本发明属于氧化钙材料技术领域。尤其涉及一种氧化钙颗粒及其制备方法。
背景技术
氧化钙制品是以氧化钙(方钙石)为主要矿物(cao为主要成分)制得的特种耐火材料。方钙石(cao)的真密度为3.75g/cm3，熔点为2570℃，属碱性耐火材料；氧化钙制品的莫氏硬度为6度，0～1700℃平均线膨胀系数为13.8×10-6/℃，1000℃的热导率为7.71w/(m·k)，930℃的电阻率为4.175×106ω·cm，1460℃的电阻率为91ω·cm。氧化钙制品具有高温性能好，抗碱性炉渣侵蚀强和可净化高温熔体等优点，在贵金属冶炼等冶金行业得到了广泛应用。
氧化钙熟料是氧化钙制品制备的主要原料，其性能和制造成本高低将直接影响到氧化钙制品的质量和价格。氧化钙熟料的制备方法包括烧结法和电熔法，烧结法是先将石灰石在1200～1300℃条件下煅烧，冷却后压制成块，再将块料于1700℃左右烧成，冷却后破碎成氧化钙颗粒料。电熔法是直接将大理石块在三相电弧中电熔制备氧化钙熟料，电熔前需将大理石破碎成颗粒料或成球，然后才能放入电炉中电熔。在烧结法中，也有人提出如下技术方案：先将石灰石轻烧，制得活性氧化钙，再将活性氧化钙消化(加水)制得氢氧化钙浆体，将浆体过滤、干燥后得到氢氧化钙坯体。然后加入各种添加剂和氢氧化钙坯体共磨，压制成坯，将得到的坯体于1600～1800℃条件下煅烧，制得氧化钙坯体，最后将氧化钙坯体破碎得到氧化钙颗粒。
可以看出，现有氧化钙颗粒的制备方法不仅成本高和能耗高，且工艺复杂。申请人及其团队曾率先提出造粒法制备氧化钙颗粒的方法(zl201610535065.5和zl201610535082.9)并应用于实践，取得了较好的效果，但上述两个专利技术主要是采用氢氧化钙作为原料，生产成本较高。
技术实现要素：
本发明旨在克服现有技术不足，目的是提供一种成本低的氧化钙颗粒的制备方法，用该方法制备的氧化钙颗粒使用温度高、高温性能稳定和抗水化性能好，可作为制备氧化钙陶瓷和耐火材料等高级材料的优选原料。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：先将20～95wt％的石灰石粉体和5～80wt％的氢氧化钙粉体混合，即得混合粉体；再将所述混合粉体和占所述混合粉体10～30wt％的水置于造粒设备的料桶中，启动造粒设备，在转子转速为每分钟500～2000转的条件下开始造粒，待料桶中的所述混合粉体全部转化成颗粒后，将颗粒取出；然后将所述颗粒置于加热炉中，在1500～1800℃条件下保温1～5小时，冷却，制得氧化钙颗粒。
所述氧化钙颗粒的粒径为0.1～8mm，氧化钙颗粒中cao含量≥95wt％。
所述石灰石粉体中caco3含量≥95wt％；粒径为1～300μm。
所述氢氧化钙粉体中ca(oh)2含量≥95wt％；粒径为1～300μm。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
1)本发明在制备过程中直接引入天然矿物石灰石为原料，成本低；直接对粉体造粒，热处理后即得氧化钙颗粒，生产工艺简单。
2)本发明采用的氢氧化钙分解温度较低，氢氧化钙分解时形成的气孔将成为石灰石分解过程中的co2的排气通道，不会因为大量的二氧化碳气体逸出而造成材料结构破坏，从而保证了所制备的氧化钙颗粒结构的完整性，使用温度高和高温性能稳定，提高了抗水化性能。
3)本发明制得的氧化钙颗粒无需破碎，可直接使用，避免了现有的再次破碎成粒工艺对材料抗水化性能带来的不利影响，抗水化性能好。
本发明制备的氧化钙颗粒经检测：粒径为0.1～8mm；cao含量≥95wt％；体积密度≥2.7g/cm3。
因此，本发明工艺简单和制备成本低，所制备的氧化钙颗粒具有使用温度高、高温性能稳定和抗水化性能好的特点，是制备氧化钙陶瓷和耐火材料等高级材料的优选原料。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
为避免重复，现将本具体实施方式所涉及的原料统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述石灰石粉体中caco3含量≥95wt％；粒径为1～300μm。
所述氢氧化钙粉体中ca(oh)2含量≥95wt％；粒径为1～300μm。
实施例1
一种氧化钙颗粒及其制备方法。本实施例所述制备方法是：先将20～40wt％的石灰石粉体和60～80wt％的氢氧化钙粉体混合，即得混合粉体；再将所述混合粉体和占所述混合粉体10～20wt％的水置于造粒设备的料桶中，启动造粒设备，在转子转速为每分钟500～1000转的条件下开始造粒；待料桶中的所述混合粉体全部转化成颗粒后，将颗粒取出；然后将所述颗粒置于加热炉中，在1700～1800℃条件下保温1～3小时。冷却，制得氧化钙颗粒。
所述氧化钙颗粒的粒径为0.1～4mm。
本实施例制备的氧化钙颗粒经检测：cao含量为95～97wt％，体积密度为2.9～3.2g/cm3。
实施例2
一种氧化钙颗粒及其制备方法。本实施例所述制备方法是：先将40～60wt％的石灰石粉体和40～60wt％的氢氧化钙粉体混合，即得混合粉体。再将所述混合粉体和占所述混合粉体20～30wt％的水置于造粒设备的料桶中，启动造粒设备，在转子转速为每分钟1000～1500转的条件下开始造粒；待料桶中的所述混合粉体全部转化成颗粒后，将颗粒取出；然后将所述颗粒置于加热炉中，在1600～1700℃条件下保温3～5小时，冷却，制得氧化钙颗粒。
所述氧化钙颗粒的粒径为2～6mm。
本实施例制备的氧化钙颗粒经检测：cao含量为96～97.5wt％，体积密度为2.8～3.1g/cm3。
实施例3
一种氧化钙颗粒及其制备方法。本实施例所述制备方法是：先将60～95wt％的石灰石粉体和5～40wt％的氢氧化钙粉体混合，即得混合粉体；再将所述混合粉体和占所述混合粉体20～30wt％的水置于造粒设备的料桶中，启动造粒设备，在转子转速为每分钟1500～2000转的条件下开始造粒，待料桶中的所述混合粉体全部转化成颗粒后，将颗粒取出；然后将所述颗粒置于加热炉中，在1500～1600℃条件下保温3～5小时，冷却，制得氧化钙颗粒。
所述氧化钙颗粒的粒径为4～8mm。
本实施例制备的氧化钙颗粒经检测：cao含量为96.5～98wt％，体积密度2.7～3.0g/cm3。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
1)成本较低，生产工艺简单；直接对粉体造粒，热处理后即得氧化钙颗粒；
2)氢氧化钙的分解温度较低，氢氧化钙分解时形成的气孔将成为石灰石分解过程中的co2的排气通道，不会因为大量的二氧化碳气体逸出而造成材料结果破坏。从而可以保证所制备的氧化钙颗粒结构的完整性，并提高其抗水化性能。
3)制得的氧化钙颗粒无需破碎，可直接使用，避免了传统再次破碎成粒工艺对材料抗水化性能带来的不利影响
本发明制备的氧化钙颗粒经检测：粒径为0.1～8mm；cao含量≥95wt％；体积密度≥2.7g/cm3。
本发明工艺简单和制备成本低，所制备的氧化钙颗粒具有使用温度高、高温性能稳定和抗水化性能好的特点，是制备氧化钙陶瓷和耐火材料等高级材料的优选原料。