[发明专利]一种利用钛刚玉制备钛酸铝的方法

说明书

本发明涉及钛酸铝技术领域，具体涉及一种利用钛刚玉制备钛酸铝的方法，所述方法包括以下步骤：将钛刚玉粉、钛白粉、添加剂和结合剂的共混粉进行压制，得到坯体，将所述坯体进行煅烧，冷却，破碎和筛分，得到钛酸铝；其中，所述压制的压力为80～150MPa，所述煅烧的温度为1350～1550℃。本发明具有更低的成本和更低的合成温度，且制备的钛酸铝综合性能更好，对促进钛酸铝的市场开发和应用具有积极的意义。

技术领域

本发明涉及钛酸铝技术领域，具体涉及一种利用钛刚玉制备钛酸铝的方法。

背景技术

钛铁合金是生产电子、航空航天、军工产品等的重要原料，随着钛铁合金产业的发展，钛铁渣的量也越来越多，进而导致大量占地堆存，环境污染严重，因此迫切需要对钛铁渣的大规模高值化利用进行探索研究。钛刚玉是将钛铁渣脱钙后制备的一种以Al₂O₃和TiO₂为主要化学成分、以刚玉和金红石为主要矿相的再生耐火原料。

钛酸铝是一种具有高熔点，低热膨胀系数[α_20～1000℃＝(0.5～1.5)×10^-6/℃]，良好的抗热冲击性能，抗渣、耐蚀、耐碱和对多种金属及玻璃不浸润性的新型材料，其主要用于钢铁、有色玻璃、汽车、化工、玻璃、陶瓷以及军事工业等领域。

目前，钛酸铝制品生产所用原料主要采用纯度较高的钛白粉和氧化铝粉经高温合成制得，其生产成本偏高。为实现钛铁渣高值利用，降低钛酸铝的生产成本，目前亟需提供一种利用钛刚玉制备钛酸铝的方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种利用钛刚玉制备钛酸铝的方法。

第一方面，本发明提供的利用钛刚玉制备钛酸铝的方法，包括以下步骤：将钛刚玉粉、钛白粉、添加剂和结合剂的共混粉进行压制，得到坯体，将所述坯体进行煅烧，冷却，破碎和筛分，得到钛酸铝；其中，所述压制的压力为80～150MPa，所述煅烧的温度为1350～1550℃。

本发明利用钛刚玉替代全部氧化铝粉和部分钛白粉来制备钛酸铝，能够显著降低生产成本，对促进钛酸铝的市场开发和应用具有积极的意义，同时结合优化的压制及煅烧条件进行合成钛酸铝，较传统合成钛酸铝具有更低的成本和更低的合成温度，且制备的钛酸铝综合性能更好。

作为优选，所述压制的压力为95～130MPa，所述压制的压力优选为100～120MPa。本发明中，通过采用特定压制压力，达到坯体更致密，且不出现层裂的作用。

进一步优选，通过压制得到直径为50mm的柱状坯体。

进一步优选，所述煅烧的温度为1350～1500℃，所述高温煅烧的时间为1.5～4h，优选的，所述煅烧的温度为1400～1450℃，所述高温煅烧的时间为2～3h。

本发明中，在优选的压制压力及煅烧条件共同作用下，有利于得到更高体积密度和更低气孔率的钛酸铝。

作为优选，本发明提供的利用钛刚玉制备钛酸铝的方法，包括将所述钛刚玉粉、所述钛白粉、所述添加剂进行共磨，得到共磨粉；然后将所述共磨粉与所述结合剂混合，得到所述共混粉，优选所述共磨的时间为3～5min。

进一步优选，所述添加剂包括SiO₂粉、MgO粉、ZrO₂粉和SiC 粉；所述结合剂优选为糊精。

更优选的，按重量份计，所述钛酸铝由包括以下原料制备得到： 60～70份钛刚玉粉、25～35份钛白粉、4～10份添加剂、2～5份结合剂；优选的，包括63～67份钛刚玉粉、28～30份钛白粉、1～4份SiO₂、1～3 份MgO、1～3份ZrO₂、1～3份SiC、2～3份糊精。