CN101049938A - 一种煤矸石制备莫来石的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煅烧煤矸石制备莫来石的方法。一种煤矸石制备莫来石的方法,其特征在于它包括如下步骤:1)将煤矸石粉料与外加添加剂混合均匀,得配合料;所述的添加剂为NaF和La2O3所组成的复合催化剂,NaF的加入量为煤矸石粉料质量的1%-2%,La2O3的加入量为煤矸石粉料质量的1‰-5‰;2)将配合料以每分钟2℃-10℃的速度加热至1300℃,在1300℃煅烧保温3小时,得产品。本发明具有能耗低、成本低的特点;制备出的产品从物相上不含有损莫来石性能的方石英相。
Description
技术领域
本发明涉及一种煅烧煤矸石制备莫来石的方法。
技术背景
煤矸石作为煤炭生产过程中的副产物,已成为我国积存量和年生产量最大、占用堆积场地最多的工业废物。而莫来石(mullite)为铝硅酸盐矿物,具有耐火度高、抗热震性好、抗化学侵蚀、抗蠕变、荷重软化温度高、体积稳定性好、电绝缘性强等性质,是理想的高级耐火材料,被广泛应用于冶金、玻璃、陶瓷、化学、电力、国防、燃气和水泥等工业上。将煤矸石制备为目前市场上所需要的M45型莫来石耐火材料,不但可以解决煤矸石堆放对环境的污染问题,还可以创造更多的经济效益,是一种变废为宝的行为。
目前生产M45的生产工艺为:将高岭土或煤系高岭土在1500℃煅烧,保温10小时。国内仅有一篇专利报道(中国专利号为93114925.8,“一种剔除精密铸造砂和耐火材料中方英石的方法”),高岭土直接制备莫来石,且产品不含损坏莫来石性能的方石英相,其方法为:煤系高岭岩经破碎至40-250目,经1400℃以上高温煅烧8小时以上,然后在1300℃恒温2小时,或者煤系高岭岩经粉碎至40-250目,加入1%(质量)矿化剂,1.5%(质量)助熔剂在1350℃以上煅烧8小时,然后在1150℃恒温2小时,矿化剂为氧化镁,助熔剂为硫酸钙。
以上的方法其主要缺点为能耗高,成本投入大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能耗低、成本低的煤矸石制备莫来石的方法。
为了实现上述目的,本发明的技术方案是:一种煤矸石制备莫来石的方法,其特征在于它包括如下步骤:
1)、将煤矸石粉料与外加添加剂混合均匀,得配合料;所述的添加剂为NaF和La2O3所组成的复合催化剂,NaF的加入量为煤矸石粉料质量的1%-2%,La2O3的加入量为煤矸石粉料质量的1‰-5‰;
2)、将配合料以每分钟2℃-10℃的速度加热至1300℃,在1300℃煅烧保温3小时,最后制得莫来石相大于55%、不含方石英相的产品。
所述的煤矸石粉粒径小于200目(0.074mm),氧化铝含量大于35%。
与现有技术相比,由于采用外加添加剂——NaF和La2O3,本发明具有以下突出的有益效果:
1.原料为以高岭土为主要成分的煤矸石,大大降低了对原料的要求,降低了成本;
2.将煅烧温度从目前工艺的大于1500℃,降低至1300℃,降低了能耗;
3.将保温时间从10个小时,降低至3小时,降低了能耗。与此同时,制备出的产品从物相上不含有损莫来石性能的方石英相,成份上与英国著名公司ECC的产品Molochite砂接近。
本发明充分利用了资源,变废为宝,减少环境污染,并且通过外加添加剂的加入达到减少能耗,降低生产成本的目的。
附图说明
图1为本发明实施例一[宜都煤矸石粉料(小于200目)在添加15‰氟化钠,5‰氧化镧在1300℃煅烧保温3小时]所得的XRD图谱。
图2为本发明实施例二[宜都煤矸石粉料(小于200目)在添加15‰氟化钠,3‰氧化镧在1300℃煅烧保温3小时]所得的XRD图谱。
图3为本发明实施例三[宜都煤矸石粉料(小于200目)在添加18‰氟化钠,2‰氧化镧在1300℃煅烧保温3小时]所得的XRD图谱。
图4为本发明实施例四[宜都煤矸石粉料(小于200目)在添加17‰氟化钠,3‰氧化镧在1300℃煅烧保温3小时]所得的XRD图谱。
图5为本发明实施例五[宜都煤矸石粉料(小于200目)在添加16‰氟化钠,4‰氧化镧在1300℃煅烧保温3小时]所得的XRD图谱。
图6为本发明实施例六[宜都煤矸石粉料(小于200目)在添加19‰氟化钠,3‰氧化镧在1300℃煅烧保温3小时]所得的XRD图谱。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例一:
取宜都煤矸石粉料(小于200目)3.00g,添加煤矸石粉料质量15‰的氟化钠,添加煤矸石粉料质量5‰的氧化镧,混合均匀,放入刚玉坩埚内,将坩埚放入于硅钼棒箱式电阻炉中,以每分钟4℃的速度升温至1300℃,在1300℃煅烧保温3小时所得的XRD图谱。从样品所做X射线衍射图谱(图1)中可以看出莫来石相为55-60%,不含方石英,其它为非晶质相。
实施例二:
取宜都煤矸石粉料(小于200目)3.00g,添加煤矸石粉料质量15‰的氟化钠,添加煤矸石粉料质量3‰的氧化镧,混合均匀,放入刚玉坩埚内,将坩埚放入于硅钼棒箱式电阻炉中,以每分钟4℃的速度升温至1300℃,在1300℃煅烧保温3小时所得的XRD图谱。从样品所做X射线衍射图谱(图2)中可以看出莫来石相为55-60%,不含方石英,其它为非晶质相。
实施例三:
取宜都煤矸石粉料(小于200目)3.00g,添加煤矸石粉料质量18‰的氟化钠,添加煤矸石粉料质量2‰的氧化镧,混合均匀,放入刚玉坩埚内,将坩埚放入于硅钼棒箱式电阻炉中,以每分钟4℃的速度升温至1300℃,在1300℃煅烧保温3小时所得的XRD图谱。从样品所做X射线衍射图谱(图3)中可以看出莫来石相为55-60%,不含方石英,其它为非晶质相。
实施例四:
取宜都煤矸石粉料(小于200目)3.00g,添加煤矸石粉料质量17‰的氟化钠,添加煤矸石粉料质量3‰的氧化镧,混合均匀,放入刚玉坩埚内,将坩埚放入于硅钼棒箱式电阻炉中,以每分钟4℃的速度升温至1300℃,在1300℃煅烧保温3小时所得的XRD图谱。从样品所做X射线衍射图谱(图4)中可以看出莫来石相为55-60%,不含方石英,其它为非晶质相。
实施例五:
取宜都煤矸石粉料(小于200目)3.00g,添加煤矸石粉料质量16‰的氟化钠,添加煤矸石粉料质量4‰的氧化镧,混合均匀,放入刚玉坩埚内,将坩埚放入于硅钼棒箱式电阻炉中,以每分钟4℃的速度升温至1300℃,在1300℃煅烧保温3小时所得的XRD图谱。从样品所做X射线衍射图谱(图5)中可以看出莫来石相为55-60%,不含方石英,其它为非晶质相。
实施例六:
取宜都煤矸石粉料(小于200目)3.00g,添加煤矸石粉料质量19‰的氟化钠,添加煤矸石粉料质量3‰的氧化镧,混合均匀,放入刚玉坩埚内,将坩埚放入于硅钼棒箱式电阻炉中,以每分钟4℃的速度升温至1300℃,在1300℃煅烧保温3小时所得的XRD图谱。从样品所做X射线衍射图谱(图6)中可以看出莫来石相为55-60%,不含方石英,其它为非晶质相。
实施例七:
一种煤矸石制备莫来石的方法,它包括如下步骤:
1)、将煤矸石粉料与外加添加剂混合均匀,得配合料;所述的添加剂为NaF和La2O3所组成的复合催化剂,NaF的加入量为煤矸石粉料质量的1%,La2O3的加入量为煤矸石粉料质量的1‰;所述的煤矸石粉粒径小于200目,氧化铝含量大于35%。
2)、将配合料以每分钟2℃的速度加热至1300℃,在1300℃煅烧保温3小时,最后制得莫来石相大于55%、不含方石英相的产品。
实施例八:
一种煤矸石制备莫来石的方法,它包括如下步骤:
1)、将煤矸石粉料与外加添加剂混合均匀,得配合料;所述的添加剂为NaF和La2O3所组成的复合催化剂,NaF的加入量为煤矸石粉料质量的2%,La2O3的加入量为煤矸石粉料质量的5‰;所述的煤矸石粉粒径小于200目,氧化铝含量大于35%。
2)、将配合料以每分钟10℃的速度加热至1300℃,在1300℃煅烧保温3小时,最后制得莫来石相大于55%、不含方石英相的产品。
Claims (2)
1.一种煤矸石制备莫来石的方法,其特征在于它包括如下步骤:
1)、将煤矸石粉料与外加添加剂混合均匀,得配合料;所述的添加剂为NaF和La2O3所组成的复合催化剂,NaF的加入量为煤矸石粉料质量的1%-2%,La2O3的加入量为煤矸石粉料质量的1‰-5‰;
2)、将配合料以每分钟2℃-10℃的速度加热至1300℃,在1300℃煅烧保温3小时,得产品。
2.根据权利要求1所述的一种煤矸石制备莫来石的方法,其特征在于:所述的煤矸石粉粒径小于200目,氧化铝含量大于35%。
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