[发明专利]一种固相反应烧结法合成堇青石耐火原料的方法

说明书

本发明涉及一种固相反应烧结法合成堇青石耐火原料的方法，以来源广泛、成本低廉的结合粘土、滑石粉、焦宝石粉、矾土为原料，经混料、干燥、研磨、成型、烧成，制备堇青石耐火原料。本发明方法制备的堇青石耐火原料热膨胀系数低，由此种耐火原料所制成的耐火材料具有较好的抗热震稳定性，通过本发明的制备方法制备的耐火原料应用在耐火材料合成方面，能够提高合成的耐火材料的综合品质。

技术领域

本发明涉及无机化工领域，具体涉及一种固相反应烧结法合成堇青石耐火原料的方法。

背景技术

堇青石有很多优良的性能,特别是其较低的热膨胀系数、优异的热震稳定性以及优异的机械性能,使堇青石成为很多热工窑炉和热工设备用理想的耐火制品的原料。但天然堇青石比较分散，分布于许多变质岩、岩浆岩和伟晶岩中,一般含量较低,很少富集成矿，因此直接利用天然堇青石作为工业用原料还面临一定的困难，这就需要从不同途径来进行人工合成堇青石。

国内外许多研究者对堇青石的合成方法进行了大量研究，例如溶胶凝胶法、玻璃晶化法和固相反应法。相比而言，溶胶凝胶法虽然可以适当降低合成温度，但合成纯度难以得到控制；玻璃晶化法可以在低温条件下得到高纯堇青石粉体，但操作工艺较为繁琐，并且成本高，不利于产业化；固相反应法操作最为简单，并且成本最低，最适于大规模工业化生产。固相反应合成堇青石常用的原料有高纯氧化物和天然矿物两种，高纯氧化物化工原料合成堇青石的合成温度较低，产物的纯度较高，但成本较高，不利于大规模工业化生产；而利用天然矿物来合成堇青石成本较低，适于工业化生产，但热膨胀系数较高，从而导致制品的热震稳定性有所降低。

故市面上急需一种固相反应烧结法合成堇青石耐火原料的制备方法，既可以拥有低廉的成本，又可以使材料的热膨胀系数降低。故本发明有效利用天然矿物为原料，通过固相反应法合成堇青石耐火原料，降低材料生产成本和热膨胀系数，实现大规模工业化生产。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种固相反应烧结法合成堇青石耐火原料的方法，通过本发明方法制备的堇青石耐火原料热膨胀系数低，所制成的耐火材料具有抗热震稳定性好的优点，且成本低廉，工艺流程简单。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种固相反应烧结法合成堇青石耐火原料的方法，其特征在于，以结合粘土、滑石粉、焦宝石粉、矾土为原料，经混料、干燥、研磨、成型、烧成，得到一种固相反应烧结法合成堇青石耐火原料，其具体操作步骤如下：

（1）混料，以质量百分比计，将10-15%结合粘土、35-45%滑石粉、25-35%焦宝石和5-20%矾土一同置于球磨罐中，以无水乙醇为研磨介质，研磨24h，得堇青石耐火原料浆料；

（2）干燥，将球磨后的堇青石耐火原料浆料于90-120℃干燥10-12h，得干燥的堇青石耐火原料；

（3）研磨，将干燥的堇青石耐火原料研磨至150目以下，得干燥的堇青石耐火原料细粉；

（4）成型，将干燥的堇青石耐火原料细粉以4-6MPa干压成型，得堇青石耐火原料坯体；

（5）烧成，将堇青石耐火原料坯体在1300-1450℃高温炉中煅烧，保温3-6h，随炉自然冷却后取出，即得堇青石耐火原料。