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利用废弃莫来石-刚玉砖制备轻质耐火材料的方法

文章编辑:耐火材料 发表时间:2021-07-17 浏览次数:
本发明属于耐火材料技术范畴,详细触及一种应用废弃莫来石-刚玉砖制备莫来 石-钙长石轻质耐火材料的办法,本发明适用于废弃莫来石-刚玉质耐火材料的再生应用。
背景技术:
莫来石一刚玉质耐火材料作为窑具被普遍的加以使用,例如:匣钵、棚板、砖、陶瓷 辊棒,铁氧体资料和电子绝缘陶瓷烧成窑炉内衬、推板、承烧板等;市场对莫来石-刚玉砖用 量逐年添加;相应地,在实践运用进程中莫来石-刚玉砖发作开裂、破碎、粘连和变形等,造 成少量的废弃莫来石-刚玉砖,这些废砖除大批回收应用,少量被废弃堆存,由于运用后的 砖外表含有Zn、Mn、Ni、Cd等金属氧化物,雨水冲刷发作金属离子浸出而环境了净化。另一方 面,自然界中自然莫来石很少,需求人工低温分解,因而运用后莫来石-刚玉砖经过处置,进 行回收再应用,既可以节约资源,又能增加对环境的净化。
对废旧耐火材料回收应用制备刚玉和莫来石已呈现过报道。中国专利 CN201310478688.X地下了将废旧高铝砖破碎成细粉,经过制浆、枯燥造粒和压制成型;将压 制成型所得的坯料1570~1620℃烧结,保温8~12小时分解刚玉。中国专利 CN201310478542.5地下了将废旧粘土砖破碎成细粉,经过制浆、枯燥造粒和压制成型;将压 制成型所得的坯料1530~1560℃烧结,保温8~12小时制备分解莫来石。关于莫来石-钙长 石复合材料也有报道,中国专利CN201110433179.6地下一种应用石灰石、石英粉和γ-氧化 铝为原料制备钙长石-莫来石复相耐高温资料的办法。
创造内容:
本发明针对现有废弃莫来石-刚玉砖综合利用中存在的技术成绩,提供一种应用 废弃莫来石-刚玉砖制备轻质耐火材料的办法。
本发明所提供的一种应用废弃莫来石-刚玉砖制备轻质耐火材料的办法具体步骤 如下:
(1)废弃莫来石‐刚玉砖的遴选,采用人工铁锤敲击与金刚石刀具机械切割相结合 的办法肃清废弃莫来石‐刚玉砖外表的反响层。
(2)将肃清反响层后的废弃莫来石‐刚玉砖投入到颚式破碎机中停止破碎,对破碎 后的废弃莫来石‐刚玉砖用磁选机停止磁选,肃清废弃莫来石‐刚玉砖中夹带的含铁杂质, 失掉废弃莫来石‐刚玉砖颗粒物。
(3)将步骤(2)失掉的废弃莫来石‐刚玉砖颗粒物投入对辊机中停止破碎,筛分得 到粒径小于1mm以下的废弃莫来石‐刚玉砖颗粒物。
(4)对取得的小于1mm以下细颗粒料停止取样,应用X‐射线荧光光谱仪测定其中的 化学成分:Al 2O 3、SiO 2和Fe 2O 3。
(5)混合料的制备:
将步骤(3)失掉的粒径小于1mm以下的废弃莫来石‐刚玉砖颗粒物与碳酸钙、造孔 剂停止混合失掉混合料,所述粒径小于1mm以下的废弃莫来石‐刚玉砖颗粒物与碳酸钙及造 孔剂的质量比为:(10‐15):1:5,所述造孔剂为淀粉。
(6)浆料的制备:
将步骤(5)失掉的混合料与成型剂混合后装入球磨罐中,应用行星球磨机停止球 磨5‐10h制得浆料,所述行星球磨机的转速为550rpm。
所述成型剂为无机单体丙烯酰胺(AM)和N,N‐亚甲基双丙酰胺(MBAM)混合物的水 溶液,所述无机单体丙烯酰胺和N,N‐亚甲基双丙酰胺的混合物中无机单体丙烯酰胺与N,N‐ 亚甲基双丙酰胺的质量比为10:1,所述无机单体丙烯酰胺和N,N‐亚甲基双丙酰胺的混合物 与水配制成质量分数为5%的溶液,所述成型剂与所述混合料的体积比为3:10。
(7)在步骤(6)失掉的所述浆料中加入适量的引发剂过硫酸铵和催化剂四甲基乙 二胺,搅拌平均后注入钢模中,固化成型后脱模,脱模后坯体置于体积分数为80%的乙醇水 溶液中脱水5h,脱水后坯体置于干燥箱中在110℃下枯燥24h。
(8)将枯燥后的坯体置于低温炉中,在1300-1500℃下保温5-10h停止烧制,制得所 述轻质耐火材料。
本发明中废弃莫来石一刚玉质耐火材料的次要成分为Al 2O 3和SiO 2,是一种复相材 料,即Al 2O 3与SiO 2在低温下反响构成莫来石相(3Al 2O 3+2SiO 2=3Al 2O 3·2SiO2)后,Al 2O 3仍有 充裕,以刚玉相析出,基于此缘由,经过回收废弃莫来石一刚玉砖并加以处置,并向其中配 加CaO以及造孔剂,保存其中的莫来石主晶相,同时使CaO与SiO 2以及多余的Al 2O 3在低温下 反响生成钙长石,从而制备轻质耐火材料:莫来石-钙长石资料。本发明办法具有制备本钱 较低、工艺复杂以及降低了对环境的净化,制备的轻质耐火材料可普遍用作保温隔热材料。
附图阐明:
图1为施行例1制得的莫来石-钙长石轻质耐火材料的XRD图谱;
图2为施行例2制得的莫来石-钙长石轻质耐火材料的XRD图谱。
具体实施方式:
施行例1:从磁性材料行业回收废弃莫来石-刚玉推板砖,人工拣选后,采用人工铁 锤敲击和金刚石刀具机械切割相结合办法,肃清废砖外表与磁性材料反响层;肃清后的残 砖投入到颚式破碎机停止破碎,对破碎后物料经过磁选机停止磁选,肃清其中夹带的含铁 杂质;将磁选后失掉的残砖颗粒投入对辊机停止细破,筛分失掉粒径小于1mm以下细颗粒, 粒径大于等于1mm以上的颗粒前往对辊机中持续破碎;对取得的粒径小于1mm以下细颗粒料 停止取样,停止化学分析,应用X-射线荧光光谱仪测定其中的化学成分;详细成分为 Al 2O 388.20%,SiO 28.48%,Fe 2O 30.83%。将取得的粒径小于1mm的废砖细颗粒料与碳酸钙、 淀粉依照质量比为:15:1:5停止配料,失掉混合料。成型剂为无机单体丙烯酰胺(AM)和N,N- 亚甲基双丙酰胺(MBAM)的水溶液;AM和MBAM质量比为10:1,与水混合配制成质量分数为 5wt%的溶液;将混合料与成型剂依照体积比为10:3停止配料并装入球磨罐中,应用行星球 磨机停止球磨10h,转速为550rpm;球磨失掉的浆料中加入适量的引发剂过硫酸铵和催化剂 四甲基乙二胺,搅拌平均后注入钢模中,固化成型后脱模;脱模后坯体置于体积分数为80% 的乙醇水溶液中停止脱水,工夫为5h;脱水后试样置于干燥箱中在110℃下枯燥24h;将枯燥 后坯体置于低温炉中,在1400℃下停止烧制失掉制品,烧成保温工夫5h,制品的显气孔率为 50.5%,体积密度为1.23g/cm 3,图1为制品的X-射线衍射图谱,经剖析:莫来石和刚玉为主 晶相,钙长石为次晶相。
 
施行例2:从陶瓷行业回收废弃莫来石-刚玉匣钵,人工拣选后,采用人工铁锤敲击 和金刚石刀具机械切割相结合办法,肃清废砖外表与陶瓷反响层;肃清后的匣钵投入到颚 式破碎机停止破碎,对破碎后物料经过磁选机停止磁选,肃清其中夹带的含铁杂质;将磁选 后失掉的残砖颗粒投入对辊机停止细破,筛分失掉粒径小于1mm以下细颗粒,粒径大于等于 1mm以上的颗粒前往对辊机中持续破碎;对取得的粒径小于1mm以下细颗粒料停止取样,进 行化学分析,应用X-射线荧光光谱仪测定其中的化学成分;详细成分为Al 2O 378.65%, SiO 220.86%,Fe 2O 30.57%。将取得的粒径小于1mm以下的废砖细颗粒料与碳酸钙、淀粉依照 质量比为:10:1:5停止配料,失掉混合料。成型剂为无机单体丙烯酰胺(AM)和N,N-亚甲基双 丙酰胺(MBAM)的水溶液;AM和MBAM质量比为10:1,与水混合配制成质量分数为5wt%的溶 液;将混合料与成型剂依照体积比为10:3停止配料并装入球磨罐中,应用行星球磨机停止 球磨5h,转速为550rpm;球磨失掉的浆料中加入适量的引发剂过硫酸铵和催化剂四甲基乙 二胺,搅拌平均后注入钢模中,固化成型后脱模;脱模后坯体置于体积分数为80%的乙醇水 溶液中停止脱水,工夫为5h;脱水后试样置于干燥箱中在110℃下枯燥24h;将枯燥后坯体置 于低温炉中,在1300℃下停止烧制失掉制品,烧成保温工夫10h,制品的显气孔率为53.9%, 体积密度为1.12g/cm 3,图2为制品的X-射线衍射图谱,经剖析:莫来石为主晶相,钙长石和 刚玉为次晶相。
 
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