後進行熔融熱還原，得到鈦 及鈦合金，其餘為提取鈦合金後的尾渣。
本發明或以提取鈦合金後的熔融態尾渣為原料，在熔融態的尾渣中外加 20 50wt。/。的矽石、0 60wt。/。的粘土和0~40%的矽灰石，待加入物完全熔融，且 熔體成分均勻後，將熔體冷卻後得到鈣長石質材料。
本發明或以提取鈦合金後的冷態尾渣為原料，在冷態尾渣中外加20~50wt% 的矽石、0-60wt。/c的粘土和0~40%的矽灰石，然後將上述原料和加入物混磨至 粒度小於O.lmm，壓坯，在1200 140(TC條件下煅燒得到鈣長石質材料。
由於採用上述技術方案，本發明以提鈦後的尾渣為原料，節約了寶貴的礬 土資源，因而成本低，使工業廢渣得到了高附加值的利用，環境友好；另外， 通過外加粘土、矽石、矽灰石中的一種以上物料進行成分調整，工藝簡單，所 製備鈣長石質材料可用作生產鈣長石質耐火材料或鈣長石玻璃的原料。
圖1為本發明所製備的鈣長石質材料的X射線衍射圖譜。
具體實施例方式
下面結合具體實施方式
對本發明作進一步描述，並非對其保護範圍的限制。 本具體實施方式
以"提鈦後的尾渣"為原料，直接對其進行成分調整，制 得鈣長石和鈣長石質材料。"提鈦後的尾渣"是指按"利用含鈦爐渣製備鈦及鈦 合金的方法"(ZL200510019664.3)的發明專利技術處理含鈦爐渣並提取鈦或鈦 合金後，所得到的尾渣。即將Ti02含量為10 90wtM的含鈦高爐爐渣或其他冶 煉方法產生的含鈦爐渣，夕卜力卩0~50%的碳、0 40wt。/。的金屬鋁、0~40%的鐵和 0~20%的鎂為還原劑,還原劑的加入量不同時為零，混合均勻後進行熔融熱還原， 得到鈦及鈦合金，其餘為提取鈦合金後的尾渣。
本實施例1~8均以上述提鈦後熔融尾渣或冷態尾渣為原料，該尾渣主要成 分為CaO為20~28wt%、SiO2為2~6wt%、Al203為46~58wt%、MgO為4~8wt%。 實施例l
一種鈣長石材料的製備方法以提取鈦合金後的熔融尾渣為原料，外加30 50wt。/。的矽石，待加入的矽石完全熔融，且熔體成分均勻後，將熔體冷卻後得
到鈣長石材料。
實施例2
一種鈣長石材料的製備方法以提取鈦合金後的熔融尾渣為原料，外加 20 35wt。/。的矽石和5 20wt。/。的粘土，待加入物完全熔融，且熔體成分均勻後， 將熔體冷卻後得到鈣長石材料。 實施例3
一種鈣長石材料的製備方法以提取鈦合金後的熔融尾渣為原料，外加
20 40wty。的矽灰石和40 60wtn/。的粘土，待加入物完全熔融，且熔體成分均勻
後，將熔體冷卻後得到鈣長石材料。
實施例4
一種鈣長石材料的製備方法以提取鈦合金後的熔融尾渣為原料，外加
20 50wt。/。的矽石、2 60wt。/。的粘土和4~40%的矽灰石，待加入物完全熔融，且
熔體成分均勻後，將熔體冷卻後得到鈣長石質材料。
實施例5
一種鈣長石質材料的製備方法以冷卻後的提鈦後的尾渣為原料，外加 30 50wt。/。的矽石，然後將上述原料和加入物混磨至粒度小於0.1mm，壓坯，在 1200 130(TC條件下煅燒得到鈣長石質材料。 實施例6
一種鈣長石質材料的製備方法以冷卻後的提鈦後的尾渣為原料，外加 20-35 wt °/。的矽石和5-20wt。/。的粘土，然後將上述原料和加入物混磨至粒度小 於O.lmm，壓坯，在1300 140(TC條件下煅燒得到鈣長石質材料。 實施例7
一種鈣長石質材料的製備方法以冷卻後的提鈦後的尾渣為原料，外加 20 40wt。/。的矽灰石和40 60wtn/。的粘土，然後將上述原料和加入物混磨至粒度 小於O.lmm，壓坯，在1200 140(TC條件下煅燒得到鈣長石質材料。 實施例8
一種鈣長石質材料的製備方法以冷卻後的提鈦後的尾渣為原料，外加20 50wt。/。的矽石、2 60wt。/。的粘土和4~40°/。的矽灰石，然後將上述原料和加入 物混磨均勻，壓坯，在1200 140(TC條件下煅燒得到鈣長石質材料。
本具體實施方式
以提取鈦合金後的尾渣為原料，節約了寶貴的礬土資源， 因而成本低，使工業廢渣得到了高附加值的利用，環境友好；另外，通過外加 粘土、矽石、矽灰石中的一種以上物料進行成分調整，工藝簡單。
圖1為利用本方法製備的鈣長石質材料的X-射線衍射物相分析的結果。從 圖1可以看出，本發明所製備的鈣長石質材料中的主要物相組成為鈣長石，所 製備鈣長石質材料可用作生產鈣長石質耐火材料或鈣長石玻璃的原料。
權利要求
1、一種鈣長石質材料的製備方法，將TiO2含量為10～90wt％的含鈦高爐爐渣或其他冶煉方法產生的含鈦爐渣，外加0～50％的碳、0～40wt％的金屬鋁、0～40％的鐵和0～20％的鎂為還原劑，還原劑的加入量不同時為零，混合均勻後進行熔融熱還原，得到鈦及鈦合金，其餘為提取鈦合金後的尾渣，其特徵在於以提取鈦合金後的熔融態尾渣為原料，在熔融態的尾渣中外加20～50wt％的矽石、0～60wt％的粘土和0～40％的矽灰石，待加入物完全熔融，且熔體成分均勻後，將熔體冷卻後得到鈣長石質材料。
2、 根據權利要求1所述的鈣長石質材料的製備方法所製備的鈣長石質材料。
3、 一種鈣長石質材料的製備方法，將Ti02含量為10 90wty。的含鈦高爐爐 渣或其他冶煉方法產生的含鈦爐渣，外加0~50%的碳、0~40\^%的金屬鋁、0~40% 的鐵和0~20%的鎂為還原劑，還原劑的加入量不同時為零，混合均勻後進行熔 融熱還原，得到鈦及鈦合金，其餘為提取鈦合金後的尾渣，其特徵在於以提取 鈦合金後的冷態尾渣為原料，在冷態尾渣中外加20 50wtn/。的矽石、0 60wty。的 粘土和0~40%的矽灰石，然後將上述原料和加入物混磨至粒度小於O.lmm，壓 坯，在1200 140(TC條件下煅燒得到鈣長石質材料。
4、 根據權利要求3所述的鈣長石質材料的製備方法所製備的鈣長石質材料。
全文摘要
本發明涉及一種鈣長石質材料及其製備方法。所採用的技術方案是按「利用含鈦爐渣製備鈦及鈦合金的方法」(ZL200510019664.3)專利技術，或以提取鈦合金後的熔融態尾渣為原料，外加20～50wt％的矽石、0～60wt％的粘土和0～40％的矽灰石，待加入物完全熔融，且熔體成分均勻後，將熔體冷卻後得到鈣長石質材料；或以提取鈦合金後的冷態尾渣為原料，外加20～50wt％的矽石、0～60wt％的粘土和0～40％的矽灰石，將上述原料和加入物混磨至粒度小於0.1mm，壓坯，在1200～1400℃條件下煅燒得到鈣長石質材料。本發明以提鈦後的尾渣為原料，節約了寶貴的礬土資源，成本低，並使工業廢渣得到了高附加值的利用，環境友好且工藝簡單。
文檔編號C03C6/00GK101544503SQ20091006179
公開日2009年9月30日 申請日期2009年4月24日 優先權日2009年4月24日
發明者楠 李, 李有勝, 柯昌明, 韓兵強, 魏耀武 申請人:武漢科技大學