CN1821166A - 一种方石英－莫来石复合材料及制备方法 - Google Patents

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一种方英石－莫来石复合材料及制备方法，属于耐火材料领域。特别涉及一种方英石－莫来石复合材料。其特征在于合成方英石－莫来石的主要原料是煤矸石和铝矾土，煤矸石的重量百分比含量为50～75％，铝矾土的重量百分比含量为25～50％，铝矾土中Al2O3含量要求大于75％。合成方英石－莫来石的步骤为：原料用无水乙醇做介质，经过球磨6小时后在烘箱中保温12小时，取出后机压成型，在1350℃～1450℃保温3～6个小时，空气气氛下进行合成。因为合成方英石－莫来石的主要原料是煤矸石和铝矾土，不仅结合了我国现有资源的充分利用。而且促进了固体废弃物资源化再生利用。本发明原料丰富、价格低廉、合成工艺非常简单，有利于大型工业化生产，是制备高温耐火材料的又一个新途径。

Description

一种方石英-莫来石复合材料及制备方法
技术领域
本发明属于耐火材料领域，特别涉及一种方石英-莫来石复合材料。
背景技术
我国铝矾土储量极为丰富，产地从黄河以北的山西、河北和山东，穿过中部的河南和广西，直到西南的贵州和云南，目前出产铝矾土熟料的主要产地在山西、河南和贵州。铝矾土是由长石、云母等矿物风化而形成的，他的主要矿物类型是三水铝石、硬水铝石和勃姆石，此外由于形成的条件不同，还可能含有高岭石、石英、方解石等杂质。我国铝矾土中的水铝石-高岭石型(DK)和勃姆石-高岭石型(BK)应用最为广泛，DK型铝矾土熟料按Al2O3含量氛围特等、I等、IIA等、IIB等、III等，其主要化学成分见表1和表2
                表1各类BK型高铝矾土煅烧后化学成分(wt％)
  Al2O3   SiO2   Fe2O3   TiO2   Na2O   K2O   I.L
  贵州河南   59.8062.44   23.5220.68   0.510.64   1.081.82   0.070.03   0.020.11   14.6614.12
                      表2各类DK型高铝矾土煅烧后化学成分(wt％)
  级别   Al2O3   SiO2   Fe2O3   TiO2   CaO   MgO   K2O   Na2O
  SIIIIAIIAIIAIIBIIBIII   86.2082.4079.8076.0372.2069.8067.5060.5054.10   7.6011.5514.5019.4022.0025.7027.4033.7040.50   1.761.521.641.461.781.711.541.921.72   4.023.643.172.872.642.442.822.943.00   ---------   0.250.280.300.150.180.170.110.180.17   0.140.130.100.100.150.120.160.160.14   0.060.060.050.100.050.060.200.100.05
煤矸石是在煤炭开采和洗选过程中产生的副产品，是我国排放量最大的工业废渣之一。煤矸石产量按原煤产量的15％计算，每年煤矸石至少增加1～2亿吨以上，历年堆存的煤矸石约20亿吨，占地近10万亩，且仍在不断增加，2000年就上升到了3.1亿吨，不仅占用大量的农田和土地，而且严重污染环境，如何治理和综合利用煤矸石也正在得到人们的重视。
国内煤矸石的利用概况：①煤矸石发电②煤矸石制砖③煤矸石生产水泥④做新型工业填料⑤煤矸石制备吸附剂⑥利用煤矸石开发陶粒产品⑦利用煤矸石做地面塌陷区的充填或面填材料，可是采煤破坏的土地得到恢复，减少土地损坏⑧利用煤矸石为载体生产无机复合肥和微生物有机肥料。
山西是产煤大省，所以同时也有大量的煤矸石堆积，其主要化学成分为SiO2含量在50％左右，Al2O3含量在20％左右，同时还含有少量的CaO、MgO、TiO2、Na2O、K2O和不同含量的C，其开发利用前景非常乐观。
发明内容：
本发明目的目的在于结合我国现有资源的充分利用及促进固体废弃物资源化再生利用，选择了一种天然原料和固体废弃物来合成耐火材料制作方英石-莫来石复合材料，不仅充分利用了现有资源，同时也减少了固体废弃物带来的污染，大大降低生产成本。
一种方英石-莫来石复合材料，其特征在于合成方英石-莫来石的主要原料是煤矸石和铝矾土，煤矸石的重量百分比含量为50～75％，铝矾土的重量百分比含量为25～50％，铝矾土中Al2O3含量要求大于75％。最佳原料配比：煤矸石的重量百分比含量为55～70％，铝矾土的重量百分比含量为30～45％。
其制作方法为：原料用无水乙醇做介质，经过球磨6小时后在烘箱中保温12小时，取出后机压成型，在1350℃～1450℃保温3～6个小时，空气气氛下进行合成。经试验，并利用XRD分析了复合材料的组成，试验结果表明：合成的-莫来石复合材料非常纯。因为合成方英石-莫来石的主要原料是煤矸石和铝矾土，不仅结合了我国现有资源的充分利用。而且促进了固体废弃物资源化再生利用。本发明原料丰富、价格低廉、合成工艺非常简单，有利于大型工业化生产，是制备高温耐火材料的又一个新途径。
附图说明：
图1：方英石-莫来石复合材料合成工艺图
图2：方英石-莫来石复合材料XRD图(60wt％煤矸石)
图3：方英石-莫来石复合材料XRD图(70wt％煤矸石)
图4：方英石-莫来石复合材料SEM图(60wt％煤矸石)
图5：方英石-莫来石复合材料SEM图(70wt％煤矸石)
具体实施方式：
1.原料选取
①铝矾土的化学分析结果
②煤矸石的化学分析结果
2.原料合成
原料配比为：60、70wt.％煤矸石和40、30wt.％铝矾土
3.合成步骤：见图1.

Claims (3)

1、一种方英石-莫来石复合材料，其特征在于合成方英石-莫来石的主要原料是煤矸石和铝矾土，煤矸石的重量百分比含量为50～75％，铝矾土的重量百分比含量为25～50％，铝矾土中Al2O3含量要求大于75％。
2、如权利要求1所述的一种方英石-莫来石复合材料，其特征在于合成方英石-莫来石的原料配比：煤矸石的重量百分比含量为55～70％，铝矾土的重量百分比含量为30～45％。
3、如权利要求1或2所述的一种方英石-莫来石复合材料，其特征在于合成方英石-莫来石的步骤为：原料用无水乙醇做介质，经过球磨6小时后在烘箱中保温12小时，取出后机压成型，在1350℃～1450℃保温3～6个小时，空气气氛下进行合成。
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