专利名称：一种利用废弃物制备莫来石骨料的方法
技术领域：
本发明涉及利用废料合成高温陶瓷材料的技术领域，特别是利用废弃 物制备莫来石骨料的方法。
背景技术：
莫来石(3A1203 2Si02)为铝的铝氧酸盐矿物，是Al203-Si02体系在常 压下唯一稳定存在的晶态化合物，具有耐火度高，抗热震性、抗化学侵蚀 性、抗蠕变性能好，荷重软化温度高，体积稳定性好，电绝缘性强等，是 理想的高级耐火材料，被广泛用于冶金、玻璃、陶瓷、化学、电力、国防、 燃气和水泥等工业(陈冬，陈南春.莫来石的研究进展[J].矿产与地质， 2004 (2): 18-22)。
自然界中天然莫来石矿物很少，工业用莫来石主要为人工合成。目前， 合成工业用莫来石的方法主要有电熔法和烧结法(申小清.超细莫来石粉 体的制备研究[D].郑州大学硕士学位论文，2002: 4-6)。电熔法是将混 合后的原料在电弧中熔融而成，缺点是耗电量大、对合成条件要求苛刻； 烧结法按所用原料性质的不同分为无机硅铝凝胶法、有机硅铝凝胶法和矿 物相变法(卫晓辉，孙加林，孙庚辰.莫来石的低温合成[J].耐火材料， 2008， 42 (3): 229-231)。其中，无机硅铝凝胶法和有机硅铝凝胶法是分 别采用无机和有机原料按一定的化学组成制成硅铝胶体，然后在高温下煅 烧而成，其缺点是能耗较高，而且有机凝胶法中使用的有机原料价格昂贵。 矿物相变法是将高铝矶土、高岭土、叶腊石等天然矿物置于窑中高温煅烧 而成，该方法的缺点是能耗高，同时由于其矿物组成与莫来石组成之间存在较大的差异，造成莫来石转化率不高，浪费资源。 发明内容本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种利用陶瓷厂 废泥、废弃的粉煤灰和工业氧化铝烧结制备莫来石骨料的方法。此方法不 仅原料来源广泛、生产成本低、能耗小，而且变废为宝，所合成莫来石的 氧化铝含量高，结晶性能好，能产生显著的经济与环境效益。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是1) 将粉煤灰放入球磨机中干磨，然后过120目筛，将过筛后的粉煤 灰采用永久磁铁除铁次，再采用电磁除铁，使粉煤灰中FeA的含量低于0. 5%;2) 取陶瓷厂废泥、经除铁处理后的粉煤灰和工业氧化铝以废泥粉 煤灰工业氧化铝=1: (1 3): (0. 5 4)的质量比混合制成混合料并将 混合料放入球磨机中湿磨混匀，形成混合料浆；3) 将混合料浆采用压力式喷雾造粒干燥机造粒，混合料浆的入口温 度为110 30(TC，形成颗粒状粉体；4) 将颗粒状粉体放入氧化铝坩埚中，并置于硅碳棒电阻炉内，以 5TVmin的加热速度由室温升温至1000 140(TC，保温1 4h，自然冷却 后取出样品；5) 将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌，过20 100目筛后， 即得不同粒度和氧化铝含量的莫来石耐火材料骨料。本发明步骤1)中的干磨是利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球 和粉煤灰的质量比为2 3: 1，研磨时间为0.5 3h;步骤2)中的湿磨是 利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球、混合料和水的质量比为2 3: 1: 1，研磨时间为O. 5 3h。本发明的有益效果为 (1 )此方法的主要原料是陶瓷厂淘洗原料及冲刷设备和燃煤电厂排 出的固体废弃物，用废泥、粉煤灰和工业氧化铝合成莫来石不仅有助于节 约天然资源，降低生产成本，而且有利于环境保护。(2) 粉煤灰主要为微米级球形颗粒，与天然矿物相比，原料无需使 用大功率破碎机破碎，且混料均匀。(3) 合成温度均低于传统生产工艺，节约了矿物资源和能源。(4) 通过控制氧化铝的加入量，调节原料配比，可以合成不同氧化铝含量的莫来石耐火材料骨料。
具体实施方式
实施例l:1) 将粉煤灰放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控 制磨球和粉煤灰的质量比为2: 1，研磨时间为lh，然后过120目筛，将 过筛后的粉煤灰采用永久磁铁除铁次，再采用电磁除铁，使粉煤灰中Fe203 的含量低于0. 5°/0;2) 取陶瓷厂废泥、经除铁处理后的粉煤灰和工业氧化铝以废泥粉 煤灰工业氧化铝=1: 1: 0. 5的质量比混合制成混合料并将混合料放入球 磨机中湿磨混匀，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球、混合料和水 的质量比为2: 1: 1，研磨时间为lh形成混合料浆；3) 将混合料浆采用压力式喷雾造粒干燥机造粒，混合料浆的入口温 度为13(TC，形成颗粒状粉体；4) 将颗粒状粉体放入氧化铝坩埚中，并置于硅碳棒电阻炉内，以 5°C/min的加热速度由室温升温至110(TC，保温3h，自然冷却后取出样品；5) 将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌，过80目筛后，即得莫来石耐火材料骨料。 实施例2:1) 将粉煤灰放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰的质量比为3: 1，研磨时间为3h，然后过120目筛，将 过筛后的粉煤灰采用永久磁铁除铁次，再采用电磁除铁，使粉煤灰中Fe203 的含量低于0. 5%;2) 取陶瓷厂废泥、经除铁处理后的粉煤灰和工业氧化铝以废泥粉 煤灰工业氧化铝=1: 3: 2的质量比混合制成混合料并将混合料放入球磨 机中湿磨混匀，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球、混合料和水的 质量比为2.5: 1: 1，研磨时间为3h形成混合料浆；3) 将混合料浆采用压力式喷雾造粒干燥机造粒，混合料浆的入口温度为260'C，形成颗粒状粉体；4) 将颗粒状粉体放入氧化铝坩埚中，并置于硅碳棒电阻炉内，以 5°C/min的加热速度由室温升温至130(TC，保温2h，自然冷却后取出样品；5) 将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌，过20目筛后，即得 莫来石耐火材料骨料。实施例3:1) 将粉煤灰放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控 制磨球和粉煤灰的质量比为2.2: 1，研磨时间为0.5h，然后过120目筛，将过筛后的粉煤灰采用永久磁铁除铁次，再采用电磁除铁，使粉煤灰中 Fe203的含量低于0. 5%;2) 取陶瓷厂废泥、经除铁处理后的粉煤灰和工业氧化铝以废泥粉 煤灰工业氧化铝=1: 2: 4的质量比混合制成混合料并将混合料放入球磨 机中湿磨混匀，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球、混合料和水的质量比为2.3: 1: 1，研磨时间为2h形成混合料浆；3) 将混合料浆采用压力式喷雾造粒干燥机造粒，混合料浆的入口温 度为200'C，形成颗粒状粉体；4) 将颗粒状粉体放入氧化铝坩埚中，并置于硅碳棒电阻炉内，以 5°C/min的加热速度由室温升温至1200°C，保温3h，自然冷却后取出样品；5) 将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌，过50目筛后，即得 莫来石耐火材料骨料。实施例4:1) 将粉煤灰放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控 制磨球和粉煤灰的质量比为2. 5: 1，研磨时间为2h,然后过120目筛，将过筛后的粉煤灰采用永久磁铁除铁次，再采用电磁除铁，使粉煤灰中 FeA的含量低于0. 5%;2) 取陶瓷厂废泥、经除铁处理后的粉煤灰和工业氧化铝以废泥粉 煤灰工业氧化铝=1: 1.5: 1的质量比混合制成混合料并将混合料放入球 磨机中湿磨混匀，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球、混合料和水 的质量比为2.9: 1: 1，研磨时间为0.5h形成混合料浆；3) 将混合料浆采用压力式喷雾造粒干燥机造粒，混合料浆的入口温 度为30(TC，形成颗粒状粉体；4) 将颗粒状粉体放入氧化铝坩埚中，并置于硅碳棒电阻炉内，以 5°C/min的加热速度由室温升温至140(TC，保温lh，自然冷却后取出样品；5) 将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌，过100目筛后，即 得莫来石耐火材料骨料。实施例5:1)将粉煤灰放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰的质量比为2.7: 1，研磨时间为1.5h，然后过120目筛， 将过筛后的粉煤灰采用永久磁铁除铁次，再采用电磁除铁，使粉煤灰中 Fe203的含量低于0. 5%;2) 取陶瓷厂废泥、经除铁处理后的粉煤灰和工业氧化铝以废泥粉煤灰工业氧化铝=1: 2.5: 3的质量比混合制成混合料并将混合料放入球磨机中湿磨混匀，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球、混合料和水 的质量比为3: 1: 1，研磨时间为2.5h形成混合料浆；3) 将混合料浆采用压力式喷雾造粒干燥机造粒，混合料浆的入口温 度为11(TC,形成颗粒状粉体；4) 将颗粒状粉体放入氧化铝坩埚中，并置于硅碳棒电阻炉内，以 5°C/min的加热速度由室温升温至1000'C，保温4h，自然冷却后取出样品；5) 将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌，过60目筛后，即得 莫来石耐火材料骨料。
权利要求
1、一种利用废弃物制备莫来石骨料的方法，其特征在于1)将粉煤灰放入球磨机中干磨，然后过120目筛，将过筛后的粉煤灰采用永久磁铁除铁次，再采用电磁除铁，使粉煤灰中Fe2O3的含量低于0.5％；2)取陶瓷厂废泥、经除铁处理后的粉煤灰和工业氧化铝以废泥∶粉煤灰∶工业氧化铝＝1∶(1～3)∶(0.5～4)的质量比混合制成混合料并将混合料放入球磨机中湿磨混匀，形成混合料浆；3)将混合料浆采用压力式喷雾造粒干燥机造粒，混合料浆的入口温度为110～300℃，形成颗粒状粉体；4)将颗粒状粉体放入氧化铝坩埚中，并置于硅碳棒电阻炉内，以5℃/min的加热速度由室温升温至1000～1400℃，保温1～4h，自然冷却后取出样品；5)将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌，过20～100目筛后，即得不同粒度和氧化铝含量的莫来石耐火材料骨料。
2、 根据权利要求1所述的利用废弃物制备莫来石骨料的方法，其特 征在于所述的步骤1)中的干磨是利用氧化铝球石作为研磨介质，控制 磨球和粉煤灰的质量比为2 3: 1，研磨时间为0. 5 3h。
3、 根据权利要求1所述的利用废弃物制备莫来石骨料的方法，其特 征在于所述的步骤2)中的湿磨是利用氧化铝球石作为研磨介质，控制 磨球、混合料和水的质量比为2 3: 1: 1，研磨时间为0.5 3h。
全文摘要
一种利用废弃物制备莫来石骨料的方法，将粉煤灰干磨后除铁；取陶瓷厂废泥、经除铁后的粉煤灰和工业氧化铝制成混合料放入球磨机中湿磨混匀，形成混合料浆；将混合料浆采用压力式喷雾造粒干燥机造粒，形成颗粒状粉体；将颗粒状粉体放入氧化铝坩埚中，并置于硅碳棒电阻炉内烧结后自然冷却取出样品；将样品倒入物料搅拌器中搅拌过筛，即得不同粒度和氧化铝含量的莫来石耐火材料骨料。本发明用废泥、粉煤灰和工业氧化铝合成莫来石不仅有助于节约天然资源，降低生产成本。粉煤灰为微米级球形颗粒，无需破碎机破碎，且混料均匀。合成温度均低于传统生产工艺，节约矿物资源和能源。通过控制氧化铝的加入量，可以合成不同氧化铝含量的莫来石耐火材料骨料。
文档编号B09B3/00GK101602599SQ200910023178
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月3日 优先权日2009年7月3日
发明者吴建鹏, 曹丽云, 李颖华, 黄剑锋 申请人:陕西科技大学