[发明专利]一种利用煤矸石制备Al2

说明书

本发明公开了一种利用煤矸石制备Al₂O₃‑SiC‑C系炮泥耐火材料的方法，属于耐火材料的制备领域，涉及无机化学制备领域。本发明以煤矸石、碳质材料经埋碳高温碳热还原反应产生Al₂O₃‑SiC复相材料，再和棕刚玉、SiC粉、粘土、蓝晶石粉、焦炭粉、沥青粉、Fe‑Si₃N₄粉、焦油等原料，经配料、混合、睏料等工艺，制备得到Al₂O₃‑SiC‑C系炮泥耐火材料。本发明解决了煤矸石废弃物产量大，难处理、使用率低的社会、环境问题，同时解决了无水炮泥成本高的经济问题，为煤矸石固体废弃物的高值化利用开辟了新的途径。

技术领域：

本发明属于耐火材料的制备领域，涉及无机化学制备领域，具体涉及一种利用煤矸石制备 Al₂O₃-SiC-C系炮泥耐火材料的方法。

技术背景：

煤研石作为煤矿开采的一种工业固体废弃物，其大量堆积排放不仅占用了大量的土地资源，而且严重影响地表景观及人的身体健康。煤研石含有大量的Al、Si等有用元素，如果能将其利用起来，将会变废为宝，不仅解决了煤研石的随意排放堆积问题，同时也节省其他资源的利用，具有可观的经济及社会价值。

无水炮泥一般由刚玉、碳化硅、焦粉为主要原料，在通过调配不同的外加剂和结合剂制备而成。这种炮泥多采用优质的高纯原料，其耐铁渣侵蚀性能与传统的有水炮泥相比大幅度提高，可以使出铁口出铁时间延长的同时降低出铁的次数，即减少了出铁口开口的次数，减少了炮泥的使用消耗。

利用固体废弃矿物合成高性能低成本材料是当今国内外发展循环经济和环境可持续发展道路的重要途径。以煤矸石碳热还原制备的Al₂O₃-SiC复相材料为主要原料来制备高性能低成本Al₂O₃-SiC-C 系炮泥耐火材料的技术方案，对于开展我国典型煤矸石的矿物组成特征、在不同温度下矿物组成演发明内容变规律的研究，和优化利用煤矸石碳热还原制备Al₂O₃-SiC复相材料的工艺参数，形成高性能低成本Al₂O₃-SiC-C系炮泥耐火材料的制备技术，有着重要意义。该方案不仅工艺简单，而且固体废弃矿物利用率较高，更有效地保护了环境。

发明内容：

本文主要针对煤矸石对环境带来的问题并着眼于它的潜在价值，同时也为解决无水炮泥高成本的问题。

本发明提出的一种利用煤矸石制备Al₂O₃-SiC-C系炮泥耐火材料的方法，先以煤矸石、碳质材料经埋碳高温碳热还原反应产生Al₂O₃-SiC复相材料，再和棕刚玉、SiC粉、粘土、蓝晶石粉、焦炭粉、沥青粉、Fe-Si₃N₄粉、焦油等原料，经配料、混合、睏料等工艺，制备得到Al₂O₃-SiC-C系炮泥耐火材料。

所述的制备方法，埋碳高温碳热还原反应中碳质材料包括焦炭、炭黑、无烟煤等，其理论用量按照煤矸石中SiO₂被完全转化为SiC计算得到，其用量范围为理论值到过量100％；Al₂O₃-SiC-C系炮泥耐火材料原料混合后，睏料时间为12h。

本发明制备得到的Al₂O₃-SiC-C系炮泥耐火材料抗压强度明显高于传统无水炮泥，抗折强度也高于传统无水炮泥，有较好的抗侵蚀性能。

具体实施方式：

将煤矸石原矿和焦炭(或炭黑或无烟煤)分别进行粉碎，磨细后过100目筛备用。