[发明专利]一种制备莫来石粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高纯超细莫来石的制备方法，具体是一种制备莫来石粉的方法。

背景技术

目前我国粉煤灰的综合利用率在25-30%，绝大部份集中在建筑和建材行业。

莫来石是A1₂0₃-SiO₂体系在常压下唯一稳定存在的晶态化合物。莫来石就其组成而言并非严格的标准计量，而是一个组成范围，其平均结构是由[A10₆]八面体和[Al0₄]、[Si0₄]四面体结构基元在空间按一定规律排列构成，其中[AlO₆]八面体共棱连接成平行C轴的链，在每个晶胞的Z=1/2处八面体链与和[A10₄]、[Si0₄]四面体相连，四面体组成的双链亦平行C轴,随着A1/Si比变化，结构中出现不同程度的氧缺位。莫来石结构基元周期空间排列特征和氧缺位的存在决定了莫来石是一种密度低、结构疏松的离子晶体材料。这种结构特征使莫来石表现出现诸多优异的物理性能，如低膨胀系数、低导热、低蠕变、低介电常数、高耐热冲击和高温强度等。莫来石所具有的这些特性使其在高温耐火材料、高温结构材料、微电子封装材料、光学材料及介电和高温保护涂层等方面得到重要应用。

莫来石材料(包括莫来石陶瓷和莫来石基复合材料等)通常是以莫来石粉末为原料制得，其性能取决于莫来石粉体的质量。高纯超细莫来石粉体不仅能降低莫来石材料的烧成温度，而且能改善材料的显微结构，大大提高其性能。莫来石粉体的制备，尤其是颗粒微细且无硬团聚的超细莫来石粉体的制备，在莫来石材料研究中就占有非常重要的地位。

天然莫来石地壳中非常稀少。世界上没有具经济价值的天然莫来石矿 ,许多国家就从容易得到的矿物来人工合成莫来石。莫来石可以采用电熔法合成，也可以来用烧结法合成；可以采用化工原料合成，也可以采用天然矿物原料合成，电熔法合成的莫来石晶粒发育良好，呈针状或柱状，解理明显，易于破碎；烧结法合成的莫来石晶粒细小，通常呈粒状，无明显解理存在，破碎比较困难；采用化工原料合成的莫来石纯度较高，而采用天然矿物原料合成的莫来石，通常含有较多的杂质。莫来石粉末要具有良好的烧结性能和适用于高温用途，必须具备以下一些特点：①粒径小且等轴；②粒径大小分布窄；③纯度高。由于原材料昂贵、制备工艺复杂等原因，高纯超细莫来石粉末很难得到,而得到高纯超细莫来石是制备高温强韧化莫来石陶瓷材料的关键措施之一。近年来，莫来石结构陶瓷和功能陶瓷的兴起，促进了国内外学者对莫来石的研究，开发了一些制备高纯超细莫来石的方法。传统方法得到的莫来石所需温度高、纯度低最主要的一个原因就是原材料活性差，不能得到均匀的混合。

制备超细莫来石的方法种类繁多，但真正能进行工业化生产的却很少。由于成本高，产量低，制备高纯超细莫来石仍然是一个比较困难的问题。真正能进行工业化生产的却很少。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种以粉煤灰为原料制备超细高纯莫来石的方法，该方法能有效地以粉煤灰为原料，完成粉煤灰这种废弃物的高附加值利用、解决废弃物排放污染及资源化的问题，该装置具有理论可行，技术合理、易于实施、运行成本低、产品产出效率高等优点；在降低环境负荷的同时，使之成为制备高性能材料不可或缺的原材料。

本发明是以如下技术方案实现的：一种制备莫来石粉的方法，以粉煤灰为主要原料，再添加适量的Al₂O₃，采用行星球磨机，具体步骤如下：

（1）将烘干后的粉煤灰与Al₂O₃，以莫来石的组成3Al₂O₃.2SiO₂按化学计量装入球磨罐内，不足的另外单独添加Al₂O₃；球料重量比15：1；粉磨40h后取样；

（2）研磨后的粉末，通过压片装置压成直径15毫米，厚度2毫米的圆片；

（3）圆片在2000℃下煅烧3小时，煅烧后得到莫来石粉体；

（4）用13%体积浓度的氢氟酸洗涤莫来石粉体2小时，然后通过滤纸过滤；

（5）用蒸馏水冲洗过滤后莫来石粉体2～3遍，风干后得到莫来石粉末。

本发明的有益效果是：