以莫來石質輥棒廢料為原料的輕質磚及其製備方法
2023-05-25 10:11:26
專利名稱：以莫來石質輥棒廢料為原料的輕質磚及其製備方法
技術領域：
本發明屬於輕質磚耐火材料技術領域，具體涉及一種以莫來石質輥棒廢料為原料
的輕質磚及其製備方法。
背景技術：
隨著莫來石質輥棒的大量使用，其經加工切割之後的邊角餘料以及斷裂損耗量也 急劇增多。大量的莫來石質輥棒廢料已經不是簡單填埋可以解決的問題，而且隨著經濟的 日益發展和社會的進步，環境已經成為人們關注的焦點，莫來石質輥棒廢料的堆積擠佔土 地，影響當地空氣的粉塵含量，而莫來石質輥棒廢料的填埋耗費人力物力，還汙染地下水 質，如何變廢為寶，化廢料為資源，已經成為科技和環保部門的當務之急。目前，科技人員 對此進行了研究，如"一種陶瓷輥棒及其製備方法"(CN101423375A)的專利技術，以陶瓷 輥棒廢料加以處理來製備輥棒，這些方法在一定程度上實現了回收利用，但用量約為50 60wt%，比較少。 莫來石質輕質隔熱材料的製備方法有很多，主要有燃盡加入物法、氣體發生法、 多孔材料法、泡沫法等。其中燃盡加入物法汙染環境，對超低容重的輕質磚生產難以控 制；氣體發生法無法保證氣孔的均勻性，且不穩定，導致製品抗渣性差；多孔材料法適用 範圍有限，能耗高；如"輕質莫來石隔熱磚"(CN101172840)的專利技術，以蘇州土、廬山 土、焦作灰泥製備莫來石隔熱磚，製品強度過低，不利於生產實用。"剛玉-莫來石絕熱 轉"(CN1762906A)的專利技術，以聚苯乙烯發泡球和鋸木屑製備剛玉莫來石輕質磚，生產工 藝複雜，發泡球產生的氣孔不穩定，木屑產生的氣孔較大而且汙染環境。
發明內容
本發明旨在克服已有技術缺陷，目的是提供一種生產工藝簡單，環境友好，性能優 良的以莫來石質輥棒廢料為原料的莫來石質輕質磚的製備方法；用該方法製備的莫來石質 輕質磚具有較高的強度、較低的體積密度和導熱係數。 為實現上述上述目的，本發明採用的技術方案是先將50 74wt^的莫來石質輥 棒廢料、15 40wt^的粘土熟料、0. 1 8wt^的0^1203微粉、0. 1 5wt%的Si02微粉、 0. 1 9wt%的藍晶石微粉和0 6wt%的P -A1203微粉混合，或先將50 74wt%的莫來 石質輥棒廢料、15 40wt^的粘土熟料、0. 1 8wt^的0^1203微粉、0. 1 5wt^的Si02 微粉、0. 1 9wt^的藍晶石微粉和0 5wt^的水泥微粉混合。 再外加10 40wt %的水和0. 1 0. 3wt %的減水劑，混合3 15分鐘，調製成料 漿，又外加0. 1 0. 3wt^的發泡劑所製成的泡沫，混合均勻，澆注成型，在室溫條件下乾燥 4 20小時，然後在100 120。C條件下乾燥3 10小時脫模，最後在1350 150(TC的條 件下燒制，保溫3 12小時。 所述的莫來石質輥棒廢料的主要成分為Si02為20 30wt%、 A1203為65 75wt^、MgO為0. 1 lwt^、K20為0. 1 0. 5wt^、Na20為0. 1 lwt% 、Zr02為3 9wt% ，
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在本技術方案中粘土熟料的粒度小於200目；減水劑為三聚磷酸鈉、木質素磺酸 鈉、六偏磷酸鈉中的一種；Si02微粉或為納米二氧化矽或為矽微粉。 本發明利用莫來石質輥棒廢料作為主要原料，解決了陶瓷企業與建築行業目前存 在的大量陶瓷廢棄物，減少了固體汙染，促進陶瓷與建築行業的環保和可持續發展；同時， 高強低導熱輕質隔熱材料在鋼鐵工業的廣泛應用，將會提高鋼包、中間包等盛鋼容器的保 溫效果，降低鋼水溫降率，提高鑄坯的質量，同時還能減少耐火材料的熔損，降低噸鋼耐火 材料消耗，不僅實現了鋼鐵工業的節能降耗，而且提高了鋼鐵產品在國內外市場上的競爭 力。 本發明採用澆注法生產輕質磚，生產工藝簡單；且採用泡沫法製備，環境汙染少， 能耗低；且生產出來的輕質陶瓷輥棒廢料製品具有較高的強度(5. 5 7. 0MPa)，較低的體 積密度(0. 74 0. 83g/cm3)和導熱係數(2. 4 3. 3w/(m. k))。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步的描述，並非對本發明保護範圍的限制。
為避免實施例中重複描述，先將本具體實施方式
將所涉及的原料統一描述如下
莫來石質輥棒廢料的主要成分為Si02為20 30wt%、Al203為65 75wt%、Mg0 為0. 1 lwt%、K20為0. 1 0. 5wt%、Na20為0. 1 lwt%、Zr02為3 9wt^，粒度不大 於200目。 粘土熟料的粒度小於200目。
實施例1 : —種以莫來石質輥棒廢料為原料的輕質磚及其製備方法，先將50 60wt %的 莫來石質輥棒廢料、28 40wt^的粘土熟料、0. 1 3wt^的a -A1203微粉、0. 1 2wt% 的P _A1203微粉、3 5wt %的納米二氧化矽和6 9wt %的藍晶石微粉混合，外加20 30wt%的水和0. 1 0. 2wt%的六偏磷酸鈉，混合3 8分鐘，調製成料漿，再外加0. 1 0. 2wt%的發泡劑所製成的泡沫，混合均勻，澆注成型，在室溫條件下乾燥4 10小時，然後 在100 ll(TC條件下乾燥3 5小時後脫模後，最後在1350 1400°C的條件下燒制，保 溫3 5小時。 本實施例1所製得的莫來石質輕質磚的體積密度為0. 75 0. 80g/cm3，導熱係數 為0. 25 0. 3w/(m. k)，耐壓強度達到6. 0 6. 8MPa，重燒線變化為0. 9 1. 0%。
實施例2: —種以莫來石質輥棒廢料為原料的輕質磚及其製備方法。先將60 68wt^的 莫來石質輥棒廢料、19 28wt^的粘土熟料、3 6wt^的0^1203微粉、2 4wt %的 P -A1203微粉、2 3wt^的矽微粉和4 6wt^的藍晶石微粉混合，外加30 40wt^的水 和0. 2 0. 3wt%的三聚磷酸鈉，混合8 15分鐘，調製成料漿，再外力口 0. 2 0. 3wt%的 發泡劑所製成的泡沫，混合均勻，澆注成型，在室溫條件下乾燥10 16小時，然後在110 12(TC條件下乾燥5 7小時脫模，最後在1400 145(TC的條件下燒制，保溫5 7小時。
本實施例2所製得的莫來石質輕質磚的體積密度為0. 74 0. 76g/cm3，導熱係數 為0. 24 0. 28w/(m. k)，耐壓強度達到5. 8 6. 2MPa，重燒線變化為0. 98 1. 0%。
實施例3: —種以莫來石質輥棒廢料為原料的輕質磚及其製備方法。先將68 74wt^的 莫來石質輥棒廢料、15 19wt %的粘土熟料、6 8wt %的a -A1203微粉、4 6wt %的 P 41203微粉、0. 1 2wt%的矽微粉和0. 1 4wt%的藍晶石微粉混合，外加10 20wt%的 水和0. 2 0. 3wt%的木質素磺酸鈉，混合3 8分鐘，調製成料漿，再外加0. 1 0. 2wt% 的發泡劑所製成的泡沫，混合均勻，澆注成型，在室溫條件下乾燥16 20小時，然後在 100 ll(TC條件下乾燥7 10小時脫模，最後在1450 150(TC的條件下燒制，保溫7 12小時。 本實施例3所製得的莫來石質輕質磚的體積密度為0. 78 0. 82g/cm3，導熱係數 為0. 26 0. 3w/(m. k)，耐壓強度達到6. 3 6. 8MPa，重燒線變化為0. 9 1. 0%。
實施例4 : —種以莫來石質輥棒廢料為原料的輕質磚及其製備方法。先將50 60wt^的莫 來石質輥棒廢料、28 40wt^的粘土熟料、0. 1 3wt^的a 41203微粉、0. 1 2wt^的納 米二氧化矽和6 9wt^的藍晶石微粉混合，外加20 30wt^的水和0. 2 0. 3wt^的六 偏磷酸鈉，混合8 15分鐘，調製成料漿，再外加0. 2 0. 3wt %的發泡劑所製成的泡沫，混 合均勻，澆注成型，在室溫條件下乾燥4 10小時，然後在110 12(TC條件下乾燥3 5 小時脫模，最後在1350 140(TC的條件下燒制，保溫3 5小時。 本實施例4所製得的莫來石質輕質磚的體積密度為0. 76 0. 8g/cm3，導熱係數為 0. 26 0. 33w/ (m. k)，耐壓強度達到5. 9 6. lMPa，重燒線變化為0. 9 1. 1 % 。
實施例5 : —種以莫來石質輥棒廢料為原料的輕質磚及其製備方法。先將60 68wt^的莫 來石質輥棒廢料、19 28wt%的粘土熟料、3 6wt%的a -A1203微粉、2 3wt%的矽微粉 和4 6wt%的藍晶石微粉混合，外加30 40wt%的水和0. 1 0. 2wt%的三聚磷酸鈉，混 合3 8分鐘，調製成料漿，再外加0. 1 0. 2wt^的發泡劑所製成的泡沫，混合均勻，澆注 成型，在室溫條件下乾燥10 16小時，然後在100 11(TC條件下乾燥5 7小時脫模，最 後在1400 145(TC的條件下燒制，保溫5 7小時。 本實施例5所製得的莫來石質輕質磚的體積密度為0. 75 0. 79g/cm3，導熱係數 為0. 24 0. 28w/(m. k)，耐壓強度達到5. 5 5. 9MPa，重燒線變化為0. 9 1. 0%。
實施例6 : —種以莫來石質輥棒廢料為原料的輕質磚及其製備方法。先將68 74wt^的莫 來石質輥棒廢料、15 19wt^的粘土熟料、6 8wt^的0^1203微粉、3 5wt^的矽微 粉和0. 1 4wt^的藍晶石微粉混合，外加10 20wt^的水和0. 1 0. 2wt^的三聚磷酸 鈉，混合8 15分鐘，調製成料漿，再外加0. 2 0. 3wt %的發泡劑所製成的泡沫，混合均 勻，澆注成型，在室溫條件下乾燥16 20小時，然後在110 12(TC條件下乾燥7 10小 時脫模，最後在1450 150(TC的條件下燒制，保溫7 12小時。 本實施例6所製得的莫來石質輕質磚的體積密度為0. 76 0. 82g/cm3，導熱係數 為0. 27 0. 32w/ (m. k)，耐壓強度達到6. 3 6. 6MPa，重燒線變化為1. 0 1. 1 % 。
實施例7 : —種以莫來石質輥棒廢料為原料的輕質磚及其製備方法。先將50 60wt^的莫來石質輥棒廢料、28 40wt^的粘土熟料、0. 1 3wt^的a 41203微粉、0. 1 2wt^的 水泥微粉，3 5wt %的納米二氧化矽和6 9wt %的藍晶石微粉混合，外加20 30wt %的 水和0. 2 0. 3wt%的六偏磷酸鈉，混合3 8分鐘，調製成料漿，再外加0. 1 0. 2wt%的 發泡劑所製成的泡沫，混合均勻，澆注成型，在室溫條件下乾燥4 10小時，然後在100 ll(TC條件下乾燥3 5小時脫模，最後在1350 140(TC的條件下燒制，保溫3 5小時。
本實施例7所製得的莫來石質輕質磚的體積密度為0. 78 0. 82g/cm3，導熱係數 為0. 3 0. 33w/(m. k)，耐壓強度達到6. 5 7. OMPa，重燒線變化為0. 9 1. 0%。
實施例8 : —種以莫來石質輥棒廢料為原料的輕質磚及其製備方法。先將60 68wt^的莫 來石質輥棒廢料、19 28wt %的粘土熟料、3 6wt %的a -A1203微粉、2 3wt %的水泥 微粉、2 3wt%的矽微粉和4 6wt%的藍晶石微粉混合，外加30 40wt%的水和0. 2 0. 3wt%的三聚磷酸鈉，混合8 15分鐘，調製成料漿，再外加0. 2 0. 3wt%的發泡劑所制 成的泡沫，混合均勻，澆注成型，在室溫條件下乾燥10 16小時，然後在110 12(TC條件 下乾燥5 7小時脫模，最後在1400 145(TC的條件下燒制，保溫5 7小時。
本實施例8所製得的莫來石質輕質磚的體積密度為0. 74 0. 79g/cm3，導熱係數 為0. 24 0. 3w/(m. k)，耐壓強度達到6. 2 6. 6MPa，重燒線變化為0. 8 1. 0%。
實施例9 : —種以莫來石質輥棒廢料為原料的輕質磚及其製備方法。先將68 74wt^的莫 來石質輥棒廢料、15 19wt^的粘土熟料、6 8wt^的a -A1203微粉、3 5wt^的水泥 微粉、0. 1 2wt^的矽微粉和0. 1 4wt^的藍晶石微粉混合，外加20 30wt^的水和 0. 1 0. 2wt^的三聚磷酸鈉，混合3 8分鐘，調製成料漿，再外加0. 1 0. 2wt^的發泡劑 所製成的泡沫，混合均勻，澆注成型，然後在室溫條件下乾燥16 20小時，在100 ll(TC 條件下乾燥7 10小時脫模，最後在1450 150(TC的條件下燒制，保溫7 12小時。
本實施例9所製得的莫來石質輕質磚的體積密度為0. 75 0. 82g/cm3，導熱係數 為0. 28 0. 32w/(m. k)，耐壓強度達到6. 3 6. 9MPa，重燒線變化為0. 9 1. 0%。
本具體實施方式
利用莫來石質輥棒廢料作為主要原料，解決了陶瓷企業與建築行 業目前存在的大量陶瓷廢棄物，減少了固體汙染，促進陶瓷與建築行業的環保和可持續發 展；同時，高強低導熱輕質隔熱材料在鋼鐵工業的廣泛應用，將會提高鋼包、中間包等盛鋼 容器的保溫效果，降低鋼水溫降率，提高鑄坯的質量，同時還能減少耐火材料的熔損，降低 噸鋼耐火材料消耗，不僅實現了鋼鐵工業的節能降耗，而且提高了鋼鐵產品在國內外市場 上的競爭力，且生產工藝簡單，能耗低。 本具體實施方式
採用澆注法生產輕質磚，生產工藝簡單；且採用泡沫法製備，環境 汙染少，能耗低；且生產出來的輕質陶瓷輥棒廢料製品具有較高的強度(5.5 7. OMPa)，較 低的體積密度(0. 74 0. 83g/cm3)和導熱係數(2. 4 3. 3w/(m. k))。
權利要求
一種以莫來石質輥棒廢料為原料的輕質磚的製備方法，其特徵在於先將50～74wt％的莫來石質輥棒廢料、15～40wt％的粘土熟料、0.1～8wt％的α-Al2O3微粉、0.1～5wt％的SiO2微粉、0.1～9wt％的藍晶石微粉和0～6wt％的ρ-Al2O3微粉混合，或先將50～74wt％的莫來石質輥棒廢料、15～40wt％的粘土熟料、0.1～8wt％的α-Al2O3微粉、0.1～5wt％的SiO2微粉、0.1～9wt％的藍晶石微粉和0～5wt％的水泥微粉混合；再外加10～40wt％的水和0.1～0.3wt％的減水劑，混合3～15分鐘，調製成料漿，又外加0.1～0.3wt％的發泡劑所製成的泡沫，混合均勻，澆注成型，在室溫條件下乾燥4～20小時，然後在100～120℃條件下乾燥3～10小時脫模，最後在1350～1500℃的條件下燒制，保溫3～12小時；莫來石質輥棒廢料的主要成分為SiO2為20～30wt％、Al2O3為65～75wt％、MgO為0.1～1wt％、K2O為0.1～0.5wt％、Na2O為0.1～1wt％、ZrO2為3～9wt％，粒度不大於200目。
2. 根據權利要求1所述的以莫來石質輥棒廢料為原料的輕質磚的製備方法，其特徵在 於所述的粘土熟料的粒度；小於200目。
3. 根據權利要求1所述的以莫來石質輥棒廢料為原料的輕質磚的製備方法，其特徵在 於所述的減水劑為三聚磷酸鈉、木質素磺酸鈉、六偏磷酸鈉中的一種。
4. 根據權利要求1所述的以莫來石質輥棒廢料為原料的輕質磚的製備方法，其特徵在 於所述的Si02微粉或為納米二氧化矽或為矽微粉。
5. 根據權利要求1 4項中任一項所述的以莫來石質輥棒廢料為原料的輕質磚的製備 方法所製備的輕質磚。
全文摘要
本發明具體涉及一種以莫來石質輥棒廢料為原料的輕質磚及其製備方法。採用的技術方案是先將50～74wt％的莫來石質輥棒廢料、15～40wt％的粘土熟料、0.1～8wt％的α-Al2O3微粉、0.1～5wt％的SiO2微粉、0.1～9wt％的藍晶石微粉和0～6wt％的ρ-Al2O3微粉或0～5wt％的水泥微粉混合，外加10～40wt％的水和0.1～0.3wt％的減水劑，混合3～15分鐘，調製成料漿，再外加0.1～0.3wt％的發泡劑所製成的泡沫，混合均勻，澆注成型，在室溫條件下乾燥4～20小時，然後在100～120℃條件下乾燥3～10小時脫模，最後在1350～1500℃的條件下燒制，保溫3～12小時。本發明採用泡沫法，生產工藝簡單、環境汙染少和能耗低；所生產的製品具有較高的強度、較低的體積密度和導熱係數。
文檔編號C04B35/18GK101717267SQ200910272910
公開日2010年6月2日 申請日期2009年11月24日 優先權日2009年11月24日
發明者馮斌, 吳清順, 李亞偉, 李淑靜, 李紹康, 李遠兵, 桑紹柏, 瞿為民, 趙雷, 金勝利, 黃凱 申請人:武漢科技大學