[发明专利]利用电解锰渣制备的刚玉-莫来石复相陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其是一种利用电解锰渣制备的刚玉-莫来石复相陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

目前，电解锰渣资源化利用方法大致有三种：一是将电解锰渣作为工业副产品-石膏进行开发利用，可用来生产水泥、混凝土等；二是将电解锰渣除锰、铁后用作制备陶瓷墙地砖的原材料；三是利用电解锰渣生产黑色玻璃装饰材料。

第一种方法：该法为电解锰渣综合利用的传统方法，其本质是利用电解锰渣中所含的二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)代替工业石膏的作用。然而，电解锰渣中CaSO₄·2H₂O的含量有限，含有45.64％的CaSO₄·2H₂O电解锰渣，已属于含CaSO₄·2H₂O较高的工业废料，大部分电解锰渣中CaSO₄·2H₂O的含量都低于该值。由此可见，把电解锰渣当作工业石膏使用只是利用了其中含量不到一半的CaSO₄·2H₂O。用电解锰渣生产水泥或者混凝土，电解锰渣的利用量均较小，前者电解锰渣的最高掺量仅为5％，后者电解锰渣的掺量仅占混凝土总量的0.83％。可见，该法对电解锰渣的利用效率不高，推广范围有限。

第二种方法：该法电解锰渣综合利用的最新方法之一，所制得的陶瓷墙地砖中电解锰渣的含量在30％-40％，与传统方法相比，该法对电解锰渣的利用量大大提高。该法须先除去电解锰渣中的Mn²⁺、Fe³⁺，据资料显示，去除效率不高，这直接影响到制品的白度是否符合陶瓷墙地砖的要求。再者，该法制得的陶瓷墙地砖的性能未见报道。若是普通性能的陶瓷墙地砖要想在国内早已饱和的中低档陶瓷产品市场上占据一席之地将是非常不容易的。

第三种方法：该法为电解锰渣综合利用的最新方法之一，对电解锰渣的消纳量最少可达89％。由于该法以专利的形式发表，关于产品性能的具体信息不得而知。

上述方法为电解锰渣的综合利用开辟了新思路，大面积推广的成熟技术尚未见报道，这意味着寻求更多更新的电解锰渣综合利用途径仍然非常有必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用电解锰渣制备的刚玉-莫来石复相陶瓷材料及其制备方法，该方法电解锰渣的利用量较大、不产生二次污染，实现了废物资源化，且所制备产品性能优越。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种利用电解锰渣制备的刚玉-莫来石复相陶瓷材料的组分及重量份数为：电解锰渣：38-42份；高铝矾土：28-32份；高岭土：28-32份；将上述原料按比例混合采用固相烧结法烧结出刚玉-莫来石复相陶瓷材料。

利用电解锰渣制备的刚玉-莫来石复相陶瓷材料的制备方法包括以下步骤：

(1)电解锰渣经水洗、烘干、研磨处理后，与高铝矾土、高岭土按38-42份：28-32份：28-32份的重量份数混合，搅拌均匀形成混合物，加入混合物重量50％-55％的水后再次搅拌均匀形成匀浆混合物；

(2)将匀浆混合物置于100-105℃的电热恒温干燥箱中干燥13-17min后取出并造粒；

(3)用钢质模具将造粒后的原料压制成型；

(4)将成型后的生坯置于155-200℃的电热恒温干燥箱中干燥3-4h形成干燥产品，然后取出绝干产品放入高温电炉中烧结形成产品，烧结温度为1290℃-1300℃，保温时间为25-35min；

(5)待产品随炉冷却后取出。

本发明的优点和有益效果是：

1.本发明所用原料廉价、种类少。通常，陶瓷制品的原料均在三种以上，有的甚至多达十几种，而本发明所用原料只有三种，且均有廉价、易采购的优点。

2.电解锰渣前处理工序少且简单。电解锰渣只需经过水洗、干燥、研磨的简单处理后即可使用；且对电解锰渣的利用量大，电解锰渣在配方中的质量百分比高达38-42％。

3.产品性能优越，产品为刚玉-莫来石复相陶瓷，具有低吸水率、耐高温、抗压强度高、抗热震性高等优点；产品用途广泛，刚玉-莫来石复相陶瓷可用于高温窑炉内衬、高温窑具等多方面；产品无二次污染，产品经毒性实验检测后，发现其浸出液中不含锰金属，说明不存在二次污染问题。