CN116835969A - 一种刚玉莫来石及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种刚玉莫来石及其制备方法，制备方法包括以下步骤：S1.将铝矾土矿原料或废弃铝基耐火材料原料破碎，得到粗颗粒料和细颗粒料；S2.将粗颗粒料干法细磨；S3.将细颗粒料、催化活性剂、分散悬浮剂、氧化铝细粉和水混合湿法细磨；其中，各组分的质量百分比为：细颗粒料为48%‑72%、催化活性剂为0.6%‑1%、分散悬浮剂为0.5%‑1.5%、氧化铝细粉为5%‑20%、水为21%‑35%；S4.将干法细磨粉与湿法细磨泥浆混合、搅拌；S5.将混合物料机压成型；S6.将半成品烧结，得到刚玉莫来石。该方法得到的刚玉莫来石中莫来石晶相分散均匀，与刚玉晶相结合牢固，成分均匀性高，将一部分原料的湿法细磨泥浆作为结合剂，可控制水分含量，有助于成型和烧成，提高效率，降低能耗。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种刚玉莫来石及其制备方法。
背景技术
刚玉莫来石的高温主晶相为刚玉和莫来石。刚玉的晶体为短柱状、桶状，在耐材结构中相互不穿插、不交错。在刚玉晶体间嵌有莫来石交错的柱状晶体，有效阻止刚玉晶体的滑移，获得稳定的结构。由于晶体结构更稳定，更有利于发挥莫来石或莫来石与刚玉的优良性能。刚玉莫来石制品具有抗热震、高强度、低蠕变、高温耐磨等优良性能，因此，刚玉莫来石原料在抗渣耐磨耐火材料中获得了广泛的应用。
目前，刚玉莫来石质耐火材料制品主要是通过刚玉和莫来石两种原料通过一定的配比混合，经烧成后制得。这种方法以刚玉、莫来石为直接原料，生产成本很高，并且，经混合、烧成的方法制备得到的刚玉莫来石耐火材料中刚玉相与莫来石相分布不均匀。
高铝矾土熟料是将分级后的铝矾土原矿直接放入倒焰窑、隧道窑、方窑等窑中进行烧结制得的材料，具有一定气孔率、吸水率和体积密度的材料，具有相对稳定的相组成。在烧结过程中，高铝矾土熟料中会形成刚玉相、莫来石相、玻璃相等相，但是，对于刚玉莫来石耐火材料来说，高铝矾土熟料中只含有少量的刚玉相、莫来石相，抗热震、强度等性能达不到刚玉莫来石耐火材料的要求。并且，高铝矾土熟料的加工方法虽然经过生料的检选、破碎，但由于铝矾土矿中Al2O3的含量不稳定，造成烧结后熟料质量仍然不均匀。另一方面，随着铝矾土矿的开采使用，优质矿越来越少，Al2O3含量低、杂质含量高影响了铝矾土料的应用。尤其近年来，采用传统工艺烧制Al2O3含量≥88%的高档铝矾土熟料的企业越来越少，成本也来越高，铝矾土矿资源的利用在逐渐减少。
公开号为CN 1821167 A的中国专利文献公开了一种刚玉-莫来石复合材料，将铝矾土和煤矸石球磨、成型、煅烧制成。该方法可制备得到刚玉-莫来石复合材料，但产品杂质含量高，应用受到限制。公开号为CN105503219的中国专利文献公开了一种矾土基烧结刚玉莫来石及其制备方法，包括将铝矾土矿分级，然后经均化、配料、湿法球磨、除杂、脱水、挤出成型、干燥、烧结，得到矾土基烧结刚玉莫来石，但是该方法中，将破碎后的全部原料进行连续湿法球磨以制备成浆料，一方面，湿法球磨的成本较高，全部原料均进行连续湿法球磨会带来巨大的生产成本，另一方面，原料全部湿法球磨后得到的浆料含水量较高，需要进行压滤脱水、烘干等步骤，工艺复杂，且成本提高。公开号为CN 115010504 B的中国专利文献公开了一种两步法制备高强矾土基莫来石均质料的方法，包括将高铝矾土生料先轻烧得到轻烧高铝矾土，然后将轻烧高铝矾土、高铝矾土生料、蓝晶石、锆质添加剂混合，湿法共磨、脱水、挤出或机压成型、煅烧，得到高强矾土基莫来石均质料。该方法通过加入蓝晶石和锆质添加剂促进莫来石晶体的各向异性生长，并形成连续的网络结构。但是，该方法中需要先将高铝矾土生料进行轻烧，最后再煅烧，即经历了两次烧成，两次煅烧造成生产成本过高，没有市场应用价值。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种刚玉莫来石及其制备方法，刚玉莫来石中莫来石晶相分散均匀，与刚玉晶相结合牢固，成分均匀性高，将一部分原料的湿法细磨泥浆作为结合剂，可控制水分含量，有助于成型和烧成，提高效率，降低能耗。
为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种刚玉莫来石的制备方法，包括以下步骤：
S1. 配置铝矾土矿原料或铝矾土矿原料与废弃铝基耐火材料原料的混合原料，将铝矾土矿原料或铝矾土矿原料与废弃铝基耐火材料原料的混合原料破碎，得到粗颗粒料和细颗粒料；
S2.将所述粗颗粒料进行干法细磨，得到干法细磨粉；
S3.将所述细颗粒料、催化活性剂、分散悬浮剂、氧化铝细粉和水混合进行湿法细磨，得到湿法细磨泥浆；其中，各组分的质量百分比为：细颗粒料为48%-72%、催化活性剂为0.6%-1%、分散悬浮剂为0.5%-1.5%、氧化铝细粉为5%-20%、水为21%-35%；
S4.将所述干法细磨粉与所述湿法细磨泥浆混合、搅拌，得到混合物料；
S5.将所述混合物料机压成型，得到半成品；
S6.将所述半成品烧结，得到所述刚玉莫来石。
优选地，步骤S1中，铝矾土矿原料或铝矾土矿原料与废弃铝基耐火材料原料的混合原料的配置方法包括以下步骤：
S101.按照氧化铝含量的不同，将铝矾土矿或废弃铝基耐火材料进行分级处理，得到不同品级的铝矾土矿或废弃铝基耐火材料；
S102.按比例配制不同品级的铝矾土矿得到铝矾土矿原料，或按比例配制不同品级的铝矾土矿和废弃铝基耐火材料，得到混合原料，使得铝矾土矿原料或混合原料中总的氧化铝含量在选定范围内。
优选地，所述铝矾土矿中氧化铝含量为68%-75%；所述废弃铝基耐火材料中氧化铝含量为60%-72%。
优选地，步骤S1中，所述粗颗粒料的粒径为10-20mm，所述细颗粒料的粒径为0-10mm。
优选地，步骤S2中，干法细磨后得到的干法细磨粉的D50为1-20μm；
步骤S3中，湿法细磨后得到的湿法细磨泥浆的D50为0-10μm。
优选地，所述催化活性剂包括0.3%-0.5%的烷基铝和0.3%-0.5%的有机镁；所述分散悬浮剂为聚羧酸树脂。
优选地，步骤S4中，所述干法细磨粉与所述湿法细磨泥浆混合时，所述干法细磨粉的质量百分比为80%-90%，所述湿法细磨泥浆的质量百分比为10%-20%。
优选地，步骤S4中，所述干法细磨粉与所述湿法细磨泥浆混合时，控制得到的混合物料的含水量为4.5%-8.5%。
优选地，步骤S6具体包括以下步骤：将所述半成品于1400-1800℃烧结6-30小时，得到所述刚玉莫来石。
本发明的另一方面提供一种采用如上述的制备方法制备得到的刚玉莫来石。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的刚玉莫来石的制备方法，第一，加入氧化铝细粉作为成核的原晶，从而促进莫来石相的转化和莫来石相数量的增加，调节莫来石刚玉相转化生成数量比例，使其达到较佳状态；第二，将原料的细磨颗粒与氧化铝细粉混合湿法细磨，并加入分散悬浮剂，可大大提高氧化铝细粉（即原晶）在细磨颗粒中的分散均匀性，从而有助于最终得到的刚玉莫来石中莫来石晶相的均匀分布，同时可提高莫来石晶相与刚玉晶相结合的牢固程度；第三，将原料分为两部分，一部分（粗颗粒料）进行干法细磨，另一部分（细颗粒料）与氧化铝细粉混合进行湿法细磨，湿法细磨得到的细磨泥浆与干法细磨粉混合，可作为其结合剂，使混合物料充分润湿、粘接，在保证其成型性能的条件下，一方面避免了原料全部连续湿法细磨造成的生产成本过高的问题，另一方面干法细磨粉与湿法细磨泥浆混合后含水量少，无需再进行压滤脱水、烘干等步骤，大大节省了能耗；第四，充分的利用了天然的铝矾土矿及废弃铝基耐火材料，且仅经历一次烧成，节约了生产成本。
附图说明
图1是本发明实施例所述的刚玉莫来石的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前刚玉莫来石耐火材料主要以刚玉、莫来石为直接原料混合、烧成制备，生产成本很高，且刚玉莫来石耐火材料中刚玉相与莫来石相分布不均匀。采用烧结铝矾土矿的方法得到的高铝矾土熟料中刚玉相、莫来石相含量少，抗热震、强度等性能达不到刚玉莫来石耐火材料的要求。
为此，本发明实施例的一个方面提供了一种刚玉莫来石的制备方法，可制备得到刚玉相、莫来石相含量高，分布均匀的刚玉莫来石，并且可有效的利用铝矾土矿和废弃铝基耐火材料，生产成本低。
如图1所示，本发明实施例的一个方面提供了一种刚玉莫来石的制备方法，包括以下步骤：
S1.配置铝矾土矿原料或铝矾土矿原料与废弃铝基耐火材料原料的混合原料，将铝矾土矿原料或铝矾土矿原料与废弃铝基耐火材料原料的混合原料破碎，得到粗颗粒料和细颗粒料；
S2.将所述粗颗粒料进行干法细磨，得到干法细磨粉；
S3.将所述细颗粒料、催化活性剂、分散悬浮剂、氧化铝细粉和水混合进行湿法细磨，得到湿法细磨泥浆；其中，各组分的质量百分比为：细颗粒料为48%-72%、催化活性剂为0.6%-1%、分散悬浮剂为0.5%-1.5%、氧化铝细粉为5%-20%、水为21%-35%；
S4.将所述干法细磨粉与所述湿法细磨泥浆混合、搅拌，得到混合物料；
S5.将所述混合物料机压成型，得到半成品；
S6.将所述半成品烧结，得到所述刚玉莫来石。
本发明实施例的刚玉莫来石的制备方法，第一，加入氧化铝细粉作为成核的原晶，从而促进莫来石相的转化和莫来石相数量的增加，调节莫来石刚玉相转化生成数量比例，使其达到较佳状态；第二，将原料的细磨颗粒与氧化铝细粉混合湿法细磨，并加入分散悬浮剂，可大大提高氧化铝细粉（即原晶）在细磨颗粒中的分散均匀性，从而有助于最终得到的刚玉莫来石中莫来石晶相的均匀分布，同时可提高莫来石晶相与刚玉晶相结合的牢固程度；第三，将原料分为两部分，一部分（粗颗粒料）进行干法细磨，另一部分（细颗粒料）与氧化铝细粉混合进行湿法细磨，湿法细磨得到的细磨泥浆与干法细磨粉混合，可作为其结合剂，使混合物料充分润湿、粘接，在保证其成型性能的条件下，一方面避免了原料全部连续湿法细磨造成的生产成本过高的问题，另一方面干法细磨粉与湿法细磨泥浆混合后含水量少，无需再进行压滤脱水、烘干等步骤，大大节省了能耗；第四，充分的利用了天然的铝矾土矿及废弃铝基耐火材料，且仅经历一次烧成，节约了生产成本。
在一些实施方式中，步骤S1中，铝矾土矿原料或铝矾土矿原料与废弃铝基耐火材料原料的混合原料的配置方法包括以下步骤：
S101.按照氧化铝含量的不同，将铝矾土矿或废弃铝基耐火材料进行分级处理，得到不同品级的铝矾土矿或废弃铝基耐火材料；
S102.按比例配制不同品级的铝矾土矿得到铝矾土矿原料，或按比例配制不同品级的铝矾土矿和废弃铝基耐火材料，得到混合原料，使得铝矾土矿原料或混合原料中总的氧化铝含量在选定范围内。
由于通常直接开采出的天然铝矾土矿或废弃铝基耐火材料中氧化铝含量是不同的，因此，首先将铝矾土矿或废弃铝基耐火材料根据其中氧化铝含量的不同进行分级处理，然后根据实际需要的刚玉莫来石中氧化铝含量对不同品级的原料按比例进行配置。如此，可使得到的刚玉莫来石质量更均匀。
在一些实施方式中，铝矾土矿指直接开采处的铝矾土生料。优选地，所述铝矾土矿中氧化铝含量为68%-75%。
在一些实施方式中，废弃铝基耐火材料指废弃的含有氧化铝的铝基耐材，例如废旧铝基耐火砖、废弃含铝浇注料，优选地，所述废弃铝基耐火材料中氧化铝含量为60%-72%。
在一些实施方式中，步骤S1中，破碎得到的粗颗粒料的粒径可选范围较广，优选地，粗颗粒料的粒径为10-20mm。
在一些实施方式中，步骤S1中，破碎得到的细颗粒料的粒径可选范围较广，优选地，所述细颗粒料的粒径为0-10mm。
在一些实施方式中，步骤S2中，干法细磨后得到的干法细磨粉的D50为1-20μm。D50即平均粒径。将干法细磨粉的粒径控制到微米级，可保证混合物料混合的均匀性，从而保证成品中刚玉相与莫来石相分布的均匀性。
在一些实施方式中，步骤S3中，湿法细磨后得到的湿法细磨泥浆的D50为0-10μm。将湿法细磨粉的粒径控制到微米级，可保证混合物料混合的均匀性，从而保证成品中刚玉相与莫来石相分布的均匀性。
氧化铝细粉的作用是作为莫来石晶相结晶的原晶，从而促进莫来石相的转化和莫来石相数量的增加，调节莫来石刚玉相转化生成数量比例，使其达到较佳使用状态。优选地，氧化铝细粉的D50为0-40μm。采用微米级的氧化铝细粉，可保证混合物料混合的均匀性。
催化活性剂的作用是：在烧成温度相对较低时促进晶相转化增加晶相数量，也可调节莫来石晶相转化比例，使原料使用效果达到最佳状态，在一些实施方式中，催化活性剂具体可采用目前已有的各种种类的可促进莫来石相生成的催化剂。优选地，所述催化活性剂包括0.3%-0.5%的烷基铝和0.3%-0.5%的有机镁。该质量百分比指烷基铝、有机镁占湿法细磨泥浆的各原料总量的百分比。
分散悬浮剂的作用是促进湿法细磨泥浆中各组分的分散，在一些实施方式中，分散悬浮剂可采用目前已有的各种类别的分散悬浮剂种类，优选地，所述分散悬浮剂为聚羧酸树脂、柠檬酸、硬脂酸、黄糊精中的至少一种。
在一些实施方式中，步骤S4中，所述干法细磨粉与所述湿法细磨泥浆混合时，所述干法细磨粉的质量百分比为80%-90%，所述湿法细磨泥浆的质量百分比为10%-20%。将较少部分的湿法细磨泥浆与大部分干法细磨粉进行混合，通过控制二者的质量百分比，一方面可保证混合物料的结合性，保证其成型性能，另一方面可将混合后的混合物料的含水量控制为较小值，使得二者混合后无需经过传统方法所需的脱水干燥环节，综合过程可节省40-50方天然气当量的能耗。
在一些实施方式中，步骤S4中，所述干法细磨粉与所述湿法细磨泥浆混合时，控制得到的混合物料的含水量为4.5%-8.5%。
优选地，干法细磨粉的质量百分比为82%-86%，湿法细磨泥浆的质量百分比为14%-18%。由于本发明中，湿法细磨泥浆在混合物料中充当结合剂的作用，干法细磨粉与湿法细磨泥浆的百分比会直接影响混合物料的结合性能，从而影响其成型性能，另一方面，二者比例也会影响混合后混合物料的含水量，含水量过多，也不利于其成型。因此，湿法细磨泥浆过少，不利于其结合性能，过多导致混合物料的含水量过高，也不利于其成型，上述优选比例为可使混合物料成型性能最好的优选范围。
在一些实施方式中，步骤S6具体包括以下步骤：将所述半成品于1400-1800℃烧结6-30小时，得到所述刚玉莫来石。
本发明实施例的另一方面提供一种采用如上述的制备方法制备得到的刚玉莫来石。
实施例1
本实施例的一种刚玉莫来石的制备方法，包括以下步骤：
S1. 将铝矾土矿原料破碎为粒径为10-20mm的粗颗粒料和粒径为0-10mm的细颗粒料；
其中，铝矾土矿原料的配置方法为：
S101.按照氧化铝含量的不同，将氧化铝含量为68-75%的铝矾土矿进行分级处理，得到不同品级的铝矾土矿；
S102.按比例配制不同品级的铝矾土矿得到铝矾土矿原料，铝矾土矿原料中总的氧化铝含量在72%-74%范围内。
S2.将粗颗粒料进行干法细磨，得到D50为20μm的干法细磨粉；
S3.将细颗粒料、催化活性剂、分散悬浮剂、D50为40μm的氧化铝细粉和水混合，加入球磨机进行湿法细磨，细颗粒料为58%、烷基铝为0.4%、有机镁为0.4%、分散悬浮剂聚羧酸树脂为1.2%、氧化铝细粉为10%、水为30%，得到D50为10μm的湿法细磨泥浆；
S4.将干法细磨粉与湿法细磨泥浆混合，干法细磨粉质量百分比为82%，湿法细磨泥浆的质量百分比为18%，然后搅拌，通过湿法细磨泥浆作为结合剂，使混合物料充分润湿、粘接，得到混合物料，控制混合物料中水分为5.4%，通过细磨泥浆对混合物料进行润湿，保证成型性能，由于上述步骤的干湿比例混合和水分控制，本步骤无需传统方法的脱水干燥环节；
S5.将混合物料在2100吨压机下机压成型，得到半成品；
S6.将半成品在高温窑炉中于1650℃下进行烧制10小时，得到刚玉莫来石。
实施例2
本实施例的一种刚玉莫来石的制备方法，包括以下步骤：
S1. 将铝矾土矿原料与废弃铝基耐火材料原料的混合原料破碎为粒径为10-20mm的粗颗粒料和粒径为0-10mm的细颗粒料；
其中，铝矾土矿原料与废弃铝基耐火材料原料的混合原料的配置方法为：
S101.按照氧化铝含量的不同，将氧化铝含量为68-75%的铝矾土矿、氧化铝含量为60%-72%的废弃铝基耐火材料分别进行分级处理，得到不同品级的铝矾土矿和废弃铝基耐火材料；
S102.按比例配制不同品级的铝矾土矿与废弃铝基耐火材料，得到铝矾土矿原料与废弃铝基耐火材料原料的混合原料，使得混合原料中总的氧化铝含量在70%-72%范围内。
S2.将粗颗粒料进行干法细磨，得到D50为20μm的干法细磨粉；
S3.将细颗粒料、催化活性剂、分散悬浮剂、D50为40μm的氧化铝细粉和水混合，加入球磨机进行湿法细磨，细颗粒料为65%、烷基铝为0.5%、有机镁为0.5%、分散悬浮剂聚羧酸树脂为1.5%、氧化铝细粉为7.5%、水为25%，得到D50为10μm的湿法细磨泥浆；
S4.将干法细磨粉与湿法细磨泥浆混合，干法细磨粉质量百分比为80%，湿法细磨泥浆的质量百分比为20%，然后搅拌，通过湿法细磨泥浆作为结合剂，使混合物料充分润湿、粘接，得到混合物料，控制混合物料中水分为5%，通过细磨泥浆对混合物料进行润湿，保证成型性能，由于上述步骤的干湿比例混合和水分控制，本步骤无需传统方法的脱水干燥环节；
S5.将混合物料在2100吨压机下机压成型，得到半成品；
S6.将半成品在高温窑炉中于1650℃下进行烧制10小时，得到刚玉莫来石。
实施例3
本实施例的一种刚玉莫来石的制备方法，包括以下步骤：
S1. 将铝矾土矿原料破碎为粒径为10-20mm的粗颗粒料和粒径为0-10mm的细颗粒料；铝矾土矿原料的配置方法为与实施例1相同。
S2.将粗颗粒料进行干法细磨，得到D50为20μm的干法细磨粉；
S3.将细颗粒料、催化活性剂、分散悬浮剂、D50为40μm的氧化铝细粉和水混合，加入球磨机进行湿法细磨，细颗粒料为72%、烷基铝为0.3%、有机镁为0.3%、分散悬浮剂聚羧酸树脂为0.5%、氧化铝细粉为5.9%、水为21%，得到D50为10μm的湿法细磨泥浆；
S4.将干法细磨粉与湿法细磨泥浆混合，干法细磨粉质量百分比为80%，湿法细磨泥浆的质量百分比为20%，然后搅拌，通过湿法细磨泥浆作为结合剂，使混合物料充分润湿、粘接，得到混合物料，控制混合物料中水分为4.2%，通过细磨泥浆对混合物料进行润湿，保证成型性能，由于上述步骤的干湿比例混合和水分控制，本步骤无需传统方法的脱水干燥环节；
S5.将混合物料在2100吨压机下机压成型，得到半成品；
S6.将半成品在高温窑炉中于1650℃下进行烧制10小时，得到刚玉莫来石。
实施例4
本实施例的一种刚玉莫来石的制备方法，包括以下步骤：
S1. 将铝矾土矿原料破碎为粒径为10-20mm的粗颗粒料和粒径为0-10mm的细颗粒料；铝矾土矿原料的配置方法为与实施例1相同。
S2.将粗颗粒料进行干法细磨，得到D50为20μm的干法细磨粉；
S3.将细颗粒料、催化活性剂、分散悬浮剂、D50为40μm的氧化铝细粉和水混合，加入球磨机进行湿法细磨，细颗粒料为48%、烷基铝为0.4%、有机镁为0.4%、分散悬浮剂聚羧酸树脂为1.2%、氧化铝细粉为20%、水为30%，得到D50为10μm的湿法细磨泥浆；
S4.将干法细磨粉与湿法细磨泥浆混合，干法细磨粉质量百分比为82%，湿法细磨泥浆的质量百分比为18%，然后搅拌，通过湿法细磨泥浆作为结合剂，使混合物料充分润湿、粘接，得到混合物料，控制混合物料中水分为5.4%，通过细磨泥浆对混合物料进行润湿，保证成型性能，由于上述步骤的干湿比例混合和水分控制，本步骤无需传统方法的脱水干燥环节；
S5.将混合物料在2100吨压机下机压成型，得到半成品；
S6.将半成品在高温窑炉中于1650℃下进行烧制10小时，得到刚玉莫来石。
实施例5
本实施例的一种刚玉莫来石的制备方法，与实施例1相比，区别为步骤S4中，干法细磨粉质量百分比为90%，湿法细磨泥浆的质量百分比为10%，其余步骤与实施例1均相同。
实施例6
本实施例的一种刚玉莫来石的制备方法，与实施例1相比，区别为步骤S4中，干法细磨粉质量百分比为80%，湿法细磨泥浆的质量百分比为20%，其余步骤与实施例1均相同。
对比例1
本对比例的刚玉莫来石的制备方法，与实施例1相比，区别为步骤S3中，未加入催化活性剂、分散悬浮剂及氧化铝细粉，即仅将细颗粒料与水进行混合，加入球磨机进行湿法细磨，细颗粒料为66%，水为34%，即细颗粒料与水的比例与实施例1相同。其余步骤与实施例1均相同。
对比例2
本对比例的刚玉莫来石的制备方法，与实施例1相比，区别为步骤S3中，未加入氧化铝细粉，即，将细颗粒料与催化活性剂、分散悬浮剂、水进行混合，加入球磨机进行湿法细磨，细颗粒料为64.44%，烷基铝为0.44%、有机镁为0.44%、分散悬浮剂聚羧酸树脂为1.34%、水为33.34%，即各组分之间的比例不变。其余步骤与实施例1均相同。
对比例3
本对比例的刚玉莫来石的制备方法，与实施例1相比，区别为步骤S3中，未加入催化活性剂，即，将细颗粒料与氧化铝细粉、分散悬浮剂、水进行混合，加入球磨机进行湿法细磨，细颗粒料为58.5%，氧化铝细粉为10.1%、分散悬浮剂聚羧酸树脂为1.2%、水为30.2%，即各组分之间的比例不变。其余步骤与实施例1均相同。
对比例4
本对比例的刚玉莫来石的制备方法，与实施例1相比，区别为步骤S3中，未加入分散悬浮剂，即，将细颗粒料与氧化铝细粉、催化活性剂、水进行混合，加入球磨机进行湿法细磨，细颗粒料为58.7%，氧化铝细粉为10.1%、烷基铝为0.4%、有机镁为0.4%、水为30.4%，即各组分之间的比例不变。其余步骤与实施例1均相同。
对比例5
本对比例的刚玉莫来石的制备方法，包括以下步骤：
S1.将铝矾土矿原料破碎为粒径为0-10mm的细颗粒料；铝矾土矿原料的分级、配料与实施例1相同；
S2.将细颗粒料和水持续送往球磨机，进行连续湿法球磨，得到D50为10μm的湿法细磨泥浆；
S3.将湿法细磨泥浆压滤脱水，使脱水后泥浆成型料的含水量为5.4%；
S4.将脱水后泥浆在2100吨压机下机压成型，得到半成品；
S5.将半成品在高温窑炉中于1650℃下进行烧制10小时，得到刚玉莫来石。
对上述各实施例、对比例所得的刚玉莫来石进行抽样，测定其中各相的含量，并对各实施例积压成型的生坯制样，测量样块的耐压强度，结果如下表1。
由下表1可以看出，对比例1未加入氧化铝细粉、催化活性剂、分散悬浮剂，相比于对比例1，本发明各实施例的刚玉莫来石均含有显著更多的莫来石相，且莫来石相分布均匀性显著更好，表明氧化铝细粉、催化活性剂、分散悬浮剂的加入可显著增加刚玉莫来石中形成的莫来石相，且可使莫来石相分布更均匀。对比例2未加入氧化铝细粉，本申请各实施例相比于对比例2，具有显著更多的莫来石相，表明氧化铝细粉可作为莫来石晶相结晶的原晶，从而促进莫来石相的转化和莫来石相数量的增加。对比例3未加入催化活性剂，本申请各实施例相比于对比例3，具有更多的莫来石相，表明催化活性剂可促进晶相转化增加晶相数量，调节莫来石晶相转化比例。对比例4未加入分散悬浮剂，本申请各实施例相比于对比例4，莫来石相分布更均匀，表明分散悬浮剂可促进湿法细磨泥浆中各组分的分散。实施例1与对比例5相比，对比例5将细颗粒料和水于球磨机中进行连续湿法球磨，未将物料分为干法细磨粉和湿法细磨浆料，这种方法可增加40-50方天然气当量的能耗。
各实施例中，实施例1、2相比于实施例3、4，莫来石相含量更高，分布更均匀。实施例1与实施例5、6相比，湿法细磨泥浆与干法细磨粉的比例不同，相比之下，实施例1的强度性能更好，可能是由于湿法细磨泥浆在混合物料中充当结合剂的作用，干法细磨粉与湿法细磨泥浆的百分比影响混合物料的结合性能，从而影响其强度性能，实施例1的干法细磨粉与湿法细磨泥浆百分比为更优选的方案。
表1
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种刚玉莫来石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.配置铝矾土矿原料或铝矾土矿原料与废弃铝基耐火材料原料的混合原料，将铝矾土矿原料或铝矾土矿原料与废弃铝基耐火材料原料的混合原料破碎，得到粗颗粒料和细颗粒料；
S2.将所述粗颗粒料进行干法细磨，得到干法细磨粉；
S3.将所述细颗粒料、催化活性剂、分散悬浮剂、氧化铝细粉和水混合进行湿法细磨，得到湿法细磨泥浆；其中，各组分的质量百分比为：细颗粒料为48%-72%、催化活性剂为0.6%-1%、分散悬浮剂为0.5%-1.5%、氧化铝细粉为5%-20%、水为21%-35%；
S4.将所述干法细磨粉与所述湿法细磨泥浆混合、搅拌，得到混合物料；
S5.将所述混合物料机压成型，得到半成品；
S6.将所述半成品烧结，得到所述刚玉莫来石。
2.根据权利要求1所述的刚玉莫来石的制备方法，其特征在于：
步骤S1中，铝矾土矿原料或铝矾土矿原料与废弃铝基耐火材料原料的混合原料的配置方法包括以下步骤：
S101.按照氧化铝含量的不同，将铝矾土矿或废弃铝基耐火材料进行分级处理，得到不同品级的铝矾土矿或废弃铝基耐火材料；
S102.按比例配制不同品级的铝矾土矿得到铝矾土矿原料，或按比例配制不同品级的铝矾土矿和废弃铝基耐火材料，得到混合原料，使得铝矾土矿原料或混合原料中总的氧化铝含量在选定范围内。
3.根据权利要求2所述的刚玉莫来石的制备方法，其特征在于：
所述铝矾土矿中氧化铝含量为68%-75%；所述废弃铝基耐火材料中氧化铝含量为60%-72%。
4.根据权利要求1所述的刚玉莫来石的制备方法，其特征在于：
步骤S1中，所述粗颗粒料的粒径为10-20mm，所述细颗粒料的粒径为0-10mm。
5.根据权利要求1所述的刚玉莫来石的制备方法，其特征在于：
步骤S2中，干法细磨后得到的干法细磨粉的D50为1-20μm；
步骤S3中，湿法细磨后得到的湿法细磨泥浆的D50为0-10μm。
6.根据权利要求1所述的刚玉莫来石的制备方法，其特征在于：
所述催化活性剂包括0.3%-0.5%的烷基铝和0.3%-0.5%的有机镁；所述分散悬浮剂为聚羧酸树脂。
7.根据权利要求1所述的刚玉莫来石的制备方法，其特征在于：
步骤S4中，所述干法细磨粉与所述湿法细磨泥浆混合时，所述干法细磨粉的质量百分比为80%-90%，所述湿法细磨泥浆的质量百分比为10%-20%。
8.根据权利要求1所述的刚玉莫来石的制备方法，其特征在于：
步骤S4中，所述干法细磨粉与所述湿法细磨泥浆混合时，控制得到的混合物料的含水量为4.5%-8.5%。
9.根据权利要求1所述的刚玉莫来石的制备方法，其特征在于：
步骤S6具体包括以下步骤：将所述半成品于1400-1800℃烧结6-30小时，得到所述刚玉莫来石。
10.一种采用如权利要求1-9中任一项所述的制备方法制备得到的刚玉莫来石。
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