[发明专利]使用熔模铸造废砂的轻质耐火骨料及其制备方法

说明书

本发明公开一种使用熔模铸造废砂的轻质耐火骨料及其制备方法，制备方法包括：（1）将熔模铸造废砂破碎、磁选；（2）在行星式球磨机中混合形成浆料；（3）于浆料中加入碳纳米管、聚乙烯醇，超声分散、干燥，然后在温度为450～550℃的条件下热处理得到第一混合料；（4）将第一混合物，粘土和氧化铝粉末于混合机中混合，加入稻壳粉以及铝硅质增孔剂，混合10min，形成第二混合料；（5）将第二混合料造粒制得骨料，得到的骨料生坯于110℃干燥24小时后升温至1450℃高温处理即得轻质耐火骨料成品。本发明可以解决现有技术中的熔模铸造废砂的再生利用问题。

技术领域

本发明属于耐火骨料造技术领域，尤其涉及一种使用熔模铸造废砂的轻质耐火骨料及其制备方法。

背景技术

耐火材料属于一种不可再生资源。传统耐火材料生产厂家通过开采自然矿山资源、破碎、除杂、煅烧、再破碎、筛分等一系列工序来进行生产，浪费极大，而且对生态环境造成相当程度的影响。

与此同时，熔模铸造过程中排除大量的废砂，直接影响铸造生产的能源消耗、环境污染以及铸件的质量、生产效率和成本。而现阶段，国家环保政策的日趋严格，对企业的环境、资源循环利用度提出了越来越高的要求，而现阶段并没有一套铸造工业废砂再利用的成熟方案。因而非常有必要就铸造废砂的再循环利用进行深入挖掘，以促进行业的转型和可持续发展。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提供一种使用熔模铸造废砂的轻质耐火骨料及其制备方法，以解决现有技术中的熔模铸造废砂的再生利用问题。

为达上述目的，本发明提供一种使用熔模铸造废砂的轻质耐火骨料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

（1）将60～70重量份的熔模铸造废砂破碎为5～10mm，并磁选后再经筛分分选处理；

（2）将经步骤（1）上述处理后的熔模铸造废砂以无水乙醇作为介质，在行星式球磨机中混合3.5～4.5小时，转速为300r/min，形成浆料；

（3）于该浆料中加入5～6重量份的碳纳米管、2～3重量份聚乙烯醇，并在质量浓度为8～10%的乙醇溶液中超声分散1.5～2小时；然后在循环热风条件下干燥，然后在温度为450～550 ℃的条件下热处理3～4小时，得到第一混合料备用；

（4）将第一混合物，9～12重量份的粘土和3～4重量份的氧化铝粉末于混合机中以1800r/min的转速混合20min，加入9～12重量份的稻壳粉以及9～12重量份的铝硅质增孔剂，混合10min，形成第二混合料；

（5）将第二混合料通过圆盘造粒制得骨料，造粒过程中喷洒浓度为3%的聚乙烯醇溶液作为结合剂，得到的骨料生坯于110℃干燥24小时后升温至1450℃高温处理即得轻质耐火骨料成品。

作为可选的技术方案，该铝硅质增孔剂取自粉末灰漂珠、玻化微珠、空心玻璃微珠或闭孔珍珠岩中的一种或几种的组合。

作为可选的技术方案，步骤（5）中的高温处理的升温制度为：室温升到180℃，升温速度为5℃/min，于180℃保温30 min；180～250℃，升温速度为3℃/min，于250℃保温10min; 250～500℃，升温速度为0.5℃/min，于500℃保温30min;500～800℃，升温速度为6℃/min，于800℃保温10min;800～1450℃，升温速度为3℃/min，于1450℃保温3小时。

作为可选的技术方案，该粘土的中位粒度为2.7微米，该氧化铝粉末的中位粒度为74.7微米。

作为可选的技术方案，该熔模铸造废砂的化学成分为：SiO2 43.25%，Al2O3 38%，Fe2O3 0.37%，CaO 0.24%，MgO 0.1%，K2O 0.14%，Na2O 0.1%,TiO2 0.26%。