專利名稱：一種用藍晶石制備莫來石均質料的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無機非金屬材料技術領域，具體是涉及一種用天然藍晶石礦合成制備莫來石均質料的其制備方法。
背景技術：
藍晶石(Kyanite)屬鋁硅系礦物，其化學式為=Al2O3—SiO2,它具有在高溫下不可逆轉變?yōu)槟獊硎蚐^2、并伴隨有較大體積膨脹的特性。藍晶石的應用主要是在鋁硅系(包括粘土質、高鋁質、莫來石質以及剛玉質)耐火材料的基質中加入少量藍晶石(<ιο%)作為膨脹劑來改善耐火材料的性能；在輕質耐火材料中加入少量藍晶石12%)以增加制品中莫來石相的含量。在耐火材料中加入藍晶石后，因其在高溫下的莫來石化反應可以形成很好的高溫物相構成的網(wǎng)絡結構，從而顯著提高耐火材料的高溫性能，如高溫體積穩(wěn)定性(減少收縮裂紋)、高溫蠕變性、熱震穩(wěn)定性、荷重軟化溫度等。然而，在我國目前藍晶石礦的利用僅限于精礦(Al2O3彡55%)，而占總儲量90%以上的中低品位藍晶石礦閑置，尚未綜合利用。莫來石為鋁硅酸鹽礦物，是Al2O3- SiO2 二元系中唯一穩(wěn)定的化合物，屬高級耐火材料，已在高溫工業(yè)中廣泛應用。工業(yè)用莫來石主要采用燒結法和電熔法制備，使用的原料主要有鋁礬土、粘土、工業(yè)氧化鋁、煤矸石、高純石英砂、粉煤灰等，用它們中的一種或幾種來合成制備莫來石，當制備Al2O3含量為> 60%的莫來石時其燒結溫度通常在1650 1700°C。而采用藍晶石為起始原料來制備的莫來石，不僅其莫來石相的含量高、晶體形狀好、組成與結構均勻、產(chǎn)物的高溫性能更好，而且可使大量閑置的中低品位藍晶石礦得到利用，大幅度提高資源的利用率。目前尚未檢索到用藍晶石礦(特別是中低品位藍晶石礦)作原料、加入本發(fā)明所用助燒結劑來制備莫來石方面的文獻與發(fā)明專利。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的是用天然藍晶石礦做原料，研制一種莫來石相含量高、晶體形狀好、化學組成和顯微結構均勻、高溫性能好的莫來石的制備方法。本發(fā)明的特點在于用天然藍晶石礦作原料，部分加入鋁礬土和/或工業(yè)氧化鋁和微量助燒結劑，采用濕法或干法共磨、混合均勻，經(jīng)成型、干燥、燒結制得本發(fā)明產(chǎn)品。本發(fā)明的用藍晶石制備莫來石均質料的制備方法包括下述步驟
a、按重量百分比取=Al2O3含量彡40%的藍晶石60 90%、Al2O3含量彡85%的高鋁礬土 0 40%、Al2O3含量彡98%的工業(yè)氧化鋁0 40%，以及上述原料重量百分比之和的作為燒結劑的稀土氧化物(Tl. 5%、純度彡98. 5%的MgO (Tl. 5% ；所述的稀土氧化物為CeO2、La2O3或^O3 中的任意一種；
b、采用濕法或干法共磨混合，粒度均為<0. 074mm，用半干法機壓或濕法擠壓成塊狀坯體，烘干至水分< 1.0%;C、將烘干后的坯體置于溫度為146(T160(TC的條件下焙燒，保溫壙16小時，然后冷卻至室溫即可制得Al2O3含量45 70%%，體積密度2. 3 2. 8g/cm3的產(chǎn)物。本發(fā)明制備的莫來石均質料Al2O3含量為45 70%，其主晶相為莫來石(相對含量為 60 95%。本發(fā)明的有益效果如下
1、所用藍晶石礦來源豐富，特別是閑置的中低品位藍晶石礦的利用，大幅度提高了資源的利用率；
2、利用藍晶石轉化為莫來石相的特點，本發(fā)明制備的產(chǎn)品莫來石相含量高、晶體形狀好、組成與結構均勻、產(chǎn)物的高溫性能好；
3、制作工藝簡單，燒成溫度相對較低，節(jié)能，適宜大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施例方式本發(fā)明以下將結合實施例作進一步描述，但并不限制本發(fā)明。本發(fā)明的用藍晶石制備莫來石均質料的制備方法包括下述步驟
a、按重量百分比取=Al2O3含量彡0%的藍晶石6(T90%、Al2O3含量彡85%的高鋁礬土 0 40%、Al2O3含量彡98%的工業(yè)氧化鋁0 40%，以及上述原料重量百分比之和的作為燒結劑的稀土氧化物(Tl. 5%、純度彡98. 5%的MgO (Tl. 5% ；所述的稀土氧化物為CeO2、La2O3或^O3 中的任意一種；
b、采用濕法或干法共磨混合，粒度均為<0. 074mm，用半干法機壓或濕法擠壓成塊狀坯體，烘干至水分< 1.0%;
C、將烘干后的坯體置于溫度為146(T160(TC的條件下焙燒，保溫壙16小時，然后冷卻至室溫即可制得Al2O3含量45 70%，體積密度2. 3 2. 8g/cm3的產(chǎn)物。本發(fā)明制備的莫來石均質料Al2O3含量為45 70%，其主晶相為莫來石(相對含量為 60 95%)。實施例1
按重量百分比取Al2O3含量為46%、粒度<0. 074mm的藍晶石10096，，在濕式球磨機內混合均勻，經(jīng)壓濾脫水、真空擠泥制得泥坯，干燥后入窯，在1470°C保溫8小時，冷卻至室溫即得到產(chǎn)物。實施例2:
按重量百分比取Al2O3含量為53%、粒度<0. 074mm的藍晶石100%，干混均勻，加水6% (或紙漿廢液8%)，機壓成坯，干燥后入窯，在1500°C保溫10小時，冷卻至室溫即得到產(chǎn)物。實施例3:
按重量百分比取Al2O3含量為56%、粒度<0. 074mm的藍晶石100%,加入0. 4%的CeO2, 在濕式球磨機內混合均勻，經(jīng)壓濾脫水、真空擠泥制得泥坯，干燥后入窯，在1550°C保溫8 小時，冷卻至室溫即得到產(chǎn)物。實施例4:
按重量百分比取=Al2O3含量45%的藍晶石70%、A1203含量> 85%的高鋁礬土 30%，粒度均為< 0. 074mm,加入0. 5%的^O3和0. 6%的MgO，在濕式球磨機內混合均勻，經(jīng)壓濾脫水、 真空擠泥制得泥坯，干燥后入窯，在1540°C保溫8小時，冷卻至室溫即得到產(chǎn)物。
實施例5:
按重量百分比取=Al2O3含量55%的藍晶石70%、A1203含量彡88%的高鋁礬土 20%，工業(yè)氧化鋁10%，粒度均為< 0. 074mm,加入1. 0%的Lei2O3和0. 8%的MgO，在濕式球磨機內混合均勻，經(jīng)壓濾脫水、真空擠泥制得泥坯，干燥后入窯，在1580°C保溫16小時，冷卻至室溫即得到產(chǎn)物。實施例6:
按重量百分比取=Al2O3含量56%的藍晶石65%、工業(yè)氧化鋁35%，粒度均為< 0. 074mm, 加入1. 3%的( 和1. 3%的MgO，在濕式球磨機內混合均勻，經(jīng)壓濾脫水、真空擠泥制得泥坯，干燥后入窯，在1600°C保溫14小時，冷卻至室溫即得到產(chǎn)物。
權利要求
1. 一種用藍晶石制備莫來石均質料的制備方法，其特征在于所述制備方法包括下述步驟a、按重量百分比取=Al2O3含量彡40%的藍晶石6(Tl00%、Al2O3含量彡85%的高鋁礬土 0 40%、Al2O3含量彡98%的工業(yè)氧化鋁0 40%，以及上述原料重量百分比之和的作為燒結劑的稀土氧化物(Tl. 5%、純度彡98. 5%的MgO (Tl. 5% ；所述的稀土氧化物為CeO2、La2O3或^O3 中的任意一種；b、采用濕法或干法共磨混合，粒度均為<0. 074mm，用半干法機壓或濕法擠壓成塊狀坯體，烘干至水分< 1.0%;C、將烘干后的坯體置于溫度為146(T160(TC的條件下焙燒，保溫壙16小時，然后冷卻至室溫即可制得Al2O3含量45 70%%，體積密度2. 3^2. 8g/cm3的產(chǎn)物。
全文摘要
一種用藍晶石制備莫來石均質料的制備方法，其特征在于所述制備方法包括下述步驟a、按重量百分比取Al2O3含量≥40%的藍晶石60~100%、Al2O3含量≥85%的高鋁礬土0~40%、Al2O3含量≥98%的工業(yè)氧化鋁0~40%，以及上述原料重量百分比之和的作為燒結劑的稀土氧化物0~1.5%、純度≥98.5%的MgO0~1.5%；所述的稀土氧化物為CeO2、La2O3或Y2O3中的任意一種；b、采用濕法或干法共磨混合，粒度均為＜0.074mm，用半干法機壓或濕法擠壓成塊狀坯體，烘干至水分＜1.0%；c、將烘干后的坯體置于溫度為1460~1600℃的條件下焙燒，保溫8~16小時，然后冷卻至室溫即可制得Al2O3含量45~70%%，體積密度2.3~2.8g/cm3的產(chǎn)物。
文檔編號C04B35/622GK102351522SQ20111019804
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權日2011年7月15日
發(fā)明者葉方保, 孫高揚, 楊敬梅, 楊文偉, 牛慶林, 鐘香崇, 雷霞 申請人:南陽市開元藍晶石礦, 鄭州大學