【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于耐火材料。特别涉及一种基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料及其制备方法。
技术介绍
1、磷石膏是磷化工企业在湿法制取磷酸时产生的固体废弃物，其成分主要是二水硫酸钙。随着我国磷化工企业的快速发展，磷石膏的产生量急剧增大。据统计，截至2020年，我国磷石膏累计堆存量超过5亿吨，大量堆存的磷石膏不仅占用了大量土地资源，而且造成污染环境。与此同时，在我国经济快速发展的大背景下，不同行业对能源的需求量不断增大。使用隔热保温材料作为提高能源利用效率的有效手段之一在各行业特别是工业领域得到了广泛的应用，而钙长石质隔热保温材料作为一种优质的隔热保温材料具有密度小、热膨胀系数小、热导率低、在还原性气氛中可稳定存在等优点。
2、“一种利用脱硫石膏制备钙长石增韧陶瓷的方法”（zl201310306986.0）的专利技术，公开了一种以脱硫石膏为主要原料制备以钙长石和莫来石为主晶相的陶瓷产品的制备方法，该方法在实现了固体废弃物的利用，但方法的不足体现在：1）湿法混磨后物料的干燥所需时间较长；2）未使用成孔方法，制品的体积密度偏高，难以起到隔热保温的作用。 “一种氢冶金领域用低密高强钙长石质隔热材料的制备方法”（ cn115724652a）的专利技术，该技术以高岭土细粉、刚玉以及纯铝酸钙水泥等为主要原料制备钙长石质隔热材料，但原料成本较高且加水量达到30-60%，干燥所需时间较长。“一种莫来石晶须增强钙长石多孔陶瓷及其制备方法”(cn105198478a)的专利技术，以高纯度的γ-al2o3等为原料制备莫来石晶须粉体，并以其为增强相采
技术实现思路
1、本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种本专利技术生产成本低和生产周期短的基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料的制备方法。所制得的钙长石质隔热保温材料体积密度小、耐压强度良好和导热系数低。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：先以40~50wt%的磷石膏、30~40wt%的粉煤灰、15~20wt%的塑性黏土和5~7wt%的氧化铝为原料，外加所述原料10~20wt%的成孔剂，再外加所述原料5~8wt%的蔗糖水溶液，混合均匀，成型，干燥，在1200~1300℃条件下保温3~10h，制得基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料。
3、所述成孔剂的制备方法为：按照无机溶胶：造孔剂的质量比为（1.2～2.0）：1，向造孔剂中加入无机溶胶，搅拌均匀，在常压或103～104pa条件下浸渍12～24h，烘干，粉碎，在500～550℃下保温5～6h，得到成孔剂。
4、所述磷石膏和粉煤灰的粒径均小于188μm；粉煤灰的al2o3的含量≥30wt％。
5、所述塑性黏土为软质黏土或为膨润土。
6、所述氧化铝的α-al2o3的含量≥98wt％；氧化铝的粒径小于0.2μm。
7、所述蔗糖水溶液的浓度为3～4wt％
8、所述无机溶胶为氧化锆溶胶和莫来石溶胶中的一种；所述无机溶胶的浓度为10～20wt％。
9、所述造孔剂为锯末、糠和稻壳粉中的一种；所述造孔剂的粒径均小于1mm。
10、所述成型方式为半干法机压成型或为半干法振动加压成型，成型压强为5～15mpa。
11、由于采用上述技术方案，本专利技术所用的主要原料为储量大、价格低廉的固体废弃物磷石膏和粉煤灰，不仅以低成本制备了隔热保温材料，而且实现了固体废弃物的利用，故生产成本低。原料混合过程中加入的蔗糖水溶液量仅为5~8wt%，减少了干燥所需的时间，提高了生产效率，缩短了生产周期。同时使用蔗糖水溶液有利于生坯干燥后的强度和提高生坯内部细粉之间的接触，有利于烧结，促进钙长石的生成。所使用的成孔剂经过溶胶浸渍处理以及高温预热处理，有效避免了弹性后效的现象，减少了生坯内部裂纹的出现，实现了样品内部大孔的分割，降低了高温下的导热系数。此外，对经无机溶胶浸渍处理的造孔剂进行高温预热处理避免了后续工艺中进入造孔剂内部的溶胶溶解于水中，保证了对大孔进行孔分割。
12、所制备的钙长石质隔热保温材料的体积密度为0.78~0.96g/cm3，耐压强度为2.5~4.5mpa，导热系数为0.21~0.25w/(m•k)(600℃)，很好地满足了目前热工工业生产要求。
13、因此，本专利技术具有生产成本低和生产周期短的优点，所制备的基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料体积密度小、耐压强度良好和导热系数低。
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1.一种基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料的制备方法，其特征在于先以40~50wt%的磷石膏、30~40wt%的粉煤灰、15~20wt%的塑性黏土和5~7wt%的氧化铝为原料，外加所述原料10~20wt%的成孔剂，再外加所述原料5~8wt%的蔗糖水溶液，混合均匀，成型，干燥，在1200~1300℃条件下保温3~10h，制得基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料；
2.根据权利要求1所述的基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料的制备方法，其特征在于所述磷石膏和粉煤灰的粒径均小于188μm；粉煤灰的Al2O3的含量≥30wt％。
3.根据权利要求1所述的基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料的制备方法，其特征在于所述塑性黏土为软质黏土或为膨润土。
4.根据权利要求1所述的基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料的制备方法，其特征在于所述氧化铝的α-Al2O3的含量≥98wt％；氧化铝的粒径小于0.2μm。
5.根据权利要求1所述的基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料的制备方法，其特征在于所述蔗糖水溶液的浓度为3～4wt％。
6.根据权利要求1所述的基于磷石
7.根据权利要求1所述的基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料的制备方法，其特征在于所述造孔剂为锯末、糠和稻壳粉中的一种；所述造孔剂的粒径均小于1mm。
8.根据权利要求1所述的基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料的制备方法，其特征在于所述成型方式为半干法机压成型或为半干法振动加压成型，成型压强为5～15MPa。
9.一种基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料，其特征在所述基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料是根据权利要求1~8项中任一项所述基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料的制备方法所制备的钙长石质隔热保温材料。
...【技术特征摘要】
1.一种基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料的制备方法，其特征在于先以40~50wt%的磷石膏、30~40wt%的粉煤灰、15~20wt%的塑性黏土和5~7wt%的氧化铝为原料，外加所述原料10~20wt%的成孔剂，再外加所述原料5~8wt%的蔗糖水溶液，混合均匀，成型，干燥，在1200~1300℃条件下保温3~10h，制得基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料；
2.根据权利要求1所述的基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料的制备方法，其特征在于所述磷石膏和粉煤灰的粒径均小于188μm；粉煤灰的al2o3的含量≥30wt％。
3.根据权利要求1所述的基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料的制备方法，其特征在于所述塑性黏土为软质黏土或为膨润土。
4.根据权利要求1所述的基于磷石膏的钙长石质隔热保温材料的制备方法，其特征在于所述氧化铝的α-al2o3的含量≥98wt％；氧化铝的粒径小于0.2μm。
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