本发明涉及一种轻型化耐火骨料的制备方法，属于耐火骨料制备技术领域。
背景技术：
熔化炉等在高温条件下使用的装置等的内部的温度非常高，若直接将热量辐射到外部，作业性、效率性会变得非常差，因此利用耐火物覆盖熔化炉的外部，以防止将内部的热量传递到外部。作为该耐火物的原料，采用耐火性的骨料作为主要成分。耐火骨料是决定耐火物的耐火性能和强度等的成分，从进一步谋求绝热性的提高、轻型化的观点出发，一直采用空心的耐火骨料。
该种空心的耐火骨料通常采用电熔法或烧结法制造，近年来，由纯度为99质量％以上的氧化铝构成的空心轻型陶瓷原料也在市面上销售，将该原料用作耐火物原料。但是，由氧化铝构成的空心陶瓷颗粒的材料本身的导热系数较高，因此在想要实现充分的低导热特性的情况下，需要减小空心颗粒的厚度，从而存在强度下降、颗粒容易裂开等问题。另外，由氧化锆构成的空心陶瓷颗粒通常粒度的大小不一，价格也高，堆密度也大，因此很少用作绝热材料，作为氧化锆组成的原料通常被用作耐火物等。该氧化锆的矿物是斜锆石，在1100℃左右的温度下转变，从而构造发生变化，因此在施加温度变动时，颗粒发生龟裂，作为结构体的强度下降，所以很难直接用作耐火物的构成颗粒。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对以氧化铝或氧化锆为主要原料制备的空心陶瓷耐火骨料强度低，易发生龟裂，很难直接应用于熔化炉外部的问题，本发明主要是将火山碎屑熔岩、云母粉碎后，与双氧水混合，得到预处理混合液，再将其与硅藻土、多晶莫来石纤维等物质混合均匀后，得到混合浆料，接着氧化铝晶须、氧化锆晶须、氧化镁晶须进行球磨混合后，与混合浆料混合，再加入硅酸铝、膨胀蛭石等物质混合，得到耐火浆料，最后将其进行煅烧、冷却、粉碎即可得到轻型化耐火骨料。本发明制备的轻型化耐火骨料强度较高，不易发生龟裂，且其耐火强度大。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）称取20～30g火山碎屑熔岩、5～10g云母，将其混合均匀后，置于粉碎机中进行粉碎并过筛，得到100～200目混合粉末，将混合粉末加入至烧杯中，再向烧杯中加入300～400mL质量浓度为30～32%双氧水溶液，将烧杯置于180～220W超声振荡仪中，超声振荡24～26h，得到预处理混合液；
（2）将上述得到的预处理混合液加入到10000～12000rpm搅拌机中，再依次加入5～10g硅藻土、10～20g多晶莫来石纤维、3～5g泡沫玻璃，高速搅拌10～20min，得到混合浆料；
（3）依次称取3～5g氧化铝晶须、3～5g氧化锆晶须、3～5g氧化镁晶须，加入到球磨机中，再加入100～200mL去离子水，使用锆球进行球磨2～3h，得到混合晶须料，将混合晶须料加入到上述混合浆料中，依次加入2～4g硅酸铝、2～3g膨胀蛭石、2～3g珍珠岩，高速搅拌20～30min，得到耐火浆料；
（4）将上述耐火浆料加入到对辊挤压机中挤压成厚度为0.3～0.5mm片状物，将片状物置于马弗炉中，在800～900℃下煅烧10～12h，再自然冷却至室温，将冷却后的耐火骨料粉碎，过筛，得到100～200目耐火骨料，即一种轻型化耐火骨料。
本发明制备的轻型化耐火骨料耐压强度达到650MPa以上，显气孔率为4.2～7.5％，体积密度为3.15g·cm-3，耐高温度达到1650℃以上。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的轻型化耐火骨料强度较高，耐压强度达到650MPa以上；
（2）本发明制备的轻型化耐火骨料耐高温度达到1650℃以上；
（3）本发明制备步骤简单，所需成本低。
具体实施方式
首先称取20～30g火山碎屑熔岩、5～10g云母，将其混合均匀后，置于粉碎机中进行粉碎并过筛，得到100～200目混合粉末，将混合粉末加入至烧杯中，再向烧杯中加入300～400mL质量浓度为30～32%双氧水溶液，将烧杯置于180～220W超声振荡仪中，超声振荡24～26h，得到预处理混合液；再将上述得到的预处理混合液加入到10000～12000rpm搅拌机中，再依次加入5～10g硅藻土、10～20g多晶莫来石纤维、3～5g泡沫玻璃，高速搅拌10～20min，得到混合浆料；接着依次称取3～5g氧化铝晶须、3～5g氧化锆晶须、3～5g氧化镁晶须，加入到球磨机中，再加入100～200mL去离子水，使用锆球进行球磨2～3h，得到混合晶须料，将混合晶须料加入到上述混合浆料中，依次加入2～4g硅酸铝、2～3g膨胀蛭石、2～3g珍珠岩，高速搅拌20～30min，得到耐火浆料；最后将上述耐火浆料加入到对辊挤压机中挤压成厚度为0.3～0.5mm片状物，将片状物置于马弗炉中，在800～900℃下煅烧10～12h，再自然冷却至室温，将冷却后的耐火骨料粉碎，过筛，得到100～200目耐火骨料，即一种轻型化耐火骨料。
实例1
首先称取30g火山碎屑熔岩、10g云母，将其混合均匀后，置于粉碎机中进行粉碎并过筛，得到200目混合粉末，将混合粉末加入至烧杯中，再向烧杯中加入400mL质量浓度为32%双氧水溶液，将烧杯置于220W超声振荡仪中，超声振荡26h，得到预处理混合液；再将上述得到的预处理混合液加入到12000rpm搅拌机中，再依次加入10g硅藻土、20g多晶莫来石纤维、5g泡沫玻璃，高速搅拌20min，得到混合浆料；接着依次称取5g氧化铝晶须、5g氧化锆晶须、5g氧化镁晶须，加入到球磨机中，再加入100～200mL去离子水，使用锆球进行球磨3h，得到混合晶须料，将混合晶须料加入到上述混合浆料中，依次加入4g硅酸铝、3g膨胀蛭石、3g珍珠岩，高速搅拌30min，得到耐火浆料；最后将上述耐火浆料加入到对辊挤压机中挤压成厚度为0.5mm片状物，将片状物置于马弗炉中，在900℃下煅烧12h，再自然冷却至室温，将冷却后的耐火骨料粉碎，过筛，得到200目耐火骨料，即一种轻型化耐火骨料。经检测，本发明制备的轻型化耐火骨料耐压强度达到652MPa，显气孔率为7.5％，体积密度为3.15g·cm-3，耐高温度达到1655℃。
实例2
首先称取20g火山碎屑熔岩、5g云母，将其混合均匀后，置于粉碎机中进行粉碎并过筛，得到100目混合粉末，将混合粉末加入至烧杯中，再向烧杯中加入300mL质量浓度为30%双氧水溶液，将烧杯置于180W超声振荡仪中，超声振荡24h，得到预处理混合液；再将上述得到的预处理混合液加入到10000rpm搅拌机中，再依次加入5g硅藻土、10g多晶莫来石纤维、5g泡沫玻璃，高速搅拌20min，得到混合浆料；接着依次称取5g氧化铝晶须、5g氧化锆晶须、5g氧化镁晶须，加入到球磨机中，再加入200mL去离子水，使用锆球进行球磨3h，得到混合晶须料，将混合晶须料加入到上述混合浆料中，依次加入4g硅酸铝、3g膨胀蛭石、3g珍珠岩，高速搅拌30min，得到耐火浆料；最后将上述耐火浆料加入到对辊挤压机中挤压成厚度为0.5mm片状物，将片状物置于马弗炉中，在900℃下煅烧12h，再自然冷却至室温，将冷却后的耐火骨料粉碎，过筛，得到200目耐火骨料，即一种轻型化耐火骨料。经检测，本发明制备的轻型化耐火骨料耐压强度达到660MPa以上，显气孔率为5.2％，体积密度为3.15g·cm-3，耐高温度达到1660℃。
实例3
首先称取25g火山碎屑熔岩、7g云母，将其混合均匀后，置于粉碎机中进行粉碎并过筛，得到150目混合粉末，将混合粉末加入至烧杯中，再向烧杯中加入350mL质量浓度为31%双氧水溶液，将烧杯置于190W超声振荡仪中，超声振荡25h，得到预处理混合液；再将上述得到的预处理混合液加入到11000rpm搅拌机中，再依次加入7g硅藻土、15g多晶莫来石纤维、4g泡沫玻璃，高速搅拌15min，得到混合浆料；接着依次称取4g氧化铝晶须、4g氧化锆晶须、4g氧化镁晶须，加入到球磨机中，再加入150mL去离子水，使用锆球进行球磨3h，得到混合晶须料，将混合晶须料加入到上述混合浆料中，依次加入3g硅酸铝、3g膨胀蛭石、2g珍珠岩，高速搅拌25min，得到耐火浆料；最后将上述耐火浆料加入到对辊挤压机中挤压成厚度为0.4mm片状物，将片状物置于马弗炉中，在850℃下煅烧11h，再自然冷却至室温，将冷却后的耐火骨料粉碎，过筛，得到120目耐火骨料，即一种轻型化耐火骨料。经检测，本发明制备的轻型化耐火骨料耐压强度达到657MPa以上，显气孔率为5.2％，体积密度为3.15g·cm-3，耐高温度达到1654℃。