[发明专利]一种莫来石—高硅氧玻璃复相材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合耐火材料生产技术领域。尤其涉及一种莫来石—高硅氧玻璃复相材料(莫来卡特)及其制备方法。

背景技术

电熔刚玉除尘粉是电熔刚玉生产过程中产生的固体废弃物。电熔刚玉除尘粉的化学成分主要以Al₂O₃，SiO₂，K₂O，MgO，Fe₂O₃，Na₂O和CaO等为主，在一般情况下，Al₂O₃为20～56wt％、SiO₂为10～50wt％、K₂O为0.3～20wt％。其化学成分的比例随着各生产厂家的原料及操作条件不同而略有变化。

电熔刚玉除尘粉通常被作为垃圾遗弃，既污染环境、又需要大量的处置场地、且处理费用高。随着工业进程的发展，它的生成量也越来越多。如何对其综合利用是一个世界范围的重要课题。目前国内外对其再利用主要集中在如下几个方面：

1、建材制品：采用焙烧、浸出方法分离出铝钙渣，得到建材制品；

2、超细氢氧化铝：主要是将电熔棕刚玉或电熔亚白刚玉除尘粉采用焙烧、浸出方法分离出浸出液，对浸出液进行碳酸化分解，然后沉淀分离出固体颗粒，洗涤、烘干得到超细氢氧化铝；

3、金属镓：主要是将电熔棕刚玉或电熔亚白刚玉除尘粉采用焙烧、浸出方法分离出浸出液，对浸出液进行碳酸化分解，然后沉淀分离出浸出液，进行深度碳酸化，沉淀分离出固体颗粒，烘干得到富镓产品，然后分离出金属镓；

4、钾肥：主要是将电熔棕刚玉或电熔亚白刚玉除尘粉采用焙烧、浸出方法分离出浸出液，对浸出液进行碳酸化分解，然后沉淀分离出浸出液，进行深度碳酸化，沉淀分离出浸出液，然后蒸发结晶、烘干，得到钾肥；

5、白刚玉微粉：通过对电熔棕刚玉或电熔亚白刚玉除尘粉理化性能的检测，酸洗、络合等化学、煅烧处理，得到粒度为2.5～20μm，外观、化学成分均合格的白刚玉微粉进行回收。

6、棕刚玉排尘粉涂料：对棕刚玉排尘粉性能研究开发的基础上，研制出几种棕刚玉排尘粉涂料，其性能良好，价格便宜。

另外，莫来石—高硅氧玻璃复相材料(即莫来卡特)不含方石英和刚玉。具有针状莫来石交织网络结构。但是，目前都采用天然矿石为原料制备莫来石—高硅氧玻璃材料，如“用红柱石微粉制备莫来石—高硅氧玻璃材料的方法”(CN 1184788A)涉及用红柱石微粉制备莫来石—高硅氧玻璃材料，“用蓝晶石微粉制备莫来石—高硅氧玻璃材料的方法”(CN1184789A)涉及用蓝晶石微粉制备莫来石—高硅氧玻璃材料。但上述方法的原料价格高。

发明内容

本发明的目的是提供一种能减少环境污染、降低成本、将废弃物电熔刚玉除尘粉再次资源化利用的制备莫来石—高硅氧玻璃复相材料(莫来卡特)的方法。用该方法所制备的莫来石—高硅氧玻璃复相材料(莫来卡特)具有耐火度高、膨胀系数低、耐磨损、抗热震性优良。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：先将60～100wt％的电熔刚玉除尘粉和0～40wt％的SiO₂细粉混和，经搅拌后成型；然后在空气气氛下于反应炉中以2～5℃/min的升温速度升温，升温至1300～1600℃，保温2～8h，自然冷却。

其中：电熔刚玉除尘粉为电熔棕刚玉除尘粉、电熔亚白刚玉除尘粉中的一种以上，电熔刚玉除尘粉的粒径小于100μm，电熔刚玉除尘粉的主要化学组分是：Al₂O₃为20～56wt％、SiO₂为10～50wt％、K₂O为0.3～20wt％；Si_O2细粉为硅微粉、石英粉和石英玻璃粉中的一种以上，SiO₂细粉的粒径小于100目；反应炉为气氛炉、电弧炉、感应炉和烧结炉中的一种。

由于采用上述技术方案，本发明所用原料为电熔刚玉除尘粉，利用其中的氧化铝、氧化硅作为合成莫来石的组分，氧化钾等杂质可以形成玻璃相。电熔刚玉除尘粉为电熔刚玉工业生产的废弃物，使用该方法以废弃物为原料合成莫来石—高硅氧玻璃复相材料(莫来卡特)可以变废为宝、减少环境污染，降低生产莫来石—高硅氧玻璃复相材料(莫来卡特)的成本，具有广泛的社会和经济价值。同时，所制备的莫来石—高硅氧玻璃复相材料(莫来卡特)不含方石英和刚玉，具有耐火度高、膨胀系数低、耐磨损、抗热震性优良的特点。

具体实施方式