[发明专利]一种以粉煤灰为原料制备莫来石前驱体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高纯超细莫来石的制备方法，具体是一种以粉煤灰为原料制备莫来石前驱体的方法。

背景技术

目前我国粉煤灰的综合利用率在25-30%，绝大部份集中在建筑和建材行业。

莫来石是A1₂0₃-SiO₂体系在常压下唯一稳定存在的晶态化合物。莫来石就其组成而言并非严格的标准计量，而是一个组成范围，其平均结构是由[A10₆]八面体和[Al0₄]、[Si0₄]四面体结构基元在空间按一定规律排列构成，其中[AlO₆]八面体共棱连接成平行C轴的链，在每个晶胞的Z=1/2处八面体链与和[A10₄]、[Si0₄]四面体相连，四面体组成的双链亦平行C轴,随着A1/Si比变化，结构中出现不同程度的氧缺位。莫来石结构基元周期空间排列特征和氧缺位的存在决定了莫来石是一种密度低、结构疏松的离子晶体材料。这种结构特征使莫来石表现出现诸多优异的物理性能，如低膨胀系数、低导热、低蠕变、低介电常数、高耐热冲击和高温强度等。莫来石所具有的这些特性使其在高温耐火材料、高温结构材料、微电子封装材料、光学材料及介电和高温保护涂层等方面得到重要应用。

莫来石材料(包括莫来石陶瓷和莫来石基复合材料等)通常是以莫来石粉末为原料制得，其性能取决于莫来石粉体的质量。高纯超细莫来石粉体不仅能降低莫来石材料的烧成温度，而且能改善材料的显微结构，大大提高其性能。莫来石粉体的制备，尤其是颗粒微细且无硬团聚的超细莫来石粉体的制备，在莫来石材料研究中就占有非常重要的地位。

莫来石前驱体，是获得莫来石这种目标产物前的一种存在形式，不是一个确切的科学术语，没有特定的概念，有人把它定义为目标产物的雏形样品，即在经过某些步骤就可实现目标产物的前级产物。莫来石“前驱体” 由于粒度较小、分布均匀、组分均匀、表面能比较大、因而活性很高，可以有很多用途，最简单的，在莫来石烧结中可以明显的降低烧结温度、提高致密度和掺杂元素在陶瓷中分布的均匀性。目前还没有制作莫来石前驱体的方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种以粉煤灰为原料制备莫来石前驱体的方法，该方法能有效地以粉煤灰为原料，通过机械力化学技术制备莫来石前驱体，以便于后续工序得到莫来石粉体。

本发明是以如下技术方案实现的：一种以粉煤灰为原料制备莫来石前驱体的方法，以粉煤灰为主要原料，再添加适量的Al₂O₃，采用行星球磨机，磨机的操作参数为公转转速250r/min、自转200r/min， 将烘干后的粉煤灰与Al₂O₃，以莫来石的组成3Al₂O₃ˉ2SiO₂按化学计量装入球磨罐内；不足的另外单独添加Al₂O₃；球料重量比20：1；以三乙醇胺为助磨剂，每100g料里加入0.1ml～0.15ml的三乙醇胺，粉磨10h～30h后得莫来石前驱体。 

当粉煤灰含有56% Si0₂ 、32% AL₂O₃时，粉煤灰与Al₂O₃的重量比为1：1.11。

当粉煤灰含有52% Si0₂ 、27% AL₂O₃ 时，粉煤灰与Al₂O₃的重量比为1：1.06。

当粉煤灰含有38% Si0₂ 、28% AL₂O₃ 时，粉煤灰与Al₂O₃的重量比为1：0.69。

本发明的有益效果是：

1、以粉煤灰为原料制备莫来石前驱体，为粉煤灰的高附加值利用开辟一条新途径，使得粉煤灰不再是污染环境的废弃物，而成为一种高价值的资源，具有显著的经济效益和社会效益。