[发明专利]一种利用煤矸石制备莫来石的方法

说明书

本发明公开了一种利用煤矸石制备莫来石的方法，包括以下步骤：S1、将煤矸石粉碎成煤矸石粉料；S2、将煤矸石粉料和助烧剂氟硅酸钾经混合、球磨、造粒后压制成型，得到坯体；S3、将上述坯体在高温下进行煅烧制成莫来石。本发明使用煤矸石作为原料制备莫来石，实现了废物利用且降低了生产成本，该制备方法简单、生产能耗降低，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种利用煤矸石制备莫来石的方法。

背景技术

莫来石是一种优质的耐火原料，为铝硅酸盐矿物，是Al₂O₃-SiO₂系中唯一稳定的化合物。莫来石具有热膨胀系数低(20～200℃，4×10^-6K^-1)，抗热震性好、抗化学侵蚀、抗蠕变、荷重软化温度高、体积稳定性好、电绝缘性强等性质，是理想的高级耐火材料，被广泛应用于冶金、玻璃、陶瓷、化学、电力、国防、燃气、水泥等工业上。

自然界中有价值的天然莫来石很少，目前工业上用莫来石一般是人工合成。合成莫来石的方法很多，其中广为采用的是烧结法。煤矸石作为煤炭生产过程中的副产物，已成为我国积存量和年生产量最大、占用堆积场地最多的工业废弃物。将煤矸石制备为目前市场上所需的M45型莫来石耐火材料，不但可以解决堆放对环境的污染问题，还可以创造良好的经济效益，是一种变废为宝、物尽其用的行为。

现有技术中，生产莫来石的生产工艺是先将高岭土粉碎在250目以上的粉末，再通过外加适量的氧化铝粉，在1600℃高温下煅烧，保温10小时左右固相合成，该工艺虽然能够制得莫来石，但其能耗过高，成本投入较大，导致其经济效益低。因此，开发新的工艺生产莫来石具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能耗低、成本低、工艺简单、环境友好、容易实现工业化生产制备莫来石的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种利用煤矸石制备莫来石的方法，包括以下步骤：

S1、将煤矸石粉碎成煤矸石粉料；

S2、将煤矸石粉料和助烧剂氟硅酸钾经混合、球磨、造粒后压制成型，得到坯体；

S3、将上述坯体在高温下进行煅烧制成莫来石。

进一步地，所述步骤S2中煤矸石粉料和助烧剂氟硅酸钾的配合料的加入量为：煤矸石粉98～99.5％，氟硅酸钾0.5～1％。

进一步地，所述步骤S3中的煅烧温度为(1450～1550)℃，保温(4.5～6.5)小时。优选地，煅烧温度为1500℃，保温6小时。

进一步地，所述步骤S2的球磨过程中，球：料＝(1.5～2):1，共磨(20～40)分钟。优选地，球：料＝1.8:1，研磨的总时间为30min。

进一步地，球磨过程中转速为(350～400)rpm。

进一步地，所述步骤S2的造粒过程为加水造粒，水分的加入量为4％。

进一步地，所述步骤S2中的坯体的压制压力为(16～18)MPa。

优选地，所述助烧剂氟硅酸钾为化学纯的氟硅酸钾。

进一步地，上述过程中使用的煤矸石化学组成为：Al₂O₃ 35～40％，SiO₂40～50％，Fe₂O₃＜0.5％，TiO₂＜0.5％，Na₂O＜0.3％，CaO＜0.5％，MgO＜0.5％，烧失量15～20％；

进一步地，煤矸石粉料粒度在250目以上。