本發(fā)明涉及耐火材料的合成領(lǐng)域，具體涉及一種致密鋯英石磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
：普通的鋯英石磚一般采用鋯英砂生產(chǎn)，通過將鋯英砂磨成微粉后成型，再燒結(jié)后加工為成品。而一些純度要求較高的鋯英石質(zhì)磚材，也只是采用精選鋯英砂，并通過酸洗、煅燒等一些方法除雜后作為原料來生產(chǎn)。但是現(xiàn)有的鋯英石質(zhì)磚材依然不能滿足一些特殊玻璃的要求。隨著玻璃材料的發(fā)展，特殊的玻璃要求越來越高，舊有的一些鋯英石材料已經(jīng)開始跟不上發(fā)展，其含銅或鐵含量都嚴(yán)重超標(biāo)，雜質(zhì)過多不能適應(yīng)特殊玻璃的要求。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種致密鋯英石磚及其制備方法。本發(fā)明的一種致密鋯英石磚，按照重量比包括以下組分：31％-33％的石英微粉、65％-68％的氧化鋯微粉、0-0.5％有機(jī)結(jié)合劑和添加劑余量，各組分所取數(shù)量之和等于100％，所述石英微粉的平均粒徑D50≤10μm，氧化鋯微粉的平均粒徑D50≤10μm。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述添加劑包括氧化鈦、氧化釔、氧化鑭、氧化鈰、硅溶膠或水玻璃。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述添加劑包括0-1.0％的氧化鈦、0-0.3％的氧化釔、氧化鑭或氧化鈰、0-1.5％的硅溶膠或0-1.5％的水玻璃，添加劑還包括0-0.3％的減水劑。本發(fā)明的致密鋯英石磚的制備方法，包括以下步驟：S1：將采購的高純度石英砂和高純度氧化鋯分別進(jìn)行煅燒，得到煅燒石英砂和煅燒氧化鋯，所述高純度石英砂中SiO2的含量≥99.5％，高純度氧化鋯中ZrO2的含量≥99.5％。S2：將煅燒石英砂和煅燒氧化鋯分別通過球磨粉碎得到石英泥漿和氧化鋯泥漿。S3：將石英泥漿和氧化鋯泥漿分別通過烘干，得到對應(yīng)的烘干料，再將烘干料分別打粉；打粉后分別過篩，得到石英微粉和氧化鋯微粉。S4：按照配方比例要求取石英微粉、氧化鋯微粉、有機(jī)結(jié)合劑和添加劑，進(jìn)行混磨，得到混合泥漿。S5:將上述混合泥漿進(jìn)行烘干，得到烘干料并打粉，打粉后過篩，得到高純合成鋯英石原料。S6：將上述高純合成鋯英石原料進(jìn)行高溫煅燒，得到高純合成鋯英石煅燒料。S7：將高純合成鋯英石煅燒料進(jìn)行球磨粉碎、烘干，得到烘干料并打粉處理，得到合成高純鋯英石微粉。S8：將上述合成高純鋯英石微粉靜壓成型得到致密鋯英石磚生胚。S9：將上述致密鋯英石磚生胚進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，得到半成品磚。S10:將上述半成品磚進(jìn)行冷加工，得到致密鋯英石磚成品。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S1中煅燒溫度為1360-1400℃。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S6中煅燒溫度為1350℃-1650℃，煅燒的保溫時間不少于9h；所述步驟S9中高溫?zé)Y(jié)的溫度為1580℃-1680℃，煅燒的保溫時間不少于12h。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述石英微粉的平均粒徑D50≤10μm，氧化鋯微粉的平均粒徑D50≤10μm。步驟S7中，合成高純鋯英石微粉的平均粒徑D50≤8μm，球磨粉碎時需加入≤0.3％的氧化鑭、氧化釔或氧化鈰，加入0.2％的結(jié)合劑，加入≤0.2％的減水劑。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S3、S5和S7的烘干料的水分≤0.4％，步驟S3、S5和S7打粉后需要過30目篩。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S7開始前需要對高純合成鋯英石煅燒料進(jìn)行物相檢測，ZrSiO4的物相含量≥90％視為合格，可以進(jìn)行步驟S7,否則進(jìn)行重?zé)幚?；步驟S10的致密鋯英石磚成品需要進(jìn)行物相檢測，ZrSiO4物相含量≥95％，視為合格；所述物相檢測為采用X射線衍射儀進(jìn)行定量檢測。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：本發(fā)明通過采用高純度的SiO2、ZrO2合成為高純度鋯英石，即ZrO2+SiO2→ZrSiO4，配合本發(fā)明的制備方法得到高質(zhì)量的、穩(wěn)定的、高純度的且雜質(zhì)含量少的合成鋯英石磚，從而為特殊的玻璃提供了良好的窯爐材料，本發(fā)明的鋯英石磚內(nèi)銅含量Cu≤10ppm，鐵含量Fe≤200ppm，通過本發(fā)明的生產(chǎn)配方及方法制備的鋯英石磚，其雜質(zhì)Fe、Cu、Ni或Cr含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的鋯英石磚，以本發(fā)明的致密鋯英石磚砌筑窯爐，能夠使使用本發(fā)明生產(chǎn)的特殊玻璃的器材的增益性能進(jìn)一步提高。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋說明。實施例1一種致密鋯英石磚，按照重量比包括以下組分：其中，石英微粉的平均粒徑D50＝6.81μm，氧化鋯微粉的平均粒徑D50＝6.50μm，添加劑包括氧化鈦、氧化釔、氧化鑭、氧化鈰、硅溶膠或水玻璃，添加劑還包括減水劑。上述致密鋯英石磚的制備方法，包括以下步驟：S1：將采購的高純度石英砂和高純度氧化鋯分別進(jìn)行煅燒，得到煅燒石英砂和煅燒氧化鋯，所述高純度石英砂中SiO2的含量≥99.5％，高純度氧化鋯中ZrO2的含量≥99.5％。S2：將煅燒石英砂和煅燒氧化鋯分別通過球磨粉碎得到石英泥漿和氧化鋯泥漿。S3：將石英泥漿和氧化鋯泥漿分別通過微波烘干，得到對應(yīng)的烘干料，再將烘干料分別打粉；打粉后分別過篩，得到石英微粉和氧化鋯微粉。S4：按照配方比例要求取石英微粉、氧化鋯微粉、有機(jī)結(jié)合劑和添加劑，進(jìn)行混磨，得到混合泥漿。S5:將上述混合泥漿進(jìn)行烘干，得到烘干料，將其打粉，打粉后過篩，得到高純合成鋯英石原料。S6：將上述高純合成鋯英石原料進(jìn)行高溫煅燒，得到高純合成鋯英石煅燒料。將高純合成鋯英石煅燒料采用X射線衍射儀進(jìn)行定量檢測，ZrSiO4的物相含量≥90％視為合格，可以進(jìn)行步驟S7，否則進(jìn)行重?zé)幚?。S7：將高純合成鋯英石煅燒料進(jìn)行球磨粉碎、烘干，得到烘干料并打粉處理，得到合成高純鋯英石微粉。合成高純鋯英石微粉的平均粒徑D50≤8μm，球磨粉碎時需加入≤0.3％的氧化鑭、氧化釔或氧化鈰，加入0.2％的結(jié)合劑，≤0.2％的減水劑三聚磷酸鈉。S8：將上述合成高純鋯英石微粉靜壓成型得到致密鋯英石磚生胚。S9：將上述致密鋯英石磚生胚進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，得到半成品磚。S10:將上述半成品磚進(jìn)行冷加工，得到致密鋯英石磚成品，將上述致密鋯英石磚成品采用X射線衍射儀進(jìn)行定量檢測，ZrSiO4物相含量≥95％，視為合格品。其中，步驟S1中煅燒溫度為1360-1400℃。步驟S6中煅燒溫度為1350℃-1650℃，煅燒的保溫時間不少于9h；步驟S9中高溫?zé)Y(jié)的溫度為1580℃-1680℃，煅燒的保溫時間不少于12h。步驟S3、S5和S7的烘干料的水分≤0.4％，步驟S3、S5和S7打粉后需要過30目篩。實施例2一種致密鋯英石磚，按照重量比包括以下組分：其中，石英微粉的平均粒徑D50＝5.50μm，氧化鋯微粉的平均粒徑D50＝4.23μm，添加劑包括氧化鈦、氧化釔、氧化鑭、氧化鈰、硅溶膠或水玻璃，添加劑還包括減水劑。上述致密鋯英石磚的制備方法，與實施例1一致。其中，步驟S1中煅燒溫度為1360-1400℃。步驟S6中煅燒溫度為1350℃-1650℃，煅燒的保溫時間不少于9h；步驟S9中高溫?zé)Y(jié)的溫度為1580℃-1680℃，煅燒的保溫時間不少于12h。步驟S3、S5和S7的烘干料的水分≤0.4％，步驟S3、S5和S7打粉后需要過30目篩。實施例3一種致密鋯英石磚，按照重量比包括以下組分：其中，石英微粉的平均粒徑D50＝5.20μm，氧化鋯微粉的平均粒徑D50＝4.10μm，添加劑包括氧化鈦、氧化釔、氧化鑭、氧化鈰、硅溶膠或水玻璃，添加劑還包括減水劑。上述致密鋯英石磚的制備方法，與實施例1一致。其中，步驟S1中煅燒溫度為1360-1400℃。步驟S6中煅燒溫度為1350℃-1650℃，煅燒的保溫時間不少于9h；步驟S9中高溫?zé)Y(jié)的溫度為1580℃-1680℃，煅燒的保溫時間不少于12h。步驟S3、S5和S7的烘干料的水分≤0.4％，步驟S3、S5和S7打粉后需要過30目篩。實施例4一種致密鋯英石磚，按照重量比包括以下組分：其中，石英微粉的平均粒徑D50＝7.2μm，氧化鋯微粉的平均粒徑D50＝6.8μm，添加劑包括氧化鈦、氧化釔、氧化鑭、氧化鈰、硅溶膠或水玻璃，添加劑還包括減水劑。上述致密鋯英石磚的制備方法，與實施例1一致。實施例5一種致密鋯英石磚，按照重量比包括以下組分：其中，石英微粉的平均粒徑D50＝8μm，氧化鋯微粉的平均粒徑D50＝7.2μm，添加劑包括氧化鈦、氧化釔、氧化鑭、氧化鈰、硅溶膠或水玻璃，添加劑還包括減水劑。上述致密鋯英石磚的制備方法，與實施例1一致。實施例6一種致密鋯英石磚，按照重量比包括以下組分：其中，石英微粉的平均粒徑D50＝9μm，氧化鋯微粉的平均粒徑D50＝8.8μm，添加劑包括氧化鈦、氧化釔、氧化鑭、氧化鈰、硅溶膠或水玻璃，添加劑還包括減水劑。上述致密鋯英石磚的制備方法，與實施例1一致。實施例7對實施例1-6得到的致密鋯英石磚進(jìn)行雜質(zhì)檢測，其含Cu≤10ppm，含F(xiàn)e≤200ppm，對實施例1-6所得到的致密鋯英石磚進(jìn)行測得到以下數(shù)據(jù)：檢測顯氣孔率≤5％，體積密度為體積密度≥4.20g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度≥200Mpa。實施例1-6的步驟S6中，當(dāng)溫度從1350℃升至1650℃時對高純度鋯英石ZrSiO4的物相含量采用X射線衍射儀進(jìn)行定量檢測，得到下表：溫度實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5實施例61350℃25.19％25.43％8.74％13.35％10.72％22.43％1400℃32.85％40.13％27.72％31.48％26.60％49.40％1450℃40.43％59.14％47.89％44.94％47.16％61.40％1500℃49.76％67.65％62.37％61.26％59.05％73.62％1550℃53.46％77.26％74.41％66.85％71.14％80.66％1580℃80.00％77.45％76.85％71.92％71.24％83.49％1600℃82.55％80.10％86.07％80.71％84.41％83.66％1620℃86.93％87.63％90.71％89.38％90.63％85.18％1650℃85.48％88.61％91.05％90.34％92.36％87.05％上表中的高純度鋯英石ZrSiO4的物相含量非最終煅燒保溫之后的數(shù)據(jù)。根據(jù)上表可知高純度鋯英石ZrSiO4的物相含量在溫度從1350℃到1620℃時明顯增加，但是達(dá)到到一定的溫度后，就合成度基本穩(wěn)定。實施例1的配方到一定溫度后合成度會小幅度的下降，但其不會影響最終的高純度鋯英石ZrSiO4的物相含量。通過上表可知合成硅酸鋯煅燒料的溫度的最佳范圍為1580℃～1650℃。上述內(nèi)容為本發(fā)明的示例及說明，但不意味著本發(fā)明可取得的優(yōu)點受此限制，凡是本發(fā)明實踐過程中可能對結(jié)構(gòu)的簡單變換、和/或一些實施方式中實現(xiàn)的優(yōu)點的其中一個或多個均在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3