CN101786868A - 一种免烧耐酸陶瓷的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种免烧耐酸陶瓷的制备方法。本发明的步骤主要包括，首先准备好四种原料：原料1，采用以非结晶的铝硅酸盐为主的粉体的一种或几种的混合物；原料2，非结晶二氧化硅、硅酸盐、铝酸盐和铝硅酸盐中的一种或几种混合的超细粉；原料3，结晶氧化硅、氧化铝、硅酸盐、铝酸盐和铝硅酸盐矿物的一种或几种混合的粉体；原料4，碱金属硅酸盐溶液；然后，将原料1和原料2混和均匀，再与原料4充分混和至呈均匀糊状，再将原料3与上述糊状物混和剪切均匀，将所得半干易结的混合物充模，在20-150MPa加压成型，并使试块充分硬化定型。本发明方法利用工业废料，具有物耗低、能耗低、碳排放低、环保节能且成本低等优点。

Description

一种免烧耐酸陶瓷的制备方法

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种免烧耐酸陶瓷的制备方法。

背景技术

耐酸陶瓷，是指化工行业中用于反应塔罐、防腐容器、沟槽等设施内衬及耐酸地面所用的以耐酸砖为主的陶瓷制品。现在市场上广泛应用的耐酸陶瓷制品大多是以高岭土为主的粘土通过湿磨、打浆、浓缩、成型、烘干、然后高温烧结的方法制备的。该方法制备的耐酸陶瓷制品全部采用天然原料，能耗高，污染环境，碳排放高，成本高，生产周期长。

发明内容

本发明的目的是提供一种绿色环保的免烧耐酸陶瓷的制备方法，它可替代目前化工行业普遍采用的用高温烧结制备耐酸陶瓷的方法，能起到降低成本且节能降耗的作用。

本发明的免烧耐酸陶瓷的制备方法，包括如下顺序的步骤：

(1)准备好如下四种原料，这四种原料的预处理方法及要求分别如下：

原料1，采用以非结晶的铝硅酸盐为主的粉体的一种或几种的混合物，粉体的勃氏比表面积＞400m²/Kg，当产品抗酸性要求大于或等于97％时，粉体中铁与钙的氧化物的质量百分含量均应≤0.5％，如果大于0.5％，则用过量盐酸或硫酸在常温到100℃的温度下且在搅拌状态下浸泡1-5小时后，再用去离子水洗涤至PH≥6，然后过滤，在105-120℃温度下烘干备用；

原料2，非结晶二氧化硅、硅酸盐、铝酸盐和铝硅酸盐中的一种或几种混合的超细粉，BET比表面积＞15000m²/Kg；

原料3，结晶氧化硅、氧化铝、硅酸盐、铝酸盐和铝硅酸盐矿物的一种或几种混合的粉体，粒径小于5mm；

原料4，碱金属硅酸盐溶液，模数是0.8-1.4，固含量是30-60％；

(2)待步骤(1)完成后，首先，将原料1和原料2混和均匀，然后再与原料4充分混和至呈均匀糊状，再将原料3与上述糊状物混和剪切均匀，其中，原料1、原料2、原料3、原料4的质量百分含量分别是10-30％、0.5-6％、40-75％、10-25％；

(3)将第(2)步所得半干易结的混合物在常温下充模，在20-150MPa加压成型；或是在60-90℃的温度和≥90％的湿度环境中保温10-30分钟至其充分软化，在混和物未硬化前充模，在20-150MPa压力下成型；加压成型后再连模在60-90℃的温度和≥90％的湿度环境中养护约半小时到数小时，使试块充分硬化定型；

(4)在试块充分硬化定型后脱模，然后继续在60-90℃的温度和≥90％的湿度环境中养护1-6天或在常温下养护10-28天。

本发明利用碱激发硅铝质材料胶凝的原理来制备耐酸陶瓷。在碱性激发剂作用下，耐酸的固体原料在低温下溶解并进行无机聚合，形成网络状硅铝质聚合物，这样以化学键连接的胶凝体在压力成型并有超细粉体充填空隙的条件下可以形成致密的结构，从而具有很高的强度和耐酸性，而这一过程在适当加温的条件下短时间快速反应完成。因此，本发明的免烧耐酸陶瓷制备方法利用工业废料，具有物耗低、能耗低、碳排放低、环保节能且成本低等优点，可望取代传统烧结制备耐酸陶瓷的方法，具有很好的经济效益和社会效益。

具体实施方式

实施例一：粉煤灰26.5克，锻烧高岭土10克，硅灰4.0克，模数为0.9、浓度40％的钠水玻璃溶液25克混合，再加细石英粉80克，焦宝石粉20克，辉绿岩粉60克，全部碾压混匀，入钢模中，于20MPa静压力下成型，65℃、湿度≥90％养护72小时后取出试块，检测：抗折强度20.5Mpa，抗压强度84.2Mpa，吸水率5.58％，耐酸性94.4％，比重2.4。

实施例二：粉煤灰39克，硅灰1.0克，模数为1.0、浓度50％的钠水玻璃溶液23克混合，再加细石英粉60克，焦宝石粉60克，碾压混匀。混合物与钢模一起于85℃保温15分钟后入钢模中，迅速于120MPa静压力下成型，在85℃、湿度≥90％下连模养护24小时后取出试块，检测：抗折强度35.4Mpa，抗压强度136.2Mpa，吸水率5.14％，耐酸性94.5％，比重2.30。

实施例三：粉煤灰19克，锻烧高岭土19克，硅灰2.0克，模数为1.2、浓度60％的钠水玻璃溶液23克混合，再加细石英粉80克，辉绿岩粉50克混合均匀于85℃保温15分钟后迅速入钢模中，于130MPa静压力下成型，85℃、湿度≥90％养护24小时后取出试块，检测：抗折强度40.0Mpa，抗压强度162.4Mpa，吸水率3.41％，耐酸性96.6％，比重2.35。

实施例四：煅烧高岭土30克，硅灰3.0克，模数为0.9、浓度36.5％的钠水玻璃溶液24.1克混合，再加辉绿岩粉170克，碾压混合均匀后入钢模中，于150MPa静压力下成型，65℃、湿度≥90％养护6天后取出试块，检测：抗折强度26.5MPa，抗压强度86.5MPa，吸水率4.77％，耐酸性96.04％，比重2.45。

实施例五：用浓度为20％的过量盐酸于90℃酸煮粉煤灰5小时后用去离子水洗涤至PH≥6，过滤，在110℃下烘干，所得的酸洗粉煤灰50克，与硅灰5.0克，模数为1.0、浓度36.5％的钠水玻璃溶液25.7克混合，再加细石英粉20，焦宝石粉50克，辉绿岩粉50克碾压混合均匀，入钢模中，于130MPa静压力下成型，65℃、湿度≥90％养护6天后取出试块，检测：抗折强度27.7Mpa，抗压强度143.3Mpa，吸水率4.27％，耐酸性98.47％，比重2.34。

实施例六：粉煤灰39克，硅灰7.0克，模数为1.3、浓度31％的钾水玻璃溶液35克混合，再加细石英粉80克，入钢模中，于130MPa静压力下成型，80℃，湿度≥90％养护3天后取出试块，检测：抗折强度22.1Mpa，抗压强度83.2Mpa，吸水率5.77％，耐酸性94.04％，比重2.15。

以上实施例均在试块充分硬化定型脱模后，继续在60-90℃的温度和≥90％的湿度环境中养护1-6天或在常温下养护10-28天。

本发明的免烧耐酸陶瓷的比重在2.0-2.5之间，试块抗压强度在80-200MPa之间，抗折强度在15-50MPa之间，按国标8488-87检测的吸水率在3-6％之间，耐酸性在95-99％之间，接近3类耐酸砖的指标。

Claims (1)

1.一种免烧耐酸陶瓷的制备方法，其特征在于包括如下顺序的步骤：

(1)准备好如下四种原料，这四种原料的预处理方法及要求分别如下：

原料1，采用以非结晶的铝硅酸盐为主的粉体的一种或几种的混合物，粉体的勃氏比表面积＞400m²/Kg，当产品抗酸性要求大于或等于97％时，粉体中铁与钙的氧化物的质量百分含量均应≤0.5％，如果大于0.5％，则用过量盐酸或硫酸在常温到100℃的温度下且在搅拌状态下浸泡1-5小时后，再用去离子水洗涤至PH≥6，然后过滤，在105-120℃温度下烘干备用；

原料2，非结晶二氧化硅、硅酸盐、铝酸盐和铝硅酸盐中的一种或几种混合的超细粉，BET比表面积＞15000m²/Kg；

原料3，结晶氧化硅、氧化铝、硅酸盐、铝酸盐和铝硅酸盐矿物的一种或几种混合的粉体，粒径小于5mm；

原料4，碱金属硅酸盐溶液，模数是0.8-1.4，固含量是30-60％；

(2)待步骤(1)完成后，首先，将原料1和原料2混和均匀，然后再与原料4充分混和至呈均匀糊状，再将原料3与上述糊状物混和剪切均匀，其中，原料1、原料2、原料3、原料4的质量百分含量分别是10-30％、0.5-6％、40-75％、10-25％；

(3)将第(2)步所得半干易结的混合物在常温下充模，在20-150MPa加压成型；或是在60-90℃的温度和≥90％的湿度环境中保温10-30分钟至其充分软化，在混和物未硬化前充模，在20-150MPa压力下成型；加压成型后再连模在60-90℃的温度和≥90％的湿度环境中养护约半小时到数小时，使试块充分硬化定型；

(4)在试块充分硬化定型后脱模，然后继续在60-90℃的温度和≥90％的湿度环境中养护1-6天或在常温下养护10-28天。