CN103664206A - 一种烧结堇青石的湿法生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种烧结堇青石的湿法生产工艺，其以煤矸石、镁硅质原料、轻烧镁砂和堇青石熟料作为主原料；按重量百分比在容器中加入60～80%煤矸石、8～20%镁硅质原料、10～20%轻烧镁砂和2～5%堇青石熟料，再加入主原料重量0.1～0.5%的木质素磺酸钙及主原料重量1.0～1.3倍的水后，密封研磨得泥浆a；泥浆a经脱水、成型、烘干和煅烧即得。本工艺改变了传统采用干法生产堇青石的方法，工艺能耗低，生产所得堇青石产品体积密度大于2.0g/cm3，品质好。

Description

一种烧结堇青石的湿法生产工艺
技术领域
本发明属于耐火材料生产技术领域，具体涉及一种烧结堇青石的湿法生产工艺。
背景技术
堇青石因其具有较低的膨胀系数、较高的热震稳定性、较好的抗化学侵蚀性而被广泛应用作窑具、蜂窝陶瓷以及多孔蜂窝陶瓷等。因天然堇青石存量非常少，所以堇青石都是由含铝、含硅及含镁原料通过固相烧结合成。常用的固相烧结合成堇青石一般采用干法生产，具体步骤是将原料煤矸石、镁硅质原料和镁砂经过磨粉按照一定比例混合、成型后入窑煅烧，煅烧后的堇青石体积密度在1.80g/cm3。此工艺生产简单，但是劳动强度大，生产环境差，能耗高，而且产品质量差。
发明内容
本发明目的在于提供一种镁铝尖晶石的湿法生产工艺，该工艺能耗低，所得堇青石产品体积密度大于2.0g/cm3，品质好。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种烧结堇青石的湿法生产工艺，其以煤矸石、镁硅质原料、轻烧镁砂和堇青石熟料作为主原料（煤矸石、镁硅质原料、轻烧镁砂和堇青石熟料的重量百分比之和为100%）；按重量百分比在容器中加入60～80%煤矸石、8～20%镁硅质原料、10～20%轻烧镁砂和2～5%堇青石熟料，再加入主原料重量0.1～0.5%的木质素磺酸钙及主原料重量1.0～1.3倍的水后，密封研磨得泥浆a；泥浆a经脱水、成型、烘干和煅烧即得。
较好的，预先将煤矸石破碎，使其粒径不大于5mm。所述镁硅质原料可以选用绿泥石和/或滑石，粒径不大于1mm。
所述脱水、成型、烘干步骤为：泥浆a在压滤机内脱水得泥饼b；泥饼b经真空挤泥机进行真空练泥，经挤压、切割形成泥段c；将泥段c送至干燥机中烘干得泥料d。其中，进一步优选，所得泥段c残余水分含量小于28%；泥料d残余水分含量小于1%。
压滤机压滤脱水压力不大于2.5Mpa；真空挤泥机真空度不小于0.085Mpa。
泥段c送至干燥机中烘干时，优选，烘干温度250～280℃，烘干时间为60～90min。
所述煅烧具体在窑炉中进行，条件为：煅烧温度1350～1400℃，保温时间15～30min，总煅烧时间10～15h。
优选的，一种烧结堇青石的湿法生产工艺，其包括以下步骤：
1）配料研磨：按比例取煤矸石、镁硅质原料、轻烧镁砂、堇青石熟料、木质素磺酸钙和水后，在湿法球磨机中研磨得泥浆a，控制泥浆a中颗粒的粒度500目筛余小于10%（一般研磨8～12h即可）；
2）脱水：泥浆a在压滤机内脱水得泥饼b，压滤脱水压力不大于2.5Mpa；
3）成型：泥饼b经真空挤泥机进行真空练泥，再经挤压、切割形成泥段c；
4）烘干：将泥段c送至干燥机中于250～280℃放置60～90min得泥料d；
5）煅烧：泥料d在窑炉（如回转窑）中进行，条件为：煅烧温度1350～1400℃，保温时间15～30min，总煅烧时间10～15h。
和现有技术相比，本发明湿法工艺具有以下优点：
1）用木质素磺酸钙作为烧结助剂可拓宽烧结范围，用熟料堇青石作晶核，可降低成本。主原料与烧结助剂在湿法球磨机中一起共磨，可使其分散更均匀，反应活性更佳。
2）采用湿法球磨机对原料进行混炼、研磨，水的加入不仅改善了生产作业环境，能耗低，而且由于水分子在研磨中沿着物料毛细管壁或微裂纹扩散至狭窄地区，对裂纹的四壁产生约0.1mpa的压力，使得物料更容易劈裂开。另外还可以促进各种原料分布均匀，从而使得比表面积增大，反应活性增强。
3）采用真空练泥机成型，可使泥料中的空气体积由原来的7～10%降低到0.5～1%，组成更加均匀，可塑性和密度均得到增加，保证了成型后的坯体强度和煅烧后的体积密度。
4）煅烧所得堇青石产品质量稳定，体积密度高于2.0g/cm3；经XRD检测，晶相含量在90%；颜色断面为青灰色，质地细腻，品质好。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1：
一种烧结堇青石的湿法生产工艺，其以煤矸石、滑石、轻烧镁砂和堇青石熟料作为主原料；具体包括以下步骤：
1）配料研磨：按重量百分比在湿法球磨机中加入75%煤矸石、10%滑石、10%轻烧镁砂和5%堇青石熟料，再加入主原料重量0.3%的木质素磺酸钙及主原料重量1.2倍的水，然后开始研磨，研磨10h得泥浆a，泥浆a中颗粒的粒度500目筛余8%（指质量百分比，下同）；所述煤矸石粒径小于5mm，滑石粒径小于1mm；
2）脱水：泥浆a在压滤机内脱水10min得泥饼b，压滤脱水压力为1.8Mpa；
3）成型：泥饼b经真空挤泥机进行真空练泥（真空度为0.085Mpa），经挤压、切割形成直径20mm、长度50mm的圆柱形泥段c；
4）烘干：将泥段c送至干燥机中于250℃放置80min得残余水分为0.5%的泥料d；
5）煅烧：将泥料d送至回转窑中进行烧制，煅烧温度1370℃，保温15min，总煅烧时间15h；出窑后得到堇青石。经检测所得堇青石的体积密度为2.10g/cm3。体积密度的测定参照GB/T2999-2002，下同。
实施例2
一种烧结堇青石的湿法生产工艺，其以煤矸石、绿泥石、轻烧镁砂和堇青石熟料作为主原料；具体包括以下步骤：
1）配料研磨：按重量百分比在湿法球磨机中加入62%煤矸石、15%绿泥石石、18%轻烧镁砂和5%堇青石熟料，再加入主原料重量0.3%的木质素磺酸钙及主原料重量1.2倍的水，然后开始研磨，研磨10h得泥浆a，泥浆a中颗粒的粒度500目筛余5%；所述煤矸石粒径小于5mm，滑石粒径小于1mm；
2）脱水：泥浆a在压滤机内脱水10min得泥饼b，压滤脱水压力为2.2Mpa；
3）成型：泥饼b经真空挤泥机进行真空练泥（真空度为0.085Mpa），经挤压、切割形成直径20mm、长度50mm的圆柱形泥段c；
4）烘干：将泥段c送至干燥机中于280℃放置70min得残余水分为0.3%的泥料d；
5）煅烧：将泥料d送至回转窑中进行烧制，煅烧温度1380℃，保温20min，总煅烧时间12h；出窑后得到堇青石。经检测所得堇青石的体积密度为2.08g/cm3。
实施例3
一种烧结堇青石的湿法生产工艺，其以煤矸石、绿泥石、轻烧镁砂和堇青石熟料作为主原料；具体包括以下步骤：
1）配料研磨：按重量百分比在湿法球磨机中加入70%煤矸石、15%绿泥石石、12%轻烧镁砂和3%堇青石熟料，再加入主原料重量0.3%的木质素磺酸钙及主原料重量1.1倍的水，然后开始研磨，研磨10h得泥浆a，泥浆a中颗粒的粒度500目筛余5%；所述煤矸石粒径小于5mm，滑石粒径小于1mm；
2）脱水：泥浆a在压滤机内脱水10min得泥饼b，压滤脱水压力为2.4Mpa；
3）成型：泥饼b经真空挤泥机进行真空练泥（真空度为0.085Mpa），经挤压、切割形成直径20mm、长度50mm的圆柱形泥段c；
4）烘干：将泥段c送至干燥机中于270℃放置70min得残余水分为0.4%的泥料d；
5）煅烧：将泥料d送至回转窑中进行烧制，煅烧温度1385℃，保温20min，总煅烧时间12h；出窑后得到堇青石。经检测所得堇青石的体积密度为2.07g/cm3。
上述堇青石湿法生产工艺中真空练泥也可以根据要求，挤压成型为其它形状。另外，本发明堇青石也适用于在隧道窑，倒焰窑等常见窑炉中煅烧生产。
上述实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种烧结堇青石的湿法生产工艺，其特征在于，以煤矸石、镁硅质原料、轻烧镁砂和堇青石熟料作为主原料；按重量百分比在容器中加入60～80%煤矸石、8～20%镁硅质原料、10～20%轻烧镁砂和2～5%堇青石熟料，再加入主原料重量0.1～0.5%的木质素磺酸钙及主原料重量1.0～1.3倍的水后，密封研磨得泥浆a；泥浆a经脱水、成型、烘干和煅烧即得。
2.如权利要求1所述烧结堇青石的湿法生产工艺，其特征在于，所述煤矸石粒径不大于5mm；所述镁硅质原料为绿泥石和/或滑石，粒径不大于1mm。
3.如权利要求1所述烧结堇青石的湿法生产工艺，其特征在于，所述脱水、成型、烘干步骤为：泥浆a在压滤机内脱水得泥饼b；泥饼b经真空挤泥机进行真空练泥，经挤压、切割形成泥段c；将泥段c送至干燥机中烘干得泥料d。
4.如权利要求3所述烧结堇青石的湿法生产工艺，其特征在于，压滤机压滤脱水压力不大于2.5Mpa；真空挤泥机真空度不小于0.085Mpa。
5.如权利要求3所述烧结堇青石的湿法生产工艺，其特征在于，烘干温度250～280℃，烘干时间为60～90min。
6.如权利要求1所述烧结堇青石的湿法生产工艺，其特征在于，所述煅烧在窑炉中进行，条件为：煅烧温度1350～1400℃，保温时间15～30min，总煅烧时间10～15h。
7.如权利要求1所述烧结堇青石的湿法生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）配料研磨：按比例取煤矸石、镁硅质原料、轻烧镁砂、堇青石熟料、木质素磺酸钙和水后，在湿法球磨机中研磨得泥浆a，控制泥浆a中颗粒的粒度500目筛余小于10%；
2）脱水：泥浆a在压滤机内脱水得泥饼b，压滤脱水压力不大于2.5Mpa；
3）成型：泥饼b经真空挤泥机进行真空练泥，再经挤压、切割形成泥段c；
4）烘干：将泥段c送至干燥机中于250～280℃放置60～90min得泥料d；
5）煅烧：泥料d在窑炉中进行，条件为：煅烧温度1350～1400℃，保温时间15～30min，总煅烧时间10～15h。
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