CN109133880A - 一种刚玉莫来石轻质砖的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用铝碳质耐材固体废弃物制备刚玉莫来石轻质砖的方法。其技术方案是：将粒度小于5mm的固体废弃物颗粒入球磨机后按水固比0.5～0.6比例加水共磨24～36小时制成浆料，然后将浆料加入到料浆重量20～30wt％、粒度小于1mm的莫来石轻质料与料浆重量0.5～2.0wt％的增稠剂混合物中，混练5～8分钟，采用震动加压成型，砖坯经100～120℃干燥24～48小时，在1450～1550℃条件下烧结4～6小时，得到刚玉莫来石轻质砖。所制备的刚玉莫来石轻质砖具有耐高温、强度高、隔热性能好等特点。本发明一种刚玉莫来石轻质砖的制备方法，充分利用了铝碳质耐材固体废弃物，降低了耐材固体废弃物对环境的危害，同时制备工艺简单，生产成本低廉，易于规模化生产。

Description

一种刚玉莫来石轻质砖的制备方法
技术领域
本发明属于耐火材料制备技术领域，尤其是涉及一种利用铝碳质耐材固体废弃物制备刚玉莫来石轻质砖的方法。
背景技术
据统计，我国冶金行业每年消耗的耐火材料约1000万吨，随之而来的是每年产生近400万吨用后耐火材料。在综合利用率不高的情况下，大量堆存的耐材固体废弃物，成为大气扬尘和地下渗滤污染的源头，这对水资源缺乏、耕地面积逐年减少及大气污染严重的我国构成了严重的威胁。所以，如何处理这些用后耐火材料已成为冶金行业重大课题之一，各大冶金企业在要求耐材供应单位回收利用的同时，也纷纷立项寻求解决方案。
随着我国节能降耗政策的实施，轻质隔热材料需求量剧增。刚玉莫来石轻质砖是既耐高温又隔热的材料，近年来深受人们的关注。目前市面上的刚玉莫来石轻质砖主要采用成熟的铝硅质耐火原料制备，生产成本一直居高不下。
针对目前耐材固体废弃物对环境的影响和刚玉莫来石轻质砖生产成本高的问题，利用耐材固体废弃物制备低成本刚玉莫来石轻质砖成为了科技工作者们研究的目标。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，提供一种利用铝碳质耐材固体废弃物制备刚玉莫来石轻质砖的方法，其原理是：铝碳质耐火材料是以刚玉、矾土、石墨和抗氧化剂如(金属铝、金属硅、碳化硅)为原料，经特殊工艺制备的高级耐火材料，其使用后的固体废弃物富含刚玉和莫来石物相，可作为刚玉莫来石轻质砖的主要原料；固体废弃物中的残碳湿磨后成为微粒，经高温灼烧后能留下微气孔；固体废弃物中的碳化铝或氮化铝，在湿磨中得到很好的水解，生成的氢氧化铝凝胶可起到胶体黏结作用；同时氢氧化铝热分解后产生的活性氧化铝与固废中碳化硅氧化生成的氧化硅在烧成过程中能生成莫来石相，起到固相结合作用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种刚玉莫来石轻质砖的制备方法，其特征在于包括下列步骤：
步骤一，将拣选的铝碳质耐火材料固体废弃物破碎成粒度小于5mm的颗粒料，除铁后按水固比0.5～0.6的比例加水放入刚玉球磨介质的球磨机中，共磨24～36小时，每6～8小时打开罐口排一次气体，得到均匀料浆；
步骤二，将料浆重量0.5～2.0wt％的增稠剂、料浆重量20～30wt％的莫来石轻质料加入变频高速搅拌机中，先搅拌3～5分钟，再将上述料浆加入混合物中，搅拌5～8分钟，得到均匀的泥料；
步骤三，将泥料震动加压成型，自然干燥12～24小时；
步骤四，将坯体于100～120℃干燥24～48小时；
步骤五，将干燥后的坯体在1450～1550℃条件下烧结4～6小时，得到刚玉莫来石轻质砖。
所述铝碳质耐材固体废弃物为滑板、水口、塞棒固体废弃物或铝碳砖固体废弃物中的至少一种，固体废弃物的化学组分Al2O3百分含量大于80％，共磨后的料浆粒度为320目筛余量小于5wt％；
所述增稠剂为甲基纤维素、预糊化淀粉或聚丙烯酰胺中的至少一种。
所述莫来石轻质料为人工合成原料，粒度为1mm筛余量小于5％，化学组分Al2O3百分含量大于65％，堆积密度小于1.2g/cm3，气孔率大于45％。
与现有技术相比，本发明带来的有益效果为：利用铝碳质耐材固体废弃物作为原料，既降低了耐材固体废弃物对环境保护的压力，又节约了耐火原料资源，从而降低了刚玉莫来石轻质砖的生产成本；固体废弃物中的残碳燃烧后留下的微孔隙，增加了制品的气孔率，提高了制品的隔热保温性能；制备工艺流程简单，生产周期短、易于规模化生产。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，并非对其保护范围的限制。
实施例1
步骤一，将滑板固体废弃物破碎至小于5mm，除铁后放入球磨机中，按水固比0.5比例加水，共磨36小时，每6小时打开罐口排气，得到均匀料浆；
步骤二，将料浆重量0.5wt％的甲基纤维素、料浆重量1.0wt％的预糊化淀粉、料浆重量20wt％的1-0mm莫来石轻质料放入变频高速搅拌机中，先搅拌 3分钟，再将料浆加入搅拌机中，搅拌8分钟，得到均匀分散的泥料；
步骤三，将泥料震动加压成型，自然干燥12小时；
步骤四，将坯体于110℃干燥48小时；
步骤五，将干燥后的坯体在高温窑中于1550℃煅烧4小时，得到刚玉莫来石轻质砖。
本实施例所制备的刚玉莫来石轻质砖，其主要物理性能是：密度为 1.5-1.6g/cm3，孔隙率为40-45％，耐压强度为15-20MPa，耐火度大于1790℃。
实施例2
步骤一，将滑板固体废弃物和水口固体废弃物分别破碎至小于5mm，除铁后按质量比为1∶1的比例配料放入球磨机中，按水固比0.6比例加水，共磨24小时，每6小时打开罐口排气，得到均匀料浆；
步骤二，将料浆重量0.5wt％的甲基纤维素、料浆重量1.0wt％的预糊化淀粉料浆、料浆重量25wt％的1-0mm莫来石轻质料放入变频高速搅拌机中，先搅拌5分钟，再将料浆加入搅拌机中，搅拌8分钟，得到均匀分散的泥料；
步骤三，将泥料震动加压成型，自然干燥24小时；
步骤四，将坯体于110℃干燥48小时；
步骤五，将干燥后的坯体在高温窑中于1500℃煅烧5小时，得到刚玉莫来石轻质砖。
本实施例所制备的的刚玉莫来石轻质砖，其主要物理性能是：密度为 1.4-1.5g/cm3，孔隙率为40-45％，耐压强度为12-15MPa，耐火度大于1790℃。
实施例3
步骤一，将滑板固体废弃物、水口固体废弃物和塞棒固体废弃物分别破碎至小于5mm，除铁后按质量比为1∶1∶1的比例配料放入球磨机中，按水固比0.5比例加水，共磨36小时，每6小时打开罐口排气，得到均匀料浆；
步骤二，将料浆重量0.5wt％的甲基纤维素、料浆重量1.0wt％的预糊化淀粉、料浆重量0.1wt％的聚丙烯酰胺、料浆重量30wt％的1-0mm莫来石轻质料放入变频高速搅拌机中，先搅拌3分钟，再将料浆加入搅拌机中，搅拌5分钟，得到均匀分散的泥料；
步骤三，将泥料震动加压成型，自然干燥24小时；
步骤四，将坯体于120℃干燥24小时；
步骤五，将干燥后的坯体在高温窑中于1450℃煅烧6小时，得到刚玉莫来石轻质砖。
本实施例所制备的的刚玉莫来石轻质砖，其主要物理性能是：密度为 1.3-1.4g/cm3，孔隙率为45-50％，耐压强度为10-12MPa，耐火度大于1790℃。

Claims (5)

1.一种刚玉莫来石轻质砖的制备方法，其特征在于包括下列步骤：
步骤一，将拣选的铝碳质耐火材料固体废弃物破碎成粒度小于5mm的颗粒料，除铁后按水固比0.5～0.6的比例加水放入刚玉球磨介质的球磨机中，共磨24～36小时，每6～8小时打开罐口排一次气体，得到均匀料浆；
步骤二，将料浆重量0.5～2.0wt％的增稠剂、料浆重量20～30wt％的莫来石轻质料加入变频高速搅拌机中，先搅拌3～5分钟，再将上述料浆加入混合物中，搅拌5～8分钟，得到均匀的泥料；
步骤三，将泥料震动加压成型，制成坯体，自然晾干12～24小时；
步骤四，将自然晾干后的坯体于100～120℃干燥24～48小时；
步骤五，将干燥后的坯体在1450～1550℃条件下烧结4～6小时，得到刚玉莫来石轻质砖。
2.根据权利要求1所述的刚玉莫来石轻质砖的制备方法，其特征在于，所述铝碳质耐材固体废弃物为滑板、水口、塞棒固体废弃物或铝碳砖固体废弃物中的至少一种，固体废弃物的化学组分Al2O3百分含量大于80％，共磨后的料浆粒度为320目筛余量小于5wt％；
3.根据权利要求1所述的刚玉莫来石轻质砖的制备方法，其特征在于，所述增稠剂为甲基纤维素、预糊化淀粉或聚丙烯酰胺中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的刚玉莫来石轻质砖的制备方法，其特征在于，所述莫来石轻质料为人工合成原料，粒度为1mm筛余量小于5％，化学组分Al2O3百分含量大于65％，堆积密度小于1.2g/cm3，气孔率大于45％。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的刚玉莫来石轻质砖的制备方法所制备的刚玉莫来石轻质砖。
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