一种烧结刚玉的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种烧结刚玉的制备方法，包括以下步骤：将天然高铝矾土粉料、添加剂和粘结剂混匀得到配合料；所述天然高铝矾土粉料的粒度≤０．０７４ｍｍ，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］的重量百分含量不低于７７％；所述添加剂为ＭｎＯ↓［２］与粒度≤０．０７４ｍｍ且碳的重量百分含量不低于８５％的天然鳞片状石墨粉料的混合物，二者的加入量均为天然高铝矾土粉料重量的０．４～０．８％；所述粘结剂为羧甲基纤维素，其加入量为天然高铝矾土粉料重量的０．３～０．８％。将配合料与水按比例混匀后挤压成条状，干燥成型后，缓慢升温至１５５０～１６００℃充分保温煅烧，即得到烧结刚玉。本发明专利技术方法工艺简单，烧成温度降低至１５５０℃，能耗低，且所得产品性能优良。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别是涉及一种以不能直接煅烧的结 构疏松的高铝矾土为原料生产烧结刚玉的方法，属于耐火材料生产领域。
技术介绍
矾土矿学名铝土矿、铝矾土。其组成成分异常复杂，是多种地质来源极不相 同的含水氧化铝矿石的总称，如一水软铝石、 一水硬铝石和三水铝石。刚玉(a-Al2Cb)是Al2Cb的一种晶型。刚玉有多种类型，按生产方式可分轻烧 刚玉(1350 1550。C)、烧结刚玉(1750 195(TC)和电熔刚玉；按晶体形态可分为板 状刚玉、柱状刚玉、颗粒刚玉等；按外观颜色分为棕刚玉、亚白刚玉和白刚玉等。 刚玉材料由于具有高强、高硬、耐高温、耐腐蚀和很好的高温绝缘性能而广泛应 用于冶金、石化、化工、电子等行业。目前以高铝矾土为原料生产刚玉的方法有电炉烙融法和烧结法两种。电炉熔 融法生产的电熔刚玉成本非常高。烧结法是通过煅烧天然高铝矾土原矿来制备烧 结刚玉，其成本远低于电熔法生产的刚玉，有着广泛的市场。但目前生产烧结刚玉的方法仍存在一些问题(l)保温时间长，通常都大于IO 小时，消耗能源大；(2)烧成温度高，通常都高于1650'C; (3)工艺复杂，投入大； (4)原料要求高，有些是采用电熔刚玉、工业氧化铝、进口工业，Al203等作为原料，成本高。为了降低烧结刚玉的烧成温度，可以采用加入助烧结剂的方法，例如加入碱 金属、碱土金属化合物、硅灰、氧化硅纳米粉等作为助烧结剂。但采用碱金属或碱土金属化合物作助烧结剂，会影响材料的高温性能，降低材料的使用范围；加 入硅粉或二氧化硅细粉，将降低刚玉材料的铝含量，不适合高铝含量刚玉的生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于弥补现有烧结刚玉生产工艺的不足，提供一种烧结刚玉的 制备方法，该方法工艺简单，成本低，保温时间短，能耗低。实现本专利技术目的的技术方案是 ，包括以下具体步骤(l)将天然高铝矾土粉料、添加剂和粘结剂混合均匀得到配合料；所述天然高铝砜土粉料的粒度《0.074mm， A1203的重量百分含量不低于77%;所述添加剂为 Mn02与粒度《0.074mm且碳的重量百分含量不低于85%的天然鳞片状石墨粉料 的混合物，Mn02和天然鳞片状石墨粉料的加入量均为天然高铝矾土粉料重量的 0.4-0.8%;所述粘结剂为羧甲基纤维素，其加入量为天然高铝矾土粉料重量的 0.3~0线(2) 将配合料与相当于天然高铝矾土粉料重量18~25%的水混合均匀后，挤压 成条状，然后干燥成型；(3) 将干燥后的物料以2~5'C/min的速度升温至155(M60(TC充分保温煅烧， 即得到烧结刚玉。上述步骤(l)中所述天然高铝矾土为天然高铝矾土生料。 上述步骤(2)中是于100 16(TC干燥。 上述步骤(3)中保温煅烧时间为1~3小时。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点(1) 采用了 Mn02与天然鳞片状石墨所组成的复合添加剂，成本低，且对烧成 刚玉高温性能影响小。(2) 将烧成温度降低到1550'C，并且使保温时间大大降低，减少了能源消耗， 节省了成本。(3) 工艺简单，对原料要求低，且制备出的烧结刚玉体积密度、气孔率、吸水 率都优于原样，耐火度大于1790'C。附图说明图1为本专利技术实施例1所得烧结刚玉的XRD图； 图2为本专利技术实施例2所得烧结刚玉的XRD图； 图3为本专利技术实施例3所得烧结刚玉的XRD图； 图4为本专利技术实施例4所得烧结刚玉的XRD图； 图5为本专利技术实施例5所得烧结刚玉的XRD图； 图6为对比实例1所得烧结刚玉的XRD图； 图7为对比实例2所得烧结刚玉的XRD图； 图8为对比实例3所得烧结刚玉的XRD图。 具体实施例方式为了更好地理解本专利技术，以下结合具体实施例进一步阐明本专利技术的内容，但4本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。本专利技术实施例中所用的含量均为重量 百分含量。本专利技术实施例和对比实例中均采用山西介休高铝矾土粉料(所用高铝矾土为 生料)，粒度《0.074mm，其主要成分如表1所示；采用的天然鳞片状石墨粉料的 粒度《0.074mm，碳的重量百分含量《85%。表l.高铝矾土化学^K分A1203Fe203Si02Ti02K20Na20CaOMgO烧失77.36%1.11%2.89%2.76%0.05%0.15%0.19%0.12%14.94%实施例1取山西介休高铝矾土粉料lOOOg，添加分别相当于高铝矾土粉料重量5%。的 Mn02、 5%。的天然鳞片状石墨粉料和5%。的羧甲基纤维素，将其混合均匀得到配合 料，再向配合料中加入200ml水，混匀后，将混合物挤压成条状(本实施例中挤 压得到的条状物料直径20mm，长度100mm)，于16(TC干燥2小时后，放入硅钼 棒箱式电炉中，以5°C/min的速度升温至1550'C，保温煅烧1小时得到产品。对产品进行XRD分析，如图1所示，所得产品的主晶相为刚玉，含量大于 93%。采用XQK-01/02显气孔体密测定仪(洛阳耐火材料研究院仪器制造公司) 测定产品的体积密度为3.30g/cr^，气孔率为4.24%,吸水率为1.29%，采用NHO-02 耐火度实验炉(洛阳安特利尔仪器有限公司)测定产品的耐火度M790'C。 实施例2取山西介休高铝矾土粉料1000g，添加分别相当于高铝矾土粉料重量6%。的 Mn02、 4%。的天然鳞片状石墨粉料和5%。的羧甲基纤维素，混合均匀得到配合料， 再向配合料中加入240ml水，混匀后，将混合物挤压成条状，于120'C下干燥4 小时后，放入硅钼棒箱式电炉中，以5'C/min的速度升温至1550'C，保温煅烧1 小时得到产品。对产品进行XRD分析，如图2所示，所得产品的主晶相为刚玉，含量大于 93%。按与实施例1相同的方法进行测试，本实施例所得烧结刚玉的体积密度为 3.31g/cm3，气孔率为2.58%，吸水率为0.78%，耐火度W790。C。 实施例3取山西介休高铝矾土粉料1000g，添加分别相当于高铝矾土粉料重量4%。的Mn02、 6%。的天然鳞片状石墨粉料和5%。的羧甲基纤维素，混合均匀得到配合料，5再向配合料中加入180ml水，混匀后，将混合物挤压成条状，于IO(TC下千燥6 小时后，放入硅钼棒箱式电炉中，以5°C/min的速度升温至1550'C，保温煅烧1 小时得到产品。对产品进行XRD分析，如图3所示，所得产品的主晶相为刚玉，含量大于 93%。按与实施例1相同的方法进行测试，本实施例所得烧结刚玉的体积密度为 3.30g/cm3，气孔率为3.17%，吸水率为0.96%，耐火度>1790°0。 实施例4取山西介休高铝矾土粉料1000g，添加分别相当于高铝矾土粉料重量8%。的 Mn02、 8%。的天然鳞片状石墨粉料和3%。的羧甲基纤维素，混合均匀得到配合料， 再向配合料中加入180ml水，混匀后，将混合物挤压成条状，于IO(TC下干燥6 小时后，放入硅钼棒箱式电炉中，以5'C/min的速度升温至155(TC，煅烧保温3 小时得到产品。对产品进行XRD分析，如图4所示，结果表明所得产品的主晶相为刚玉，含 量大于95%。按与实施例1相同的方法进行测试，本实施例所得烧结刚玉的体积 密度为3.34g/cm3，气孔率为2.54%，吸水率为0.76%，耐火度〉179(TC。 实施例5取山西介休高铝矾土粉料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结刚玉的制备方法，其特征在于包括以下具体步骤：　（１）将天然高铝矾土粉料、添加剂和粘结剂混合均匀得到配合料；所述天然高铝矾土粉料的粒度≤０．０７４ｍｍ，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］的重量百分含量不低于７７％；所述添加剂为ＭｎＯ↓［２］ 与粒度≤０．０７４ｍｍ且碳的重量百分含量不低于８５％的天然鳞片状石墨粉料的混合物，ＭｎＯ↓［２］和天然鳞片状石墨粉料的加入量均为天然高铝矾土粉料重量的０．４～０．８％；所述粘结剂为羧甲基纤维素，其加入量为天然高铝矾土粉料重量的０．３～０．８％；　（２）将配合料与相当于天然高铝矾土粉料重量１８～２５％的水混合均匀后，挤压成条状，然后干燥成型；　（３）将干燥后的物料以２～５℃／ｍｉｎ的速度升温至１５５０～１６００℃充分保温煅烧，即得到烧结刚玉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：严春杰，陈洁渝，余洪杰，万为敏，蔡建，王铎，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，天津泽希矿产加工有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]