CN101121604A - 矾土均化料的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矾土均化料的生产方法，它是以结构疏松、不能直接烧结的高铝矾土生矿为原料，通过配料、研磨、除铁、过滤、成型、烘干、烧制等步骤而形成。所形成的矾土均化料主晶相为α－Al2O3，断面呈青黑色，质地致密，晶粒发育规则，多数在15μm以上，各项物理指标均达到并超过国内所生产的均化料水平，与现有技术相比，具有烧成温度低，总烧成时间短等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种矾土均化料的生产方法，尤其是涉及一种用不能直接烧结的结构疏松的高铝矾土生矿为原料生产铝矾土均化料的方法。
背景技术
矾土均化料是以天然生矾土为原料，通过均化、成型、煅烧等工艺生产出来的耐火原料，矾土均化料与原矿煅烧料相比具有结构、性能和质量均匀、稳定等优点。然而因为均化料比含同等Al2O3的原矿煅烧料的成本高，如果代替普通矾土熟料作为骨料使用的话，产品成本会大幅度提高，因此在国内均化料的生产和应用发展缓慢。在公告号为CN1072623C的中国专利文献中公开了一种生产成本比较低的均化料的生产方法，它是以高铝矾土为原料采用窑炉烧成工艺，经匹配、混合、均化、筛选、研磨、成型、烘干、烧制等步骤得到成品刚玉，其优点是生产出的产品各项指标达到电熔刚玉的水平，生产成本却不足电炉熔融法的一半，然而上述发明仍旧存在烧成温度高(1550-1580℃)，总烧成时间长(140-150小时)，烧成后产品的高温抗侵蚀性、耐火度低等缺点。烧成温度高、总烧成时间长是由于其成型工艺中采用干法研磨，加水搅拌过程中水分分布不均匀，容易形成颗粒团聚，降低颗粒比表面积，从而降低反应活性，导致烧成温度升高和总烧成时间长；高温抗侵蚀性、耐火度低则是由于原料中铁含量高，而铁含量多对材料的高温抗侵蚀性和耐火度有不良影响。另外，在一篇题目为《回转窑煅烧硅铝质耐火原料产生的废料的均化利用》的文献中(见2006年第5期《耐火材料》)，公开了以回转窑煅烧硅铝质耐火原料产生的废料(即致密生矾土碎矿)为原料生产均化料的方法，其工艺流程包括：配料、湿磨、压滤、成型、烘干和煅烧，该工艺主要用于生产高铁均化料，且所述均化料用于生产高铝砖等低档产品，更进一步地，在该文献中也没有公开各个工艺步骤的工艺参数和具体方法。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题之一在于提出一种利用不能直接烧结的结构疏松的高铝矾土生矿生产铝矾土均化料的方法。
本发明所要解决的技术问题之二在于提出一种烧成温度低、总烧成时间短、高温抗侵蚀性和耐火度高的矾土均化料。
为解决上述技术问题，本发明的一种矾土均化料生产方法，所述方法包括以下步骤：
a.破碎、配料、研磨：将矾土生矿破碎成颗粒，与结合剂、水配料后研磨成细小的颗粒，得到A料；
b.除铁：通过除铁器对A料进行除铁处理，得到B料；
c.过滤：将B料在滤泥机中脱水，得到泥饼C；
d.真空练泥：采用真空挤泥机对泥饼C进行真空练泥，经过挤压、切割后形成单块坯料D；
e.烘干：将坯料D送入烘干装置中进行烘干，得到E料；
f.烧成：将E料送入窑炉中烧制，得到所述矾土均化料。
在所述步骤a中将矾土生矿破碎为块径小于等于10mm的颗粒，与作为所述结合剂的木质素磺酸钙以及水配料后，加入湿法球磨机中，其中所述水的质量是所述矾土质量的1.2倍或1.2倍以上，研磨后得到A料的目数要大于等于180目。
在所述步骤b中采用磁性强度在10000高斯以上的湿法除铁器对A料进行除铁处理。
在所述步骤c中将B料吸入滤泥机中脱水30-60分钟。
在所述步骤d中采用真空度小于等于0.02Mpa的真空挤泥机对泥饼C进行真空练泥。
在所述步骤e中所述烘干装置中所得到的E料残余水分小于1％。
在所述步骤f中E料送入窑炉中烧制的烧成温度大于等于1450℃小于1550℃。
所述矾土生矿为铝矾土生矿。
所述矾土生矿为铝含量大于或等于76％的疏松铝矾土生矿。
在步骤a中一般每研磨30-60分钟可以出料浆一次。
在步骤e中烘干温度在80-150℃，时间为8-12小时。
在步骤f中保温时间控制在20-40小时，总烧成时间为大于等于110小时小于140小时。
在步骤a中所述结合剂的质量是所述矾土质量的0.2％-0.6％。
在步骤d中所述的单块坯料的体积密度为2.2-2.3g/cm3。
本发明的上述技术方案与现有技术相比具有以下优点，(1)本发明以结构疏松、不能直接烧结的高铝矾土生矿为原料生产矾土均化料，既解决了很多铝土矿煅烧企业疏松矿的处理问题，而且制造出的矾土均化料各项物理指标都达到并超过国内均化料水平，产生变废为宝的效果；(2)通过在本发明中采用湿法球磨工艺，使得湿磨后颗粒表面被水膜包围，从空间上阻碍了颗粒的靠拢，从而减小了颗粒之间的内聚力，使得比表面积加大，反应活性增加，而适当的滤泥压力在起到物料脱水作用的同时却不破坏颗粒的水膜结构，因此烧成温度比同等Al2O3含量的原矿煅烧料低150-200℃。(3)在研磨之前就加入结合剂，能使结合剂在所述产品中的分散更均匀；(4)在耐火材料中，铁含量多对材料的高温抗侵蚀性和耐火度有不良影响，在本发明中采用了除铁工艺，从而提高了均化料的高温抗侵蚀性和耐火度；(5)采用真空练泥，可排除空气，使组分均匀致密。
具体实施方式
实施例1
以铝含量为76％的疏松铝矾土生矿为原料生产铝矾土均化料的方法包括以下步骤：
a.破碎、配料、研磨：将所述原料破碎到块径10mm，与质量是矾土质量0.2％的作为结合剂的木质素磺酸钙以及水配料后，加入湿法球磨机中，其中所述水的质量是所述铝矾土质量的1.2倍，根据矿物硬度以及对泥浆中颗粒的粒度分析，每30分钟出料浆一次，研磨后泥浆颗粒粒度为180目，即得到A料；
b.除铁：在浆料池中对A料进行除铁，采用磁性强度为12000高斯的湿法磁性除铁器对A料进行除铁处理，得到B料；
c.过滤：将B料用泥浆泵吸入滤泥机，根据水分、温度等情况调节滤泥机中的泥浆压力，经过30分钟后，取出泥饼C；
d.真空练泥：采用真空度为0.01Mpa的真空挤泥机对泥饼C进行真空练泥，经过挤压、切割后形成单块坯料D，单块坯料的体积密度为2.2g/cm3，厚度为30mm。
e.烘干：将坯料D送入烘干装置中进行烘干，得到残余水分为0.3％的E料，烘干温度在120℃，时间为8小时。
f.烧制：将E料送入窑炉中烧制，烧成温度为1500℃，保温时间控制在40小时，总烧成时间为138小时，出窑后得到矾土均化料。
在步骤a中，也可以先将破碎后的原料与所述木质素磺酸钙配料，加入湿法球磨机中后，再将质量是所述铝矾土质量的1.2倍的水加入湿法球磨机中进行研磨。
实施例2
以铝含量为78％的疏松铝矾土生矿为原料生产铝矾土均化料的方法包括以下步骤：
a.破碎、配料、研磨：将所述原料破碎到块径2mm，与质量是矾土质量的0.6％的作为结合剂的木质素磺酸钙以及水配料后，加入湿法球磨机中，其中所述水的质量是所述铝矾土质量的2倍，根据矿物硬度以及对泥浆中颗粒的粒度分析，每60分钟出料浆一次，研磨后泥浆颗粒粒度为320目，即得到A料；
b.除铁：在浆料池中对A料进行除铁，采用磁性强度为10000高斯的湿法磁性除铁器对A料进行除铁处理，得到B料；
c.过滤：将B料用泥浆泵吸入滤泥机，根据水分、温度等情况调节滤泥机中的泥浆压力，经过60分钟后，取出泥饼C；
d.真空练泥：采用真空度为0.01Mpa的真空挤泥机对泥饼C进行真空练泥，经过挤压、切割后形成单块坯料D，单块坯料的体积密度为2.3g/cm3，厚度为30mm。
e.烘干：将坯料D送入烘干装置中进行烘干，得到残余水分为0.2％的E料，烘干温度在150℃，时间为8小时。
f.烧制：将E料送入窑炉中烧制，烧成温度为1450℃，保温时间控制在20小时，总烧成时间为110小时，出窑后得到矾土均化料。
实施例3
以铝含量为79％的疏松铝矾土生矿为原料生产铝矾土均化料的方法包括以下步骤：
a.破碎、配料、研磨：将所述原料破碎到块径5mm，与质量是矾土质量的0.4％的作为结合剂的木质素磺酸钙以及水配料后，加入湿法球磨机中，其中所述水的质量是所述铝矾土质量的3倍，根据矿物硬度以及对泥浆中颗粒的粒度分析，每40分钟出料浆一次，研磨后泥浆颗粒粒度为200目，即得到A料；
b.除铁：在浆料池中对A料进行除铁，采用磁性强度为10000高斯的湿法磁性除铁器对A料进行除铁处理，得到B料；
c.过滤：将B料用泥浆泵吸入滤泥机，根据水分、温度等情况调节滤泥机中的泥浆压力，经过50分钟后，取出泥饼C；
d.真空练泥：采用真空度为0.02Mpa的真空挤泥机对泥饼C进行真空练泥，经过挤压、切割后形成单块坯料D，单块坯料的体积密度为2.26g/cm3；
e.烘干：将坯料D送入烘干装置中进行烘干，得到残余水分为0.3％的E料，烘干温度在80℃，时间为12小时。
f.烧制：将E料送入窑炉中烧制，烧成温度为1500℃，保温时间控制在30小时，总烧成时间为120小时，出窑后得到矾土均化料。
当然上述生产铝矾土均化料的方法也适用于原料为不能入窑的致密铝矾土矿碎料。在真空练泥工艺中也可以根据情况挤压成其它形状以方便烘干及烧成时的装窑。
采用本发明生产出的产品，主晶相为α-Al2O3，断面呈青黑色，质地致密，晶粒发育规则，多数在15μm以上，各项物理指标均达到并超过国内所生产的均化料水平。与现有技术相比，本发明具有以下优点：以结构疏松、不能直接烧结的高铝矾土生矿为原料制作矾土均化料，既解决了很多铝土矿煅烧企业疏松矿的处理问题，而且制造出的矾土均化料各项物理指标都达到并超过国内均化料水平，产生变废为宝的效果；通过在本发明中采用湿法球磨工艺，使得湿磨后颗粒表面被水膜包围，从空间上阻碍了颗粒的靠拢，从而减小了颗粒之间的内聚力，使得比表面积加大，反应活性增加，而适当的滤泥压力在起到物料脱水作用的同时却不破坏颗粒的水膜结构，因此烧成温度比同等Al2O3含量的原矿煅烧料低150-200℃；在研磨之前就加入结合剂，能使结合剂在所述产品中的分散更均匀，效果更佳；另外，在耐火材料中，铁含量多降低了材料的高温抗侵蚀性和耐火度，在本发明中采用了除铁工艺，从而提高了均化料的高温抗侵蚀性和耐火度；采用真空练泥，可排除空气，使组分均匀致密。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (14)
1.一种矾土均化料的生产方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
a.破碎、配料、研磨：将矾土生矿破碎成颗粒，与结合剂、水配料后研磨成细小的颗粒，得到A料；
b.除铁：通过除铁器对A料进行除铁处理，得到B料；
c.过滤：将B料在滤泥机中脱水，得到泥饼C；
d.真空练泥：采用真空挤泥机对泥饼C进行真空练泥，经过挤压、切割后形成单块坯料D；
e.烘干：将坯料D送入烘干装置中进行烘干，得到E料；
f.烧成：将E料送入窑炉中烧制，得到所述矾土均化料。
2.根据权利要求1所述的矾土均化料的生产方法，其特征在于：在所述步骤a中将矾土生矿破碎为块径小于等于10mm的颗粒，与作为所述结合剂的木质素磺酸钙以及水配料后，加入湿法球磨机中，其中所述水的质量是所述矾土质量的1.2倍或1.2倍以上，研磨后得到的A料的目数要大于等于180目。
3.根据权利要求1所述的矾土均化料的生产方法，其特征在于：在所述步骤b中采用磁性强度在10000高斯以上的湿法除铁器对A料进行除铁处理。
4.根据权利要求1所述的矾土均化料的生产方法，其特征在于：在所述步骤c中将B料吸入滤泥机中脱水30-60分钟。
5.根据权利要求1所述的矾土均化料的生产方法，其特征在于：在所述步骤d中采用真空度小于等于0.02Mpa的真空挤泥机对泥饼C进行真空练泥。
6.根据权利要求1所述的矾土均化料的生产方法，其特征在于：在所述步骤e中所述烘干装置中所得到的E料残余水分小于1％。
7.根据权利要求1所述的矾土均化料的生产方法，其特征在于：在所述步骤f中E料送入窑炉中烧制的烧成温度大于等于1450℃小于1550℃。
8.根据权利要求1或2所述的矾土均化料的生产方法，其特征在于：所述矾土生矿为铝矾土生矿。
9.根据权利要求8所述的矾土均化料的生产方法，其特征在于：所述矾土生矿为铝含量大于或等于76％的疏松铝矾土生矿。
10.根据权利要求1或2所述的矾土均化料生产方法，其特征在于：在所述步骤a中一般每研磨30-60分钟可以出料浆一次。
11.根据权利要求1或6所述的矾土均化料的生产方法，其特征在于：在所述步骤e中烘干温度在80-150℃，时间为8-12小时。
12.根据权利要求1或7所述的矾土均化料的生产方法，其特征在于：在所述步骤f中保温时间控制在20-40小时，总烧成时间为大于等于110小时小于140小时。
13.根据权利要求1或2所述的矾土均化料的生产方法，其特征在于：在所述步骤a中所述结合剂的质量是所述矾土质量的0.2％-0.6％。
14.根据权利要求1或5所述的矾土均化料的生产方法，其特征在于：在所述步骤d中所述的单块坯料的体积密度为2.2-2.3g/cm3。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |