CN101544503B - 一种钙长石质材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钙长石质材料及其制备方法。所采用的技术方案是：按“利用含钛炉渣制备钛及钛合金的方法”(ZL200510019664.3)专利技术，或以提取钛合金后的熔融态尾渣为原料，外加20～50wt％的硅石、0～60wt％的粘土和0～40％的硅灰石，待加入物完全熔融，且熔体成分均匀后，将熔体冷却后得到钙长石质材料；或以提取钛合金后的冷态尾渣为原料，外加20～50wt％的硅石、0～60wt％的粘土和0～40％的硅灰石，将上述原料和加入物混磨至粒度小于0.1mm，压坯，在1200～1400℃条件下煅烧得到钙长石质材料。本发明以提钛后的尾渣为原料，节约了宝贵的矾土资源，成本低，并使工业废渣得到了高附加值的利用，环境友好且工艺简单。

Description

一种钙长石质材料及其制备方法
技术领域
本发明属于钙长石质材料技术领域。尤其涉及一种利用提钛后的尾渣制备钙长石质材料的方法。
背景技术
钙长石是自然界分布最广的矿物之一，其化学式为CaO·Al2O3·2SiO2，熔点为1550℃。钙长石具有很低的导热系数、低的热膨胀系数和较强的抗碱性蒸汽侵蚀的能力；钙长石质材料通常用作制备钙长石质轻质耐火材料的原料。
由于钙长石与钠长石呈完全类质同象存在，纯净的钙长石却很少富集成矿。即使在钙长石比较富集的矿藏中，由于钙长石与其它伴生矿物的物理性质比较接近，也给选矿带来很大困难，因此工业上所采用的钙长石一般都以矾土和氧化钙为原料，通过人工合成的方法制备。但我国矾土资源经过多年的开采，储量急剧下降，高品位矾土资源几近枯绝，导致近年来矾土的价格大幅上升，钙长石的生产成本也相应大幅攀升。研究开发可替代矾土的原材料制备钙长石质材料具有重要意义。
此外，一种“利用含钛炉渣制备钛及钛合金的方法”(ZL200510019664.3)专利技术，通过熔融热还原法对含钛炉渣进行处理，可以制备金属钛或钛合金。但大量提钛后的尾渣如何进一步合理、高附加值地利用是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明旨在克服已有技术缺陷，目的是提供一种成本低、环境友好、工艺简单和资源能高效利用的钙长石质材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明以“提钛后的尾渣”为原料，直接对其进行成分调整，制得钙长石质材料。
所述的“提钛后的尾渣”，是指按“利用含钛炉渣制备钛及钛合金的方法”(ZL200510019664.3)的发明专利技术处理含钛炉渣并提取钛或钛合金后，所得到的尾渣。即将TiO2含量为10～90wt％的含钛高炉炉渣或其他冶炼方法产生的含钛炉渣，外加0～50％的碳、0～40wt％的金属铝、0～40％的铁和0～20％的镁为还原剂，还原剂的加入量不同时为零，混合均匀后进行熔融热还原，得到钛及钛合金，其余为提取钛合金后的尾渣。
本发明或以提取钛合金后的熔融态尾渣为原料，在熔融态的尾渣中外加20～50wt％的硅石、0～60wt％的粘土和0～40％的硅灰石，待加入物完全熔融，且熔体成分均匀后，将熔体冷却后得到钙长石质材料。
本发明或以提取钛合金后的冷态尾渣为原料，在冷态尾渣中外加20～50wt％的硅石、0～60wt％的粘土和0～40％的硅灰石，然后将上述原料和加入物混磨至粒度小于0.1mm，压坯，在1200～1400℃条件下煅烧得到钙长石质材料。
由于采用上述技术方案，本发明以提钛后的尾渣为原料，节约了宝贵的矾土资源，因而成本低，使工业废渣得到了高附加值的利用，环境友好；另外，通过外加粘土、硅石、硅灰石中的一种以上物料进行成分调整，工艺简单，所制备钙长石质材料可用作生产钙长石质耐火材料或钙长石玻璃的原料。
附图说明
图1为本发明所制备的钙长石质材料的X射线衍射图谱。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述，并非对其保护范围的限制。
本具体实施方式以“提钛后的尾渣”为原料，直接对其进行成分调整，制得钙长石和钙长石质材料。“提钛后的尾渣”是指按“利用含钛炉渣制备钛及钛合金的方法”(ZL200510019664.3)的发明专利技术处理含钛炉渣并提取钛或钛合金后，所得到的尾渣。即将TiO2含量为10～90wt％的含钛高炉炉渣或其他冶炼方法产生的含钛炉渣，外加0～50％的碳、0～40wt％的金属铝、0～40％的铁和0～20％的镁为还原剂，还原剂的加入量不同时为零，混合均匀后进行熔融热还原，得到钛及钛合金，其余为提取钛合金后的尾渣。
本实施例1～8均以上述提钛后熔融尾渣或冷态尾渣为原料，该尾渣主要成分为：CaO为20～28wt％、SiO2为2～6wt％、Al2O3为46～58wt％、MgO为4～8wt％。
实施例1
一种钙长石材料的制备方法：以提取钛合金后的熔融尾渣为原料，外加30～50wt％的硅石，待加入的硅石完全熔融，且熔体成分均匀后，将熔体冷却后得到钙长石材料。
实施例2
一种钙长石材料的制备方法：以提取钛合金后的熔融尾渣为原料，外加20～35wt％的硅石和5～20wt％的粘土，待加入物完全熔融，且熔体成分均匀后，将熔体冷却后得到钙长石材料。
实施例3
一种钙长石材料的制备方法：以提取钛合金后的熔融尾渣为原料，外加20～40wt％的硅灰石和40～60wt％的粘土，待加入物完全熔融，且熔体成分均匀后，将熔体冷却后得到钙长石材料。
实施例4
一种钙长石材料的制备方法：以提取钛合金后的熔融尾渣为原料，外加20～50wt％的硅石、2～60wt％的粘土和4～40％的硅灰石，待加入物完全熔融，且熔体成分均匀后，将熔体冷却后得到钙长石质材料。
实施例5
一种钙长石质材料的制备方法：以冷却后的提钛后的尾渣为原料，外加30～50wt％的硅石，然后将上述原料和加入物混磨至粒度小于0.1mm，压坯，在1200～1300℃条件下煅烧得到钙长石质材料。
实施例6
一种钙长石质材料的制备方法：以冷却后的提钛后的尾渣为原料，外加20～35wt％的硅石和5～20wt％的粘土，然后将上述原料和加入物混磨至粒度小于0.1mm，压坯，在1300～1400℃条件下煅烧得到钙长石质材料。
实施例7
一种钙长石质材料的制备方法：以冷却后的提钛后的尾渣为原料，外加20～40wt％的硅灰石和40～60wt％的粘土，然后将上述原料和加入物混磨至粒度小于0.1mm，压坯，在1200～1400℃条件下煅烧得到钙长石质材料。
实施例8
一种钙长石质材料的制备方法：以冷却后的提钛后的尾渣为原料，外加20～50wt％的硅石、2～60wt％的粘土和4～40％的硅灰石，然后将上述原料和加入物混磨均匀，压坯，在1200～1400℃条件下煅烧得到钙长石质材料。
本具体实施方式以提取钛合金后的尾渣为原料，节约了宝贵的矾土资源，因而成本低，使工业废渣得到了高附加值的利用，环境友好；另外，通过外加粘土、硅石、硅灰石中的一种以上物料进行成分调整，工艺简单。
图1为利用本方法制备的钙长石质材料的X-射线衍射物相分析的结果。从图1可以看出，本发明所制备的钙长石质材料中的主要物相组成为钙长石，所制备钙长石质材料可用作生产钙长石质耐火材料或钙长石玻璃的原料。

Claims (4)

1.一种钙长石质材料的制备方法，将TiO2含量为10～90wt％的含钛高炉炉渣或其他冶炼方法产生的含钛炉渣，外加0～50％的碳、0～40wt％的金属铝、0～40％的铁和0～20％的镁为还原剂，还原剂的加入量不同时为零，混合均匀后进行熔融热还原，得到钛及钛合金，其余为提取钛合金后的尾渣，其特征在于以提取钛合金后的熔融态尾渣为原料，在熔融态的尾渣中外加20～50wt％的硅石、0～60wt％的粘土和0～40％的硅灰石，待加入物完全熔融，且熔体成分均匀后，将熔体冷却后得到钙长石质材料。
2.根据权利要求1所述的钙长石质材料的制备方法所制备的钙长石质材料。
3.一种钙长石质材料的制备方法，将TiO2含量为10～90wt％的含钛高炉炉渣或其他冶炼方法产生的含钛炉渣，外加0～50％的碳、0～40wt％的金属铝、0～40％的铁和0～20％的镁为还原剂，还原剂的加入量不同时为零，混合均匀后进行熔融热还原，得到钛及钛合金，其余为提取钛合金后的尾渣，其特征在于以提取钛合金后的冷态尾渣为原料，在冷态尾渣中外加20～50wt％的硅石、0～60wt％的粘土和0～40％的硅灰石，然后将上述原料和加入物混磨至粒度小于0.1mm，压坯，在1200～1400℃条件下煅烧得到钙长石质材料。
4.根据权利要求3所述的钙长石质材料的制备方法所制备的钙长石质材料。
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