[发明专利]基于蓝晶石尾矿的莫来石轻质隔热砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于莫来石轻质隔热砖技术领域，具体涉及一种基于蓝晶石尾矿的莫来石轻质隔热砖及其制备方法。

背景技术

莫来石轻质砖是一种Al₂O₃含量为50~80wt%、以莫来石（3Al₂O₃·2SiO₂）为主晶相和结合相的新型优质隔热耐火材料，可直接接触火焰，具有耐高温、轻度高、导热系数小和节能效果显著的特点，适用于裂解炉、热风炉、陶瓷辊道窑、电瓷抽屉窑、玻璃坩埚和各种电炉的内衬。目前，生产莫来石轻质砖的主要原料是铝矾土、蓝晶石和硅线石等。但随着矿产资源的不断开采，其优质资源也在逐渐减少。

蓝晶石尾矿为蓝晶石矿开采过程中排放的工业废弃物，不仅造成资源的浪费，还会大面积侵占耕地，淤塞河道，带来严重的环境污染和生态破坏。以蓝晶石尾矿作原料，不仅价格低廉、生产成本低、竞争力强、产品附加值高和具有明显的经济效益，且能减轻环境的压力，具有显著的环保效益和社会效益。

目前，已有针对蓝晶石尾矿再利用的技术，如“一种蓝晶石尾矿制备玻璃纤维的方法”（CN103193382A）专利技术，公开了一种以蓝晶石尾矿为主要原料制备玻璃纤维的技术，该技术在很大程度上解决了蓝晶石尾矿的利用问题，但是该技术工艺相对复杂，成本相对较高，不利于工业化生产。又如“一种莫来石轻质砖及其制备方法”（CN103011856A）专利技术，公开了一种利用蓝晶石微粉制备莫来石轻质砖的方法，但该技术是将蓝晶石作为膨胀剂使用，加入量不大，并且工艺相对复杂，生产周期较长，工业化生产得不到保证。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，目的在于提供一种环境友好、生产成本低和工艺简单的基于蓝晶石尾矿的莫来石轻质隔热砖的制备方法，用该方法制备的莫来石轻质隔热砖耐压强度高、热震稳定性能优良、体积密度低和导热系数低，尤其是重烧线变化率小。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：先以50~85wt%的蓝晶石尾矿、10~36wt%的塑性黏土、2~18wt%的α-Al₂O₃和1~5wt%的硅微粉为原料混合，再外加所述原料30~60wt%的造孔剂、0.4~1.4wt%的结合剂和15~50wt%的水，混合均匀，困料12~24小时，成型，自然干燥，110℃条件下烘烤10~16小时，升温至1300~1550℃，保温2~8小时，即得基于蓝晶石尾矿的莫来石轻质隔热砖。

所述蓝晶石尾矿的主要化学组分是：SiO₂为35~40wt%，Al₂O₃为48~53wt%，ZrO₂为1.0~10wt%；蓝晶石尾矿的粒径小于0.074mm。

所述塑性黏土的主要化学组分是：Al₂O₃为23~32wt%、SiO₂ 为46~61wt%、Fe₂O₃ 为0.5~2.0wt%、CaO+MgO为0.25~0.42wt%、K₂O+Na₂O为0.75~0.98wt%、TiO₂为0.45~0.63wt%和烧失为11~25wt%；塑性黏土的粒径小于0.15mm。

所述α-Al₂O₃的粒径小于0.068mm。

所述硅微粉的粒径小于0.031mm。

所述成型为挤出成型、半干法机压成型和半干法振动加压成型中的一种。

所述造孔剂为锯末或为糠。

所述结合剂为聚乙烯醇、纸浆废液和硅溶胶的一种或两种。

由于采用上述技术方案，本发明采用以蓝晶石尾矿作为主要原料制备莫来石轻质隔热砖的方法，能有效地将蓝晶石尾矿回收利用，避免因将其直接堆放或填埋而对环境产生污染，节约资源和环境友好、生产成本低和适合工业化生产。本发明经成型、烧成后即可在钢铁、陶瓷等热工行业的筑炉保温中使用，工艺简单。