CN1060748C - 用蓝晶石微粉制备莫来石-高硅氧玻璃材料的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制备莫来石-高硅氧玻璃材料的方法，是将蓝晶石矿石经破碎、选矿得到蓝晶石精矿粉，再经超细粉碎制成微米级粉体(简称微粉)，将蓝晶石微粉与结合剂混合、压制成型后，在1150～1300℃烧成，得到莫来石-高硅氧玻璃材料，该材料可以是可供直接使用的制品(如耐火砖、陶瓷窑具及陶瓷元器件等)，也可以做为熟料使用。本发明原料来源广泛、工艺简单、烧成温度低、材料强度大、便于实施推广。

Description

用蓝晶石微粉制备莫来石-高硅氧玻璃材料的方法
本发明涉及一种制备莫来石-高硅氧玻璃材料的方法。
莫来石-高硅氧玻璃材料是一种由晶相的莫来石与非晶相的高硅氧玻璃(主要由SiO2组成的玻璃相)构成的复相耐火材料。与传统的高铝质耐火材料相比，这种材料的突出特点是其结合相为热膨胀系数较低、高温下可转变为高粘度液相的高硅氧玻璃，因不含方石英和刚玉，在使用过程中没有方石英晶形变化带来的不良影响，从而提高了制品的体积稳定性、耐急冷急热性、高温抗蠕变性和使用寿命。80年代以来，美国佐治亚粘土公司和英国瓷土公司分别以铝矾土为原料生产了莫来石-高硅氧玻璃熟料。在国内，有“莫来石-高硅氧玻璃复相材料的研制”(耐火材料，1997年第1期)和“用矾土制备莫来石-高硅氧玻璃材料”(耐火材料，1997年第1期)两篇文献分别介绍了以高岭土和铝矾土为原料试制莫来石-高硅氧玻璃熟料的方法。但上述方法都以制备莫来石-高硅氧玻璃熟料为目的，工艺较为复杂、烧成收缩大、烧成温度高(烧成温度在1500℃以上)，并且产品不能直接做为制品使用。我国有丰富的蓝晶石矿产资源，急需合理地开发应用。
本发明的目的是提供一种用蓝晶石微粉(即微米级粉体，下同)直接制备莫来石-高硅氧玻璃材料的方法。该方法是利用蓝晶石在高温条件下分解形成莫来石和SiO2熔体
熔体冷却后形成玻璃的原理，通过烧结法合成莫来石-高硅氧玻璃材料。该方法工艺流程简单，烧结温度低，易于实施推广，其直接产品可以是工业制品。
本发明是通过下述方式实现的。
这种用蓝晶石微粉制备莫来石-高硅氧玻璃材料的方法，是将蓝晶石矿石经破碎、选矿后得到含蓝晶石＞95％的精矿粉，再将蓝晶石精矿粉经超细粉碎得到粒度＜30μm的蓝晶石微粉，并采用下述步骤进行的：
(1)混料步骤：将所述蓝晶石微粉与粘结剂按100∶10～100∶18的重量份数进行混合并搅拌5～10分钟，使其成为均匀的泥料。
(2)成型步骤：将所述泥料用压砖机在70～150MPa压力下制成砖坯。
(3)干燥步骤：将所述砖坯在100～110℃烘干24小时以上，或自然风干2天以上。
(4)烧成步骤：将所述砖坯送入高温窑炉中，升温并在1150～1300℃的条件下恒温1．5～4．5小时，之后自然冷却，即得所述莫来石-高硅氧玻璃材料。
本发明中，从蓝晶石微粉的制备到莫来石-高硅氧玻璃材料的制成的过程都是采用通用设备进行的。
本发明所使用的原料----蓝晶石微粉，是从蓝晶石矿石制得的。蓝晶石矿石经破碎，采用常规方法如浮选、重选、磁选等选矿方法，得到含蓝晶石＞95％的精矿粉，要求TFe2O3＜1～1．5％。再用常规超细粉碎设备将蓝晶石精矿粉粉碎得到粒度＜30μm的蓝晶石微粉。
本发明所使用的粘结剂为耐火材料工业通用的粘结剂，如工业级磷酸溶液、纸浆废液、水玻璃溶液等。
本发明所述的砖坯也可不经干燥步骤直接烧成。
本发明所得到的莫来石-高硅氧玻璃材料可以是各种形状的制品(如耐火砖、陶瓷窑具及陶瓷元器件等)，也可以做为熟料使用。
下面用实施例详细说明
实施例1
将蓝晶石矿石经破碎、选矿后得到含蓝晶石＞95％的精矿粉(要求TFe2O3＜1～1．5％)，再将蓝晶石精矿粉超细粉碎，得到粒度＜30μm的蓝晶石微粉。然后将蓝晶石微粉与工业磷酸按100∶15的重量份数进行混合并充分搅拌5～10分钟，使其成为均匀的泥料。将泥料用压砖机在90Mpa压力下制成砖坯，在110℃烘干24小时。将砖坯送入高温窑炉中，升温并在1200℃的条件下恒温2小时，自然冷却，即得所述莫来石-高硅氧玻璃材料。该材料耐火度＞1700℃，体积密度为2．05～2．15g／cm3，显气孔率为20％～23％，常温耐压强度达241～264Mpa，烧成线收缩率为0．92％。
本发明提供了一种用蓝晶石微粉直接制备莫来石-高硅氧玻璃材料的方法，工艺设计合理，原料丰富，工艺流程简单，烧结温度低，烧成收缩小，材料强度高，产品成本低，便于实施推广，并有显著的节能效果。本发明所获得的产品----莫来石-高硅氧玻璃材料可做为耐火砖、陶瓷窑具及陶瓷元器件等制品直接使用，也可做为熟料使用。

Claims (2)

1、一种用蓝晶石微粉制备莫来石-高硅氧玻璃材料的方法，是将蓝晶石矿石经破碎、选矿后得到含蓝晶石＞95％的精矿粉，再将蓝晶石精矿粉经超细粉碎得到粒度＜30μm的蓝晶石微粉，其特征在于是采用下述步骤进行的：
(5)混料步骤：将所述蓝晶石微粉与粘结剂按100∶10～100∶18的重量份数进行混合并搅拌5～10分钟，使其成为均匀的泥料，
(6)成型步骤：将所述泥料用压砖机在70～150MPa压力下制成砖坯，
(7)干燥步骤：将所述砖坯在100～110℃烘干24小时以上，或自然风干2天以上，
(8)烧成步骤：将所述砖坯送入高温窑炉中，升温并在1150～1300℃的条件下恒温1．5～4．5小时，之后自然冷却，即得上述莫来石-高硅氧玻璃材料。
2、根据权利要求1所述的用蓝晶石微粉制备莫来石-高硅氧玻璃材料的方法，其特征在于：砖坯也可不经干燥步骤直接烧成。
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