用紅柱石微粉製備莫來石－高矽氧玻璃材料的方法
2023-12-10 22:38:52
專利名稱：用紅柱石微粉製備莫來石－高矽氧玻璃材料的方法
技術領域：
本發明涉及一種製備莫來石-高矽氧玻璃材料的方法。
莫來石-高矽氧玻璃材料是一種由晶相的莫來石與非晶相的高矽氧玻璃(主要由SiO2組成的玻璃相)構成的復相耐火材料。與傳統的高鋁質耐火材料相比，這種材料的突出特點是其結合相為熱膨脹係數較低、高溫下可轉變為高粘度液相的高矽氧玻璃，因不含方石英和剛玉，在使用過程中沒有方石英晶形變化帶來的不良影響，從而提高了製品的體積穩定性、耐急冷急熱性、高溫抗蠕變性和使用壽命。80年代以來，美國喬治亞粘土公司和英國瓷土公司分別以鋁礬土為原料生產了莫來石-高矽氧玻璃熟料。在國內，有「莫來石-高矽氧玻璃復相材料的研製」(耐火材料，1997年第1期)和「用礬土製備莫來石-高矽氧玻璃材料」(耐火材料，1997年第1期)兩篇文獻分別介紹了以高嶺土和鋁礬土為原料試製莫來石-高矽氧玻璃熟料的方法。但上述方法都以製備莫來石-高矽氧玻璃熟料為目的，工藝較為複雜、燒成收縮大、燒成溫度高(燒成溫度在1500℃以上)、能耗大，並且其直接產品不能做為製品使用。
本發明的目的是提供一種用紅柱石微粉(即微米級粉體，下同)直接製備莫來石-高矽氧玻璃材料的方法。該方法是利用紅柱石在高溫條件下分解形成莫來石和SiO2熔體熔體冷卻後形成玻璃的原理，通過燒結法合成莫來石-高矽氧玻璃材料。該方法工藝流程簡單，燒結溫度低，易於實施推廣，產品可做為製品直接使用。
本發明是通過下述方式實現的。
這種用紅柱石微粉製備莫來石-高矽氧玻璃材料的方法，是將紅柱石礦石經破碎、選礦後得到含紅柱石＞95％的精礦粉，再將紅柱石精礦粉經超細粉碎得到粒度＜40μm的紅柱石微粉，並採用下述步驟進行的(1)混料步驟將所述紅柱石微粉與粘結劑按100∶8～100∶15的重量份數進行混合併攪拌5～10分鐘，使其成為均勻的泥料。
(2)成型步驟將所述泥料用壓磚機在70～150Mpa壓力下製成磚坯。
(3)乾燥步驟將所述磚坯在100～110℃烘乾24小時以上，或自然風乾2天以上。
(4)燒成步驟將所述磚坯送入高溫窯爐中，升溫並在1200～1350℃的條件下恆溫1.5～5小時，之後自然冷卻，即得所述莫來石-高矽氧玻璃材料。
本發明中，從紅柱石微粉的製備到莫來石-高矽氧玻璃材料的製成的過程都是採用通用設備進行的。
本發明所使用的原料-紅柱石微粉，是從紅柱石礦石製得的。紅柱石礦石經破碎，採用常規方法如重選、浮選、磁選等選礦方法，得到含紅柱石＞95％的精礦粉，要求TFe2O3＜1.5％。再用常規超細粉碎設備將紅柱石精礦粉粉碎得到粒度＜40μm的紅柱石微粉。
本發明所使用的粘結劑為耐火材料工業通用的粘結劑，如工業級磷酸溶液、紙漿廢液、水玻璃溶液等。
本發明所述的磚坯也可不經乾燥步驟直接燒成。
本發明所獲得的產品可以是各種形狀的製品(如耐火磚、陶瓷窯具及陶瓷元器件等)，也可以做為熟料使用。
下面用實施例詳細說明實施例1將紅柱石礦石經破碎、選礦後得到含紅柱石＞95％的精礦粉(要求TFe2O3＜1.5％)，再將紅柱石精礦粉超細粉碎，得到粒度＜40μm的紅柱石微粉。然後將紅柱石微粉與工業磷酸按100∶10的重量份數進行混合併充分攪拌5～10分鐘，使其成為均勻的泥料。將泥料用壓磚機在90Mpa壓力下製成磚坯，在110℃烘乾24小時。將磚坯送入高溫窯爐中，升溫並在1280℃的條件下恆溫2小時，自然冷卻，即得上述莫來石-高矽氧玻璃材料。該材料耐火度＞1700℃，體積密度為2.10g/cm3，顯氣孔率為25％～28％，常溫耐壓強度為104～125MPa，燒成線收縮率為2.1％。
本發明提供了一種用紅柱石微粉直接製備莫來石-高矽氧玻璃材料的方法，工藝設計合理，原料豐富，工藝流程簡單，燒結溫度低，生產成本低，便於實施推廣，並有良好的節能效果。本發明所獲得的產品——莫來石-高矽氧玻璃材料可以做為耐火磚、陶瓷窯具及陶瓷元器件等不同形狀的製品直接使用，也可以做為熟料使用。
權利要求
1.一種用紅柱石微粉(即微米級粉體，下同)製備莫來石-高矽氧玻璃材料的方法，是將紅柱石礦石經破碎、選礦後得到含紅柱石＞95％的精礦粉，再將紅柱石精礦粉經超細粉碎得到粒度＜40μm的紅柱石微粉，其特徵在於採用下述步驟進行的(1)混料步驟將所述紅柱石微粉與粘結劑按100∶8～100∶15的重量份數進行混合併攪拌5～10分鐘，使其成為均勻的泥料，(2)成型步驟將所述泥料用壓磚機在70～150Mpa壓力下製成磚坯，(3)乾燥步驟將所述磚坯在100～110℃烘乾24小時以上，或自然風乾2天以上，(4)燒成步驟將所述磚坯送入高溫窯爐中，升溫並在1200～1350℃的條件下恆溫1.5～5小時，之後自然冷卻，即得上述莫來石-高矽氧玻璃材料。
2.根據權利要求1所述的用紅柱石微粉製備莫來石-高矽氧玻璃材料的方法，其特徵在於所使用的粘結劑為耐火材料工業通用的粘結劑，如工業級磷酸溶液、紙漿廢液或水玻璃溶液等。
3.根據權利要求1所述的用紅柱石微粉製備莫來石-高矽氧玻璃材料的方法，其特徵在於磚坯可不經乾燥步驟直接燒成。
4.根據權利要求1所述的用紅柱石微粉製備莫來石-高矽氧玻璃材料的方法，其特徵在於產品可以是可供直接使用的製品(如耐火磚、陶瓷窯具及陶瓷元器件等)，也可以做為熟料使用，其形狀不限。
全文摘要
一種製備莫來石—高矽氧玻璃材料的方法。該方法是將紅柱石礦石經破碎、選礦得到紅柱石精礦粉,再經超細粉碎製成微米級粉體(簡稱微粉),將紅柱石微粉與結合劑混合、壓製成型後,在1200～1350℃燒成,得到莫來石－高矽氧玻璃材料,該材料可以是各種形狀的製品(如耐火磚、陶瓷窯具及陶瓷元器件等),也可以做為熟料使用。本發明原料來源廣泛、工藝簡單、燒成溫度低、產品成本低、便於實施推廣。
文檔編號C03C6/00GK1184788SQ9712178
公開日1998年6月17日 申請日期1997年12月22日 優先權日1997年12月22日
發明者李博文, 王寧, 宋玉國 申請人:李博文, 王寧, 宋玉國