CN102180699B - 一种多孔堇青石陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents

一种多孔堇青石陶瓷材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多孔堇青石陶瓷材料及其制备方法。其技术方案是：将8～12wt％的煤矸石粉、33～37wt％的Al(OH)3粉、8～12wt％的滑石粉、13～17wt％的菱镁矿粉和28～32wt％硅石粉混合，外加上述混合料3～12wt％的水，搅拌均匀，压制成型；再将成型后的坯体在110℃条件下干燥8～36小时，然后在1300～1400℃条件下保温1～6小时，即得多孔堇青石陶瓷。其中：煤矸石粉、Al(OH)3粉、滑石粉、菱镁矿粉和硅石粉的粒径均小于88μm；压制成型是机械压制或手工捣打。本发明具有环境友好、气孔尺寸及体积含量可控的特点，所制备的多孔堇青石陶瓷材料强度高、透气性好和高温性能良好。

Description

一种多孔堇青石陶瓷材料及其制备方法
技术领域
本发明属于多孔陶瓷材料技术领域。尤其涉及一种多孔堇青石陶瓷材料及其制备方法。
背景技术
随着工业的迅猛发展，大量的有害高温烟气被排放，造成了严重的环境污染，不仅严重影响了人们的身心健康，而且还严重地制约了工业的进一步发展。因此，制备用于高温含尘气体净化的多孔材料对于环境保护、节约能源、实现社会的可持续发展具有十分重要的意义。
堇青石是一种硅酸盐矿物，其理论组成为2MgO·2Al2O3·5SiO2，具有很小的热膨胀系数、优异的抗热震性和较好的化学稳定性，使得多孔堇青石陶瓷具有优异的性能，是适合用于高温含尘气体净化的多孔材料。
关于多孔堇青石陶瓷的研究目前已有一定的进展，但仍存在一些问题：如利用煤矸石制备堇青石质多孔玻璃陶瓷(闫国进，王春华。煤矸石制备堇青石质多孔玻璃陶瓷的研究。矿业安全与环保，2009，36(6)：31-33)，由于玻璃相含量较多，不适合在高温下使用；“用煤矸石与废弃耐火材料合成多孔堇青石陶瓷材料的方法”(CN200910082675.4)专利技术，以煤矸石和废弃耐火材料以及木屑造孔剂为原料，制得了多孔堇青石陶瓷，但木屑造孔剂燃烧后产生CO2，造成了二次污染，不利于环境保护；又如利用煤粉和淀粉作造孔剂制备了堇青石质多孔陶瓷(张芳，黄志良。利用不用造孔剂制备堇青石质多孔陶瓷。武汉工程大学学报，2008，30(3)：69-71)，煤粉和淀粉燃烧后，同样产生CO2造成二次污染：再如以特定级配的堇青石为骨料、以SiO2-Al2O3-碱金属氧化物体系为高温陶瓷结合剂、以C粉为造孔剂(王耀明，薛友祥等。高温烟气净化用多孔堇青石陶瓷支撑体材料的研制。硅酸盐学报，2005，33(10)：1262-1265)、(吴庆祝，薛友祥等。堇青石质多孔陶瓷高温过滤材料的研究。现代技术陶瓷，2003，4：9-12)，制备了多孔堇青石陶瓷，但制备特定级配骨料的成本较高，且C粉燃烧后产生CO2同样存在二次污染的问题，另外SiO2-Al2O3-碱金属氧化物体系具有较低的熔化温度，严重影响了多孔堇青石陶瓷的高温性能。
综上所述，目前关于多孔堇青石陶瓷的制备存在两个问题：(1)造孔剂燃烧产生气孔后，生成的CO2会造成二次污染；(2)以熔化温度低的SiO2-Al2O3-碱金属氧化物体系为结合剂会影响多孔堇青石的高温性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种环境友好、气孔尺寸及体积含量可控的多孔堇青石陶瓷材料的制备方法，用该方法制备的多孔堇青石陶瓷材料强度高、透气性好和高温性能良好。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：将8～12wt％的煤矸石粉、33～37wt％的Al(OH)3粉、8～12wt％的滑石粉、13～17wt％的菱镁矿粉和28～32wt％的硅石粉混合，外加上述混合料3～12wt％的水搅拌均匀，压制成型；再将成型后的坯体在110℃条件下干燥8～36小时，然后在1300～1400℃条件下保温1～6小时烧成，即得多孔堇青石陶瓷。
上述技术方案中：煤矸石粉、Al(OH)3粉、滑石粉、菱镁矿粉和硅石粉的粒径均小于88μm；压制成型是机械压制或手工捣打。
由于采用上述技术方案，本发明利用原料自身分解原位产生贯通状气孔，避免了因添加造孔剂形成CO2造成二次污染，有利于环境保护；分解后的原料原位反应生成堇青石，形成了堇青石直接结合的多孔堇青石陶瓷，具有更佳的高温性能。同时，还具有显气孔率、气孔孔径可控的优点。
本发明所制备的多孔堇青石陶瓷材料：主要物相为堇青石，气孔结构为贯通状，显气孔率为35～55％，平均孔径为10～80μm，体积密度为1.28～1.62g/cm3，堇青石直接结合，常温耐压强度为8～65MPa，透气度为5.0×10-13～5.0×10-11m2的产品。
因此，本发明具有环境友好、气孔尺寸及体积含量可控的特点，所制备的多孔堇青石陶瓷材料强度高、透气性好和高温性能良好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步描述，并非对其保护范围的限制。
在本具体实施方式中：实施例1～3中的煤矸石粉、Al(OH)3粉、滑石粉、菱镁矿粉和硅石粉的粒径均小于88μm；实施例4中的煤矸石粉、Al(OH)3粉、滑石粉、菱镁矿粉和硅石粉的粒径均小于44μm。以下实施例中不再赘述。
实施例1
一种多孔堇青石陶瓷材料及其制备方法：将8～12wt％的煤矸石粉、33～37wt％的Al(OH)3粉、8～12wt％的滑石粉、13～17wt％的菱镁矿粉和28～32wt％的硅石粉混合，外加上述混合料9～12wt％的水，搅拌均匀，手工捣打；再将成型后的坯体在110℃条件下干燥24～36小时，然后在1370～1400℃条件下保温3～6小时烧成，即得多孔堇青石陶瓷。
本实施例所制备的多孔堇青石陶瓷：主要物相为堇青石，气孔结构为贯通状，显气孔率为50～55％，平均孔径为50～80μm，体积密度为1.28～1.32g/cm3，堇青石直接结合，常温耐压强度为8～20MPa，透气度为8.0×10-12～5.0×10-11m2的多孔堇青石陶瓷材料。
实施例2
一种多孔堇青石陶瓷材料及其制备方法：将8～12wt％的煤矸石粉、33～37wt％的Al(OH)3粉、8～12wt％的滑石粉、13～17wt％的菱镁矿粉和28～32wt％的硅石粉混合，外加上述混合料6～9wt％的水，搅拌均匀，压制成型；再将成型后的坯体在110℃条件下干燥16～24小时，然后在1340～1380℃条件下保温2～4小时烧成，即得多孔堇青石陶瓷。
其中的压制成型是机械压制，成型压力为20～80MPa。
本实施例所制备的多孔堇青石陶瓷：主要物相为堇青石，气孔结构为贯通状，显气孔率为44～50％，平均孔径为30～60μm，体积密度为1.30～1.46g/cm3，堇青石直接结合，常温耐压强度为18～55MPa，透气度为1.0×10-12～9.0×10-12m2的多孔堇青石陶瓷材料。
实施例3
一种多孔堇青石陶瓷材料及其制备方法：将8～12wt％的煤矸石粉、33～37wt％的Al(OH)3粉、8～12wt％的滑石粉、13～17wt％的菱镁矿粉和28～32wt％的硅石粉混合，外加上述混合料3～6wt％的水，搅拌均匀，压制成型；再将成型后的坯体在110℃条件下干燥8～16小时，然后在1300～1350℃条件下保温1～4小时烧成，即得多孔堇青石陶瓷。
其中的压制成型是机械压制，成型压力为60～120MPa。
本实施例所制备的多孔堇青石陶瓷：主要物相为堇青石，气孔结构为贯通状，显气孔率为38～45％，平均孔径为20～50μm，体积密度为1.31～1.60g/cm3，堇青石直接结合，常温耐压强度为35～60MPa，透气度为9.0×10-13～6.0×10-12m2的多孔堇青石陶瓷材料。
实施例4
一种多孔堇青石陶瓷材料及其制备方法：将8～12wt％的煤矸石粉、33～37wt％的Al(OH)3粉、8～12wt％的滑石粉、13～17wt％的菱镁矿粉和28～32wt％的硅石粉混合，外加上述混合料3～5wt％的水，搅拌均匀，压制成型；再将成型后的坯体在110℃条件下干燥8～16小时，然后在1300～1350℃条件下保温1～4小时烧成，即得多孔堇青石陶瓷。
其中的压制成型是机械压制，成型压力为100～200MPa。
本实施例所制备的多孔堇青石陶瓷：主要物相为堇青石，气孔结构为贯通状，显气孔率为35～45％，平均孔径为10～45μm，体积密度为1.31～1.62g/cm3，堇青石直接结合，常温耐压强度为40～65MPa，透气度为5.0×10-13～4.0×10-12m2的多孔堇青石陶瓷材料。
本具体实施方式利用原料自身分解原位产生贯通状气孔，避免了因添加造孔剂形成CO2造成二次污染，有利于环境保护；分解后的原料原位反应生成堇青石，形成了堇青石直接结合的多孔堇青石陶瓷，具有更佳的高温性能。同时，还具有显气孔率、气孔孔径可控的优点。
本具体实施方式所制备的多孔堇青石陶瓷材料：主要物相为堇青石，气孔结构为贯通状，显气孔率为35～55％，平均孔径为10～80μm，体积密度为1.28～1.62g/cm3，堇青石直接结合，常温耐压强度为8～65MPa，透气度为5.0×10-13～5.0×10-11m2的产品。
因此，本具体实施方式具有环境友好、气孔尺寸及体积含量可控的特点，所制备的多孔堇青石陶瓷材料强度高、透气性好和高温性能良好。

Claims (4)

1.一种多孔堇青石陶瓷材料的制备方法，其特征在于将8～12wt％的煤矸石粉、33～37wt％Al(OH)3粉、8～12wt％滑石粉、13～17wt％菱镁矿粉和28～32wt％硅石粉混合，外加上述混合料3～12wt％的水搅拌均匀，压制成型；再将成型后的坯体在110℃条件下干燥8～36小时，然后在1300～1400℃条件下保温1～6小时烧成，即得多孔堇青石陶瓷。
2.根据权利要求1所述的多孔堇青石陶瓷材料的制备方法，其特征在于所述的煤矸石粉、Al(OH)3粉、滑石粉、菱镁矿粉和硅石粉的粒径均小于88μm。
3.根据权利要求1所述的多孔堇青石陶瓷材料的制备方法，其特征在于所述的压制成型是机械压制或手工捣打。
4.根据权利要求1～3项中任一项所述的多孔堇青石陶瓷材料的制备方法所制备的多孔堇青石陶瓷材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102765950B (zh) * 2012-08-02 2014-03-12 武汉科技大学 一种堇青石轻质耐火砖及其制备方法
CN102765949B (zh) * 2012-08-02 2014-08-13 武汉科技大学 一种堇青石轻质浇注料及其制备方法
CN102850044B (zh) * 2012-09-24 2014-02-26 武汉科技大学 一种堇青石-尖晶石轻质浇注料及其制备方法
CN104016698A (zh) * 2013-03-01 2014-09-03 格丰科技材料有限公司 一种高比表面积多孔陶瓷及其制备方法
CN103253930B (zh) * 2013-06-08 2014-08-06 景德镇陶瓷学院 一种用废料煤矸石制备的低膨胀高红外功能瓷质建筑卫生陶瓷及其制备方法
CN104014303A (zh) * 2014-05-09 2014-09-03 奉向东 一种应用于悬浮污染处理的复合材料及其制备方法
CN104014309A (zh) * 2014-05-09 2014-09-03 奉向东 一种应用于液体污染处理的多孔复合材料及其制备方法
CN104086206A (zh) * 2014-07-28 2014-10-08 武汉科技大学 多孔方镁石-镁橄榄石-尖晶石复合陶瓷材料及其制备方法
CN104140246B (zh) * 2014-07-28 2016-01-13 武汉科技大学 多孔镁橄榄石-镁黄长石复合陶瓷材料及其制备方法
CN109279615B (zh) * 2018-10-22 2019-06-28 营口腾隆新材料有限公司 一种低成本高白度煅烧滑石的制备方法
CN109608163A (zh) * 2018-12-28 2019-04-12 长春师范大学 一种高性能汽车堇青石蜂窝陶瓷载体及其制备方法
CN110950671B (zh) * 2019-11-14 2022-05-27 湖南德景源科技有限公司 一种煤矸石合成高抗侵蚀堇青石材料的制备工艺
CN110818441A (zh) * 2019-11-28 2020-02-21 宜兴王子制陶有限公司 一种低成本高效能的壁流式蜂窝陶瓷及其制备方法
CN115490526B (zh) * 2022-10-20 2023-03-21 山东国材工程有限公司 以煤矸石为原料制备莫来石耐火材料的方法
CN115974522B (zh) * 2022-12-02 2023-11-17 武汉科技大学 一种轻量高温红外辐射元件及其制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0894776B1 (en) * 1997-07-28 2003-09-10 Corning Incorporated Method of producing fast-fired cordierite bodies

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