制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的方法和系统与流程

本发明属于耐火材料领域，具体而言，本发明涉及一种制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的方法和系统。

背景技术：

莫来石高硅氧玻璃是一种耐火度高、膨胀系数低、耐磨损、抗热震性优良的复相耐火材料，其主要化学成分为Al₂O₃及SiO₂，一般采用硅酸铝质耐火粘土与适当的添加剂(一般为低熔点碱金属氧化物如K₂O)烧结合成，耐火黏土烧结相主相为莫来石相与10-25％的方石英相，其中，方石英随温度变化产生晶型转变伴随有较大的体积效应，严重影响了耐火制品的使用寿命，而添加剂的作用为与方石英相反应生成玻璃相，形成一种莫来石-高硅氧复相耐火材料。高温下材料中的玻璃相转变为高粘度的液相，对高温性能有利，低温下由于高硅氧玻璃的热膨胀系数低，莫来石形成网络结构，有利于提高材料的热震稳定性。

当前生产莫来石高硅氧复相耐火材料的原料一般为铝矾土、红柱石、蓝晶石、高岭土或者纯Al₂O₃、SiO₂等有价原料，这些原料要生产成本较高，而生产成本严重制约着莫来石—高硅氧玻璃复相耐火材料业的发展。

因此，现有的制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的技术有待进一步改进。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的方法和系统，该方法可以实现莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的低成本高附加值合成及铝土矿尾矿与煤矸石的高效回收利用，具有巨大的经济效益和社会效益。

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

当前生产莫来石高硅氧复相耐火材料的原料一般为铝矾土、红柱石、蓝晶石、高岭土或者纯Al₂O₃、SiO₂等有价原料，这些原料导致生产成本较高。目前虽有少量利用零成本固废资源合成该材料的研究，但一般都需加入额外的有价原料以补充Al₂O₃或者SiO₂。我国有两种固废资源，分别为铝土矿尾矿及煤矸石，铝土矿尾矿产生于选矿—拜耳法工艺流程，每吨铝土矿原矿将产生约20-30％质量的铝土矿尾矿，而煤矸石产生于采煤和洗煤过程中，我国目前的煤矸石存量大于10亿吨，而每年仍将继续排放一亿吨以上。铝土矿尾矿与煤矸石目前均没有被大规模开发利用，其一般只是在矿坝中堆放，严重的污染了环境，制约采矿工业的健康可持续发展。铝土矿尾矿与煤矸石均含有大量的Al₂O₃与SiO₂，这两种原料适于生产莫来石-高硅氧复相耐火材料，但铝土矿尾矿中含有少量的氧化铁，煤矸石中含有少量的残炭，氧化铁杂质会使莫来石相在高温下过早出现玻璃相，从而降低其使用性能；碳杂质会造成高温下已经生成的莫来石相发生碳化还原反应而重新被分解，以这两种原料生产莫来石高硅氧复相耐火材料必须首先进行除杂，但目前尚无经济有效的除杂手段。本发明的发明人通过对两种原料进行积极研究探索，旨在解决现有技术中存在的除杂困难的问题，从而得到具有低成本且高性能的莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料。

为此，在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将铝土矿尾矿和煤矸石进行混合磨细，以便得到混合粉料；

(2)将所述混合粉料进行还原焙烧处理，以便使得所述煤矸石中的碳将所述铝土矿尾矿和所述煤矸石中的氧化铁转化为四氧化三铁，得到含有四氧化三铁和混合精矿的焙烧矿粉；

(3)将所述含有四氧化三铁和混合精矿的焙烧矿粉进行磁选处理，以便分离得到四氧化三铁和混合精矿；

(4)将所述混合精矿与粘结剂进行混合成型，以便得到混合球团；

(5)将所述混合球团进行烧结处理，以便得到莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料。

由此，根据本发明实施例的制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的方法通过将铝土尾矿和煤矸石混合磨细后进行还原焙烧，使得煤矸石中的杂质碳可以将铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁转化为四氧化三铁，然后经后续的磁选处理将其除去，即采用还原焙烧和磁选处理可以将煤矸石中的杂质碳与铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁除去，从而将所得混合精矿经后续烧结处理即可得到高性能的莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料，同时采用铝土尾矿和煤矸石作为制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的原料使用，不仅解决了两种固体资源铝土尾矿和煤矸石长期堆放占地、污染环境的难题，而且可以变废为宝，实现资源有效利用，另外，本申请的制备工艺中原料为废弃资源没有购买成本、原料化学活性高、成分均匀、除杂方法简单、成本低廉、合成温度低、合成制品主晶相为莫来石、没有其他杂质晶相等优点，并且制备过程中不需要额外的补加Al₂O₃与SiO₂，从而实现了莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的低成本高附加值合成及铝土矿尾矿与煤矸石的高效回收利用，具有巨大的经济效益和社会效益。

另外，根据本发明上述实施例的制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，将所述铝土矿尾矿和所述煤矸石按照质量比为0.4:0.7～1。由此，可以提高煤矸石和铝土矿尾矿中除杂效率，从而提高所得莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的性能。

在本发明的一些实施例中，其特征在于，在步骤(1)中，所述混合粉料中粒径小于74微米占90％以上。由此，可以显著提高原料活性。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述还原焙烧处理是在450～570摄氏度下进行30～90分钟。由此，可以进一步提高煤矸石和煤矸石中除杂效率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，将所述混合精矿与所述粘结剂按照质量比为100：0.5～2进行混合。

在本发明的一些实施例中，在步骤(5)，所述烧结处理是在1250～1450摄氏度下进行2～4小时。由此，可以进一步提高所得莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的性能。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的系统。根据本发明的实施例，该系统用于实施上述制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的方法。根据本发明的实施例，该系统包括：

混合磨细装置，所述混合磨细装置具有铝土矿尾矿入口、煤矸石入口和混合粉料出口；

还原焙烧装置，所述还原焙烧装置具有混合粉料入口和焙烧矿粉出口，所述混合粉料入口与所述混合粉料出口相连；

磁选装置，所述磁选装置具有焙烧矿粉入口、四氧化三铁出口和混合精矿出口，所述焙烧矿粉入口与所述焙烧矿粉出口相连；

混合成型装置，所述混合成型装置具有混合精矿入口、粘结剂入口和混合球团出口，所述混合精矿入口与所述混合精矿出口相连；

烧结装置，所述烧结装置具有混合球团入口和莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料出口，所述混合球团入口与所述混合球团出口相连。

由此，根据本发明实施例的制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的系统通过将铝土尾矿和煤矸石混合磨细后进行还原焙烧，使得煤矸石中的杂质碳可以将铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁转化为四氧化三铁，然后经后续的磁选处理将其除去，即采用还原焙烧和磁选处理可以将煤矸石中的杂质碳与铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁除去，从而将所得混合精矿经后续烧结处理即可得到高性能的莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料，同时采用铝土尾矿和煤矸石作为制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的原料使用，不仅解决了两种固体资源铝土尾矿和煤矸石长期堆放占地、污染环境的难题，而且可以变废为宝，实现资源有效利用，另外，本申请的制备工艺中原料为废弃资源没有购买成本、原料化学活性高、成分均匀、除杂方法简单、成本低廉、合成温度低、合成制品主晶相为莫来石、没有其他杂质晶相等优点，并且制备过程中不需要额外的补加Al₂O₃与SiO₂，从而实现了莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的低成本高附加值合成及铝土矿尾矿与煤矸石的高效回收利用，具有巨大的经济效益和社会效益。

在本发明的一些实施例中，所述烧结装置为硅钼棒高温炉。由此，可以进一步提高所得莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的性能。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的方法流程示意图；

图2是根据本发明一个实施例的制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的系统结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将铝土矿尾矿和煤矸石进行混合磨细，以便得到混合粉料；(2)将所述混合粉料进行还原焙烧处理，以便使得所述煤矸石中的碳将所述铝土矿尾矿和所述煤矸石中的氧化铁转化为四氧化三铁，得到含有四氧化三铁和混合精矿的焙烧矿粉；(3)将所述含有四氧化三铁和混合精矿的焙烧矿粉进行磁选处理，以便分离得到四氧化三铁和混合精矿；(4)将所述混合精矿与粘结剂进行混合成型，以便得到混合球团；(5)将所述混合球团进行烧结处理，以便得到莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料。发明人发现，通过将铝土尾矿和煤矸石混合磨细后进行还原焙烧，使得煤矸石中的杂质碳可以将铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁转化为四氧化三铁，然后经后续的磁选处理将其除去，即采用还原焙烧和磁选处理可以将煤矸石中的杂质碳与铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁除去，从而将所得混合精矿经后续烧结处理即可得到高性能的莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料，同时采用铝土尾矿和煤矸石作为制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的原料使用，不仅解决了两种固体资源铝土尾矿和煤矸石长期堆放占地、污染环境的难题，而且可以变废为宝，实现资源有效利用，另外，本申请的制备工艺中原料为废弃资源没有购买成本、原料化学活性高、成分均匀、除杂方法简单、成本低廉、合成温度低、合成制品主晶相为莫来石、没有其他杂质晶相等优点，并且制备过程中不需要额外的补加Al₂O₃与SiO₂，从而实现了莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的低成本高附加值合成及铝土矿尾矿与煤矸石的高效回收利用，具有巨大的经济效益和社会效益。

下面参考图1对本发明实施例的制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：

S100：将铝土矿尾矿和煤矸石进行混合磨细

根据本发明的实施例，将铝土矿尾矿和煤矸石进行混合磨细，从而得到混合粉料。由此，通过将铝土矿尾矿和煤矸石进行混合磨细，可以显著提高所得混合粉料的比表面积，从而提高其反应活性。

具体的，铝土矿尾矿产生于选矿—拜耳法工艺流程，其中铝土矿尾矿中Al₂O₃含量为40～60wt％左右，SiO₂含量为15～30wt％左右，Fe₂O₃含量为8～20wt％左右，K₂O含量为3％左右；煤矸石产生于采煤和洗煤过程中，其中SiO₂含量为45～65wt％左右，Al₂O₃含量为25～35wt％左右，K₂O含量为2～7wt％左右，Fe₂O₃含量为2～8wt％左右，C含量不高于20wt％。

根据本发明的一个实施例，铝土矿尾矿和煤矸石的混合比例并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，铝土矿尾矿和煤矸石可以按照质量比为0.4:0.7～1进行混合。

根据本发明的再一个实施例，混合粉料的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，混合粉料中粒径小于74微米占90％以上。

S200：将混合粉料进行还原焙烧处理

根据本发明的实施例，将上述得到的混合粉料进行还原焙烧处理，使得煤矸石中的碳将铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁转化为四氧化三铁(Fe₂O₃+C＝Fe₃O₄+CO₂)，从而可以得到含有四氧化三铁和混合精矿的焙烧矿粉。发明人发现，铝土矿尾矿与煤矸石均含有大量的Al₂O₃与SiO₂，这两种原料适于生产莫来石-高硅氧复相耐火材料，但铝土矿尾矿中含有少量的氧化铁，煤矸石中含有少量的残炭，氧化铁杂质会使莫来石相在高温下过早出现玻璃相，从而降低其使用性能；碳杂质会造成高温下已经生成的莫来石相发生碳化还原反应而重新被分解，以这两种原料生产莫来石高硅氧复相耐火材料必须首先进行除杂，而发明人通过大量实验研究意外发现，通过将铝土尾矿和煤矸石混合磨细后进行还原焙烧，使得煤矸石中的杂质碳可以将铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁转化为四氧化三铁，然后经后续的磁选处理将其除去，即采用还原焙烧和磁选处理可以将煤矸石中的杂质碳与铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁除去，从而将所得混合精矿经后续烧结处理即可得到高性能的莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料。

根据本发明的一个实施例，还原焙烧处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，还原焙烧处理可以在450～570摄氏度下进行30～90分钟。

S300：将含有四氧化三铁和混合精矿的焙烧矿粉进行磁选处理

根据本发明的实施例，将上述得到的含有四氧化三铁和混合精矿的焙烧矿粉进行磁选处理，从而可以分离得到四氧化三铁和混合精矿。由此，通过磁选处理可以除去由铝土矿尾矿和煤矸石中的杂质氧化铁与煤矸石中的杂质碳生成的磁性四氧化三铁，从而经后续烧结处理即可得到高性能的莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对磁选处理的条件进行选择。

S400：将混合精矿与粘结剂进行混合成型

根据本发明的实施例，将上述步骤得到的混合精矿与粘结剂进行混合成型，从而可以得到混合球团。由此，可以显著后续烧结效率。

根据本发明的一个实施例，混合精矿与粘结剂的混合比例并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，混合精矿与粘结剂可以按照质量比为100：0.5～2进行混合。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对粘结剂进行选择，例如可以选择聚乙烯醇作为粘结剂使用。

S500：将混合球团进行烧结处理

根据本发明的实施例，将上述所得混合球团进行烧结处理，从而可以得到莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料。具体的，该烧结处理可以在硅钼棒高温炉中进行。

根据本发明的一个实施例，烧结处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，烧结处理可以在1250～1450摄氏度下进行2～4小时。该步骤中，具体的，混合球团中的Al₂O₃与SiO₂发生反应生成莫来石晶相，而SiO₂与K₂O等其他杂质成分将形成玻璃相，从而合成了莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料。

根据本发明实施例的制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的方法通过将铝土尾矿和煤矸石混合磨细后进行还原焙烧，使得煤矸石中的杂质碳可以将铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁转化为四氧化三铁，然后经后续的磁选处理将其除去，即采用还原焙烧和磁选处理可以将煤矸石中的杂质碳与铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁除去，从而将所得混合精矿经后续烧结处理即可得到高性能的莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料，同时采用铝土尾矿和煤矸石作为制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的原料使用，不仅解决了两种固体资源铝土尾矿和煤矸石长期堆放占地、污染环境的难题，而且可以变废为宝，实现资源有效利用，另外，本申请的制备工艺中原料为废弃资源没有购买成本、原料化学活性高、成分均匀、除杂方法简单、成本低廉、合成温度低、合成制品主晶相为莫来石、没有其他杂质晶相等优点，并且制备过程中不需要额外的补加Al₂O₃与SiO₂，从而实现了莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的低成本高附加值合成及铝土矿尾矿与煤矸石的高效回收利用，具有巨大的经济效益和社会效益。

如上所述，根据本发明实施例的制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的方法可具有选自下列的优点至少之一：

根据本发明实施例的制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的方法完全采用固废资源铝土矿尾矿及煤矸石为合成原料，原料零成本。

根据本发明实施例的制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的方法针对两种固废中的Fe₂O₃及C杂质，采用混合—焙烧还原—磁选的方法有效除去了这两种杂质，除杂方法经济、简单、高效。

根据本发明实施例的制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的方法利用了两种固废矿物中既有的K₂O、Na₂O等作为将石英转化为高硅氧玻璃的转化剂，不需要添加额外的含钾、钠矿物如钾长石等。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的系统。根据本发明的实施例，该系统用于实施上述制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的方法。根据本发明的具体实施例，参考图2，该系统包括：混合磨细装置100、还原焙烧装置200、磁选装置300、混合成型装置400和烧结装置500。

根据本发明的实施例，混合磨细装置100具有铝土矿尾矿入口101、煤矸石入口102和混合粉料出口103，且适于将铝土矿尾矿和煤矸石进行混合磨细，从而得到混合粉料。由此，通过将铝土矿尾矿和煤矸石进行混合磨细，可以显著提高所得混合粉料的比表面积，从而提高其反应活性。

具体的，铝土矿尾矿产生于选矿—拜耳法工艺流程，其中铝土矿尾矿中Al₂O₃含量为40～60wt％左右，SiO₂含量为15～30wt％左右，Fe₂O₃含量为8～20wt％左右，K₂O含量为3％左右；煤矸石产生于采煤和洗煤过程中，其中SiO₂含量为45～65wt％左右，Al₂O₃含量为25～35wt％左右，K₂O含量为2～7wt％左右，Fe₂O₃含量为2～8wt％左右，C含量不高于20wt％。

根据本发明的一个实施例，铝土矿尾矿和煤矸石的混合比例并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，铝土矿尾矿和煤矸石可以按照质量比为0.4:0.7～1进行混合。

根据本发明的再一个实施例，混合粉料的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，混合粉料中粒径小于74微米占90％以上。

根据本发明的实施例，还原焙烧装置200具有混合粉料入口201和焙烧矿粉出口202，混合粉料入口201与混合粉料出口103相连，且适于将上述得到的混合粉料进行还原焙烧处理，使得煤矸石中的碳将铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁转化为四氧化三铁(Fe₂O₃+C＝Fe₃O₄+CO₂)，从而可以得到含有四氧化三铁和混合精矿的焙烧矿粉。发明人发现，铝土矿尾矿与煤矸石均含有大量的Al₂O₃与SiO₂，这两种原料适于生产莫来石-高硅氧复相耐火材料，但铝土矿尾矿中含有少量的氧化铁，煤矸石中含有少量的残炭，氧化铁杂质会使莫来石相在高温下过早出现玻璃相，从而降低其使用性能；碳杂质会造成高温下已经生成的莫来石相发生碳化还原反应而重新被分解，以这两种原料生产莫来石高硅氧复相耐火材料必须首先进行除杂，而发明人通过大量实验研究意外发现，通过将铝土尾矿和煤矸石混合磨细后进行还原焙烧，使得煤矸石中的杂质碳可以将铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁转化为四氧化三铁，然后经后续的磁选处理将其除去，即采用还原焙烧和磁选处理可以将煤矸石中的杂质碳与铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁除去，从而将所得混合精矿经后续烧结处理即可得到高性能的莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料。

根据本发明的一个实施例，还原焙烧处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，还原焙烧处理可以在450～570摄氏度下进行30～90分钟。

根据本发明的实施例，磁选装置300具有焙烧矿粉入口301、四氧化三铁出口302和混合精矿出口303，焙烧矿粉入口301与焙烧矿粉出口202相连，且适于将上述得到的含有四氧化三铁和混合精矿的焙烧矿粉进行磁选处理，从而可以分离得到四氧化三铁和混合精矿。由此，通过磁选处理可以除去由铝土矿尾矿和煤矸石中的杂质氧化铁与煤矸石中的杂质碳生成的磁性四氧化三铁，从而经后续烧结处理即可得到高性能的莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对磁选处理的条件进行选择。

根据本发明的实施例，混合成型装置400具有混合精矿入口401、粘结剂入口402和混合球团出口403，混合精矿入口401与混合精矿出口303相连，且适于将上述步骤得到的混合精矿与粘结剂进行混合成型，从而可以得到混合球团。由此，可以显著后续烧结效率。

根据本发明的一个实施例，混合精矿与粘结剂的混合比例并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，混合精矿与粘结剂可以按照质量比为100：0.5～2进行混合。

需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对粘结剂进行选择，例如可以选择聚乙烯醇作为粘结剂使用。

根据本发明的实施例，烧结装置500具有混合球团入口501和莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料出口502，混合球团入口501与混合球团出口403相连，且适于将上述所得混合球团进行烧结处理，从而可以得到莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料。具体的，该烧结装置可以为硅钼棒高温炉。

根据本发明的一个实施例，烧结处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，烧结处理可以在1250～1450摄氏度下进行2～4小时。该步骤中，具体的，混合球团中的Al₂O₃与SiO₂发生反应生成莫来石晶相，而SiO₂与K₂O等其他杂质成分将形成玻璃相，从而合成了莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料。

根据本发明实施例的制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的系统通过将铝土尾矿和煤矸石混合磨细后进行还原焙烧，使得煤矸石中的杂质碳可以将铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁转化为四氧化三铁，然后经后续的磁选处理将其除去，即采用还原焙烧和磁选处理可以将煤矸石中的杂质碳与铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁除去，从而将所得混合精矿经后续烧结处理即可得到高性能的莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料，同时采用铝土尾矿和煤矸石作为制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的原料使用，不仅解决了两种固体资源铝土尾矿和煤矸石长期堆放占地、污染环境的难题，而且可以变废为宝，实现资源有效利用，另外，本申请的制备工艺中原料为废弃资源没有购买成本、原料化学活性高、成分均匀、除杂方法简单、成本低廉、合成温度低、合成制品主晶相为莫来石、没有其他杂质晶相等优点，并且制备过程中不需要额外的补加Al₂O₃与SiO₂，从而实现了莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的低成本高附加值合成及铝土矿尾矿与煤矸石的高效回收利用，具有巨大的经济效益和社会效益。需要说明的是，上述针对制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的方法所描述的特征和优点同样适用于该制备莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料的系统，此处不再赘述。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

选用河南郑州铝土矿尾矿，其中，Al₂O₃含量46％，SiO₂含量23％，Fe₂O₃含量13％，K₂O含量3％，选用山西平朔煤矸石，SiO₂含量51％，Al₂O₃含量29％，Fe₂O₃含量4％，K₂O含量3％，C含量10％。

将铝土矿尾矿与煤矸石按质量比0.8:1进行混合，磨矿至粒度小于74微米的颗粒占总颗粒数的90％以上，得到混合粉料；将上述所得混合粉料在510℃左右焙烧40min，使煤矸石中的碳将铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁转化为四氧化三铁，得到含有四氧化三铁和混合精矿的焙烧矿粉；将所得焙烧矿粉在磁感应强度1T的磁场中进行磁选以除去其中的Fe₃O₄，得到Fe含量非常少的除铁后混合精矿；将混合精矿配加1％的粘结剂聚乙烯醇压模并成型，将成型后的混合球团首先进行干燥，再在高温炉中以10℃/min升温至1000℃，再以5℃/min升温至1400℃，烧结3个小时，得到莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料。

实施例2

选用贵州铝土矿尾矿，其中，Al₂O₃含量53％，SiO₂含量18％，Fe₂O₃含量6％，K₂O含量1.8％，选用山西平朔煤矸石，SiO₂含量51％，Al₂O₃含量29％，Fe₂O₃含量4％，K₂O含量3％，C含量10％。

将铝土矿尾矿与煤矸石按质量比0.7:1进行混合，磨矿至粒度小于74微米的颗粒占总颗粒数的90％以上，得到混合粉料；将上述所得混合粉料在510℃左右焙烧40min，使煤矸石中的碳将铝土矿尾矿和煤矸石中的氧化铁转化为四氧化三铁，得到含有四氧化三铁和混合精矿的焙烧矿粉；将所得焙烧矿粉在磁感应强度1T的磁场中进行磁选以除去其中的Fe₃O₄，得到Fe含量非常少的除铁后混合精矿；将混合精矿配加1％的粘结剂聚乙烯醇压模并成型，将成型后的混合球团首先进行干燥，再在高温炉中以10℃/min升温至1000℃，再以5℃/min升温至1400℃，烧结3个小时，得到莫来石高硅氧玻璃复相耐火材料。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。