[发明专利]一种新型环保耐火材料

说明书

技术领域

本发明属于新材料领域，尤其涉及一种新型环保耐火材料。

背景技术

煤矸石弃置不用，占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害。中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨。

利用煤矸石合成高性能的氮氧化物耐火材料，既可以充分利用煤矸石废弃资源与能源，还可以解决耐火材料原料紧张的局面，并提供高性能的新型耐火材料产品，同时缓解因耐火材料开采、生产以及煤矸石污染等带来的一系列环境与社会问题。利用煤矸石合成高性能的氮氧化物复合耐火材料。煤矸石的主要矿物是粘土矿，主要成分是二氧化硅、三氧化二铝以及残存的碳。而煤矸石所含的二氧化硅、三氧化二铝以及残碳正是碳热还原-氮化工艺合成复合氮氧化铝硅（一种新型高性能耐火材料）的主要原料。

利用了煤矸石中的各种元素以及残碳，为煤矸石资源化综合利用提供有效的途径与有力的技术保障，大幅度降低了该环保产品的生产制造成本，提高了产品附加值，必将为充分利用煤矸石资源、实现社会可持续发展以及为改善社会环境、建立良性循环经济体系做出贡献。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环境友好型并保持高性能的耐火材料。

本发明采用的技术方案为：

一种新型环保耐火材料，主要由煤矸石颗粒、颗粒料铝矾土或/刚玉粉、硬质粒子、结合剂、氧化铝微粉以及表面活性剂按照下属重量份配比制备而成：

铝矾土颗粒或/刚玉粉30-50份；煤矸石颗粒20-30粉；石英5-10份；氧化铝微粉3-10份；表面活性剂0.2份。

所述铝矾土颗粒是铝土矿含铝量40%以上，铝硅比值Al/Si≥2.5。

所述煤矸石包含Al₂O₃、SiO₂，另外还含有Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃和微量稀有元素）。

所述石英是含有二氧化硅成份的天然硅石或经高温处理的硅石。

所述表面活性剂为聚氧乙烯脂肪酸脂类、聚氧乙烯脂肪醇醚类或聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物。

本发明的有益效果为：本发明选取铝矾土颗粒或/刚玉可以增加耐火材料的韧性；选取煤矸石可增加强度和耐磨性，不仅解决了固体废物大量堆积对环境的污染，遵循3R原则，而且大大节约了耐火材料的生产成本；使用聚乙二醇、三聚氰胺磺酸甲醛或柠檬酸为表面活性剂，是为了与结合剂相配伍，提高流动性，调配凝结时间，增加耐火材料的密度；选取的氧化铝微粉是为了增加耐火材料的致密性，同时也能提高流动性。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明：

实施例1

一种新型环保耐火材料，按重量份数组成为：铝矾土颗粒或/刚玉粉30-50份；煤矸石颗粒35-50份；石英5-10份；氧化铝微粉3-10份；表面活性剂0.2份。

上述新型环保耐火材料的制备方法，按照如下步骤进行：

（1）按表1准备原料，磨碎制成细粉，使用200目的筛子筛分；

（2）混合原料，利用水稀释，使用1cm直径的玛瑙球作为球磨介质，将稀释的原料和玛瑙球放入尼龙罐中密封；

（3）使用行星式球磨机球磨6h,研磨至粒径小于1.0微米；

（4）烘干工序：将混合后的原料放入干燥箱内200^oC、3h；

（5）成型工序：将干燥后的原料添加少量粘结剂（1ml/10g）,在30MPa的压力下机压成型；

（6）冷却工序：在空气中自然冷却。

以上对本发明的6个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。