[发明专利]一种利用陶瓷厂废泥制备莫来石骨料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用废料合成耐高温陶瓷材料的技术领域，特别是利用陶 瓷厂废泥制备用于耐火材料生产的莫来石骨料的方法。

背景技术

莫来石(3Al₂O₃·2SiO₂)为铝的铝氧酸盐矿物，是Al₂O₃-SiO₂体系在常 压下唯一稳定存在的晶态化合物，具有耐火度高，抗热震性、抗化学侵蚀 性、抗蠕变性能好，荷重软化温度高，体积稳定性好，电绝缘性强等，是 理想的高级耐火材料，被广泛用于冶金、玻璃、陶瓷、化学、电力、国防、 燃气和水泥等工业(陈冬，陈南春.莫来石的研究进展[J].矿产与地质， 2004(2)：18-22)。

自然界中天然莫来石矿物很少，工业用莫来石主要为人工合成。目前， 合成工业用莫来石的方法主要有电熔法和烧结法(申小清.超细莫来石粉 体的制备研究[D].郑州大学硕士学位论文，2002：4-6)。电熔法是将混 合后的原料在电弧中熔融而成，缺点是耗电量大、对合成条件要求苛刻； 烧结法按所用原料性质的不同分为无机硅铝凝胶法、有机硅铝凝胶法和矿 物相变法(卫晓辉，孙加林，孙庚辰.莫来石的低温合成[J].耐火材料， 2008，42(3)：229-231)。其中，无机硅铝凝胶法和有机硅铝凝胶法是分 别采用无机和有机原料按一定的化学组成制成硅铝胶体，然后在高温下煅 烧而成，其缺点是能耗较高，而且有机凝胶法中使用的有机原料价格昂贵。 矿物相变法是将高铝矾土、高岭土、叶腊石等天然矿物置于窑中高温煅烧 而成，该方法的缺点是能耗高，同时由于其矿物组成与莫来石组成之间存 在较大的差异，造成莫来石转化率不高，浪费资源。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供了一种利用陶瓷 厂废泥制备莫来石骨料的方法。此方法不仅原料来源广泛、生产成本低、 能耗小，而且变废为宝，能产生显著的经济与环境效益。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)首先，将铝矾土放入球磨机中干磨，然后过120目筛，将过筛后 的铝矾土采用永久磁铁除铁，再采用电磁除铁，使铝矾土中Fe₂O₃的含量低 于0.5％；

2)其次，取陶瓷厂废泥和上述经除铁处理后的铝矾土以废泥∶铝矾 土＝1∶0.5～2的质量比混合制成混合料并将混合料放入球磨机中湿磨混匀 形成混合泥浆；

3)然后，将上述混合泥浆采用压力式喷雾造粒干燥机造粒，混合泥 浆的入口温度为110～300℃，形成颗粒状粉体；

4)将喷雾造粒后的颗粒状粉体放入氧化铝坩埚中，并置于硅碳棒电 阻炉内，以5℃/min的加热速度由室温升温至1100～1300℃，保温1～3h， 自然冷却后取出样品；

5)最后，将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌，过20～100 目筛后，即得不同粒度和含氧化铝质量分数为30～65％的莫来石骨料。

本发明步骤1)中的干磨是利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球 和铝矾土的质量比为2～3∶1，研磨时间为1～4h；步骤2)中的湿磨是利 用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球、混合料和水的质量比为2～3∶1∶ 1，研磨时间为0.5～3h。

本发明的效果体现在：

(1)主要原料是陶瓷厂淘洗原料及冲刷设备排出的固体废弃物，用 陶瓷厂废泥合成莫来石不仅有助于节约天然资源，降低生产成本，而且有 利于环境保护；

(2)合成温度均低于传统生产工艺，节约了矿物资源和能源；

(3)通过调节原料配比，可以合成氧化铝含量不同的莫来石骨料。

具体实施方式

实施例1：

1)首先，将铝矾土放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介 质，控制磨球和铝矾土的质量比为2∶1，研磨时间为1h，然后过120目 筛，将过筛后的铝矾土采用永久磁铁除铁，再采用电磁除铁，使铝矾土中 Fe₂O₃的含量低于0.5％；

2)其次，取陶瓷厂废泥和上述经除铁处理后的铝矾土以废泥∶铝矾 土＝1∶1的质量比混合制成混合料并将混合料放入球磨机中湿磨混匀，利 用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球、混合料和水的质量比为2∶1∶1， 研磨时间为1h形成混合泥浆；