CN104402466A - 具有核壳结构的多孔刚玉骨料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有核壳结构的多孔刚玉骨料及其制备方法。其技术方案是：将100份质量的工业氧化铝细粉、0.5~2.5份质量的泡沫剂、5~20份质量的磷酸二氢铝和5~35份质量的水搅拌均匀，制得泡沫泥浆；先将100~200份质量的工业氧化铝细粉放入糖衣机中，再将所述泡沫泥浆放入糖衣机，湿法造粒，自然干燥，在100~120℃烘烤12~24h；然后升温至1600~1850℃，保温1~3h，即得具有核壳结构的多孔刚玉骨料。本发明生产工艺简单，所制备的具有核壳结构的多孔刚玉骨料显气孔率低、强度高、热震稳定性好和应用范围广。

Description

具有核壳结构的多孔刚玉骨料及其制备方法
技术领域
本发明属于多孔刚玉骨料技术领域。具体涉及一种具有核壳结构的多孔刚玉骨料及其制备方法。
背景技术
现有的刚玉骨料分为重质和轻质两种，重质刚玉骨料在耐火材料领域通常用于条件苛刻的部位，轻质刚玉骨料包含微孔刚玉和氧化铝空心球等，大多用于半轻质材料或者隔热保温材料中。现有的重质刚玉骨料生产工艺复杂，成本相对较高；氧化铝空心球的保温效果好，但其强度不高，且氧化铝空心球的制备需要大量的高能耗设备。
目前，生产重质刚玉骨料的方法大多采用高温烧结来降低其显气孔率，“一种轻量化微孔刚玉骨料及其制备方法”(CN103896618A)专利技术，该技术以工业氧化铝细粉、ρ-Al2O3微粉、铝细粉为原料通过高温烧结制备了显气孔率低、体积密度比烧结板状刚玉低、耐火度高的轻量化微孔刚玉骨料。该方法的不足在于：(1)虽然其体积密度比烧结板状刚玉低，但是相比烧结板状刚玉体积密度并没有大幅下降，并且其强度也会相对减少；(2)成型工艺依旧采用原有的设备及大型的高能耗设备。
另外，对于氧化铝空心球的制备的方法也很多，如“一种氧化铝空心球的制备方法”(CN103274672A)专利技术，该专利技术将壳聚糖-乙酸-水溶液涂覆于聚苯乙烯球后被α-Al2O3粉体包覆，烧结后得到原料价格低廉、工艺简单、操作安全容易的氧化铝空心球。该方法的不足在于：(1)其氧化铝空心球坯体的生产周期长；(2)这种氧化铝空心球烧结温度低，强度不高。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种生产工艺简单的具有核壳结构的多孔刚玉骨料的制备方法；用该方法制备的具有核壳结构的多孔刚玉骨料显气孔率低、强度高、热震稳定性好和应用范围广。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案的具体步骤是：
步骤一、将100份质量的工业氧化铝细粉、0.5～2.5份质量的泡沫剂、5～20份质量的磷酸二氢铝和5～35份质量的水搅拌均匀，制得泡沫泥浆。
步骤二、将100～200份质量的工业氧化铝细粉放入糖衣机中，再将步骤二制得的泡沫泥浆放入糖衣机，湿法造粒，自然干燥，在100～120℃烘烤12～24h；然后升温至1600～1850℃，保温1～3h，即得具有核壳结构的多孔刚玉骨料。
所述工业氧化铝细粉的粒度＜0.044mm。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
本发明以工业氧化铝细粉为主要原料制得泡沫泥浆，再将所制得的泡沫泥浆和工业氧化铝细粉放入糖衣机造粒，烘烤，在1600～1850℃条件下保温1～3h，即得具有核壳结构的多孔刚玉骨料，故工艺简单。
本发明制备的具有核壳结构的多孔刚玉骨料，其结构特征为外表致密，内部为多孔结构。显气孔率为10.9～33.2％，耐压强度42.4～75.4MPa，1100℃热震(水冷)断裂次数为30次以上。即可用作石化工业炭黑炉的隔热衬，也可用作陶瓷、耐火材料高温窑炉的内衬，还可用作钢包工作层耐火浇注料。
因此，本发明生产工艺简单，所制备的具有核壳结构的多孔刚玉骨料显气孔率低、强度高、热震稳定性好和应用范围广。
附图说明
图1为本发明制备的一种具有核壳结构的多孔刚玉骨料的显微结构图。
具体实施方式
下面结合实施实例对本发明作进一步的描述，并非对保护范围的限制：
本具体实施方式中，所述工业氧化铝细粉粒度＜0.044mm。实施例中不再赘述。
实施例1
一种具有核壳结构的多孔刚玉骨料及其制备方法。本实施例所述制备方法的具体步骤是：
步骤一、将100份质量的工业氧化铝细粉、1.5～2.5份质量的泡沫剂、5～10份质量的磷酸二氢铝和5～15份质量的水搅拌均匀，制得泡沫泥浆。
步骤二、将100～140份质量的工业氧化铝细粉放入糖衣机中，再将步骤二制得的泡沫泥浆放入糖衣机，湿法造粒，自然干燥，在100～105℃烘烤12～24h；然后升温至1600～1700℃，保温2.5～3.0h，即得具有核壳结构的多孔刚玉骨料。
本实施例制备的具有核壳结构的多孔刚玉骨料，显气孔率为28.7～33.2％，耐压强度42.4～56.9MPa，1100℃热震(水冷)断裂次数为30次以上。
实施例2
一种具有核壳结构的多孔刚玉骨料及其制备方法。本实施例所述制备方法的具体步骤是：
步骤一、将100份质量的工业氧化铝细粉、1.0～1.5份质量的泡沫剂、10～15份质量的磷酸二氢铝和15～25份质量的水搅拌均匀，制得泡沫泥浆。
步骤二、将140～180份质量的工业氧化铝细粉放入糖衣机中，再将步骤二制得的泡沫泥浆放入糖衣机，湿法造粒，自然干燥，在105～115℃烘烤12～24h；然后升温至1700～1800℃，保温1.5～2.5h，即得具有核壳结构的多孔刚玉骨料。
本实施例制备的具有核壳结构的多孔刚玉骨料，显气孔率为15.7～26.1％，耐压强度69.1～86.3MPa，1100℃热震(水冷)断裂次数为30次以上。
实施例3
一种具有核壳结构的多孔刚玉骨料及其制备方法。本实施例所述制备方法的具体步骤是：
步骤一、将100份质量的工业氧化铝细粉、0.5～1.0份质量的泡沫剂、15～20份质量的磷酸二氢铝和25～35份质量的水搅拌均匀，制得泡沫泥浆。
步骤二、将160～200份质量的工业氧化铝细粉放入糖衣机中，再将步骤二制得的泡沫泥浆放入糖衣机，湿法造粒，自然干燥，在115～120℃烘烤12～24h；然后升温至1800～1850℃，保温1.0～1.5h，即得具有核壳结构的多孔刚玉骨料。
本实施例制备的具有核壳结构的多孔刚玉骨料，显气孔率为10.9～15.5％，耐压强度105.2～140.8MPa，1100℃热震(水冷)断裂次数为30次以上。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
本具体实施方式以工业氧化铝细粉为主要原料制得泡沫泥浆，再将所制得的泡沫泥浆和工业氧化铝细粉放入糖衣机造粒，烘烤，在1600～1850℃条件下保温1～3h，即得具有核壳结构的多孔刚玉骨料，故工艺简单。
本具体实施方式制备的具有核壳结构的多孔刚玉骨料如图1所示，图1为实施例1制备的一种具有核壳结构的多孔刚玉骨料的显微结构图，从图1可以看出，其结构特征为外表致密，内部为多孔结构。本具体实施方式制备的具有核壳结构的多孔刚玉骨料：显气孔率为10.9～33.2％；耐压强度42.4～75.4MPa；1100℃热震(水冷)断裂次数为30次以上。本具体实施方式所制备的制品即可用作石化工业炭黑炉的隔热衬，也可用作陶瓷、耐火材料高温窑炉的内衬，还可用作钢包工作层耐火浇注料。
因此，本具体实施方式生产工艺简单，所制备的具有核壳结构的多孔刚玉骨料显气孔率低、强度高、热震稳定性好和应用范围广。

Claims (3)

1.一种具有核壳结构的多孔刚玉骨料的制备方法，其特征在于所述制备方法的步骤是：
    步骤一、将100份质量的工业氧化铝细粉、0.5~2.5份质量的泡沫剂、5~20份质量的磷酸二氢铝和5~35份质量的水搅拌均匀，制得泡沫泥浆；
    步骤二、将100~200份质量的工业氧化铝细粉放入糖衣机中，再将步骤二制得的泡沫泥浆放入糖衣机，湿法造粒，自然干燥，在100~120℃烘烤12~24h；然后升温至1600~1850℃，保温1~3h，即得具有核壳结构的多孔刚玉骨料。
2.   根据权利要求1所述的具有核壳结构的多孔刚玉骨料的制备方法，其特征在于所述工业氧化铝细粉的粒度＜0.044mm。
3.  一种具有核壳结构的多孔刚玉骨料，其特征在于所述具有核壳结构的多孔刚玉骨料是根据权利要求1所述的具有核壳结构的多孔刚玉骨料的制备方法制备的具有核壳结构的多孔刚玉骨料。
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