堇青石‑尖晶石復相材料及其合成工藝的製作方法

2023-05-21 21:47:36

本發明具體涉及一種堇青石-尖晶石復相材料及其合成工藝。

背景技術：

煤矸石、鋁型材廠汙泥和不鏽鋼電爐水淬渣均為工業生產中產生的廢棄物，這些廢棄物堆積量均在億噸以上，如煤矸石，僅福建龍巖一個地區的煤矸石存量就在一億噸左右，其他如不鏽鋼電爐水淬渣則是不鏽鋼原材生產中產生的廢渣，由於含有重金屬，因此其再生應用受到了極大的限制。因此，如何有效地綜合利用這些廢棄物成為目前當務之急。堇青石具有極低的熱膨脹係數和優良的抗熱震性能，常被應用於對熱震條件要求非常嚴苛的場合，如被用作優質的耐火材料、泡沫陶瓷、熱輻射材料等，但由於堇青石存在高溫荷重性能比較差的特點，因此通常採用堇青石與其他材料複合的方式來提高其性能，如堇青石-尖晶石是一種比較常見的複合方式，該複合材料兼具良好的抗熱震性和高溫荷重性能，具有更廣泛的用途。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題之一，在於提供一種堇青石-尖晶石復相材料。

本發明是這樣實現的：一種堇青石-尖晶石復相材料，包括以下重量份數的原料：煤矸石30～40份，鋁型材廠汙泥35～45份，不鏽鋼電爐水淬渣15～35份，以及fe2o3粉末0.8～1.8份；其中，fe2o3粉末優選為1.2～1.8份。

優選地，所述煤矸石含有以下質量百分數的各組分：sio255份～65份、al2o315份～25份、feo0.5份～1.5份、mgo0.1份～1.5份。

優選地，所述鋁型材廠汙泥含有以下質量百分數的各組分：sio21份～5份和al2o360份～70份。

優選地，所述不鏽鋼電爐水淬渣含有以下質量百分數的各組分：sio245份～55份、al2o31份～5份、feo0.5份～1.5份、mgo30份～40份。

本發明要解決的技術問題之二，在於提供一種所述的堇青石-尖晶石復相材料的合成工藝。

本發明是這樣實現的：一種所述的堇青石-尖晶石復相材料的合成工藝，包括以下步驟：

(1)將煤矸石、鋁型材廠汙泥和不鏽鋼電爐水淬渣分別在105℃～110℃下烘乾至恆重，粉磨，並過0.08mm篩；

(2)將煤矸石、鋁型材廠汙泥和不鏽鋼電爐水淬渣按照配比混合，並繼續粉磨15～30min，然後摻入fe2o3粉末，放入行星式攪拌機中攪拌30min～60min，得到乾粉；

其中，煤矸石30～40份，鋁型材廠汙泥35～45份，不鏽鋼電爐水淬渣15～35份，以及fe2o3粉末0.8～1.8份；

(3)按照每100g乾粉加水15～20g的比例，加入蒸餾水，攪拌均勻，並壓製成型，在空氣氣氛中，溫度為1300～1350℃下燒制，保溫時間為3h～5h，最後自然冷卻。

本發明的優點在於：堇青石-尖晶石復相材料純度高，具有高利廢率，生產成本低，轉化率高的優點。

附圖說明

下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的說明。

圖1是本發明中堇青石-尖晶石復相材料的xrd譜圖。

具體實施方式

為了加深對本發明的理解，下面結合實施例對本發明作進一步詳述，該實施例僅用於解釋本發明，並不構成對本發明保護範圍的限定。

實施1：

實施2：

實施3：

實施4：

實施5：

針對以上各實施例的合成堇青石-尖晶石復相材料的方法，如下：

(1)將煤矸石、鋁型材廠汙泥和不鏽鋼電爐水淬渣分別在105℃～110℃下烘乾至恆重，粉磨，並過0.08mm篩；

(2)將煤矸石、鋁型材廠汙泥和不鏽鋼電爐水淬渣按照配比混合，並繼續粉磨15～30min，然後摻入fe2o3粉末，放入行星式攪拌機中攪拌30min～60min，得到乾粉；

(3)按照每100g乾粉加水15～20g的比例，加入蒸餾水，攪拌均勻，並壓製成型，在空氣氣氛中，溫度為1300～1350℃下燒制，保溫時間為3h～5h，最後自然冷卻。

對上述實施1-5製得的堇青石-尖晶石復相材料進行xrd表徵，如圖1所示，圖1中標識c指代堇青石，標識s指代尖晶石，其中各晶相含量如下表：

本發明合成的堇青石-尖晶石復相材料純度高，具有高利廢率，生產成本低，轉化率高的優點。