专利名称：一种高纯电熔莫来石的生产方法
技术领域：
本发明涉及的是一种陶瓷和耐火材料技术领域的方法，特别是一种利用刚玉除尘 灰为主要原料和硅石为辅助原料生产高纯电熔莫来石的方法。
背景技术：
莫来石是一种优质的耐火材料，它具有膨胀均勻、热震稳定性极好、荷重软化点 高、高温蠕变值小、硬度大、抗化学腐蚀性好等特点。莫来石(3Al203.2Si02)是Al2O3-SiO2 二 元系中常压下唯一稳定存在的二元化合物，天然莫来石较少，一般均采用人工合成，莫来石 可以采用电熔法合成也可以采用烧结法合成。电熔法是液相反应，反应完全，产品质量较 好，莫来石含量能达到95%，而常规烧结法生产的莫来石含量通常低于90%。刚玉除尘灰是近年来出现的工业固体废弃物，是生产刚玉的副产品，以往刚玉生 产通常不除尘，自由排放，随着我国政府对刚玉生产环保要求的提高，刚玉生产企业被强制 采用除尘装置，为此产生了大量刚玉吸尘灰，其主要成份是氧化铝(Al2O3),纯度较高。由于 刚玉除尘灰的大量产生，它的再生产利用已成为不得不考虑的问题。为此，根据刚玉除尘灰 含有较高Al2O3的特点，采用刚玉除尘灰为原料替代工业氧化铝或铝矾土生产莫来石，为刚 玉除尘灰的再生利用开辟了新的途径。经对现有技术的文献检索发现，曲木兰在《江苏冶金》(1996年，第2期，第25_28 页)发表了“合成高纯电熔莫来石的研制”，该文中提出采用电熔法选用人工精制的工业氧 化铝和硅石为原料合成高纯莫来石。其不足在于工业氧化铝价格较高，工业氧化铝的生产 需要消耗了日益紧张的铝矾土资源。文献检索还发现，公开号为CN1974475的中国专利公 开了一种采用废弃物铝灰为主要原材料，配以铝矾土和硅石生产电熔莫来石材料。其不足 在于铝灰和铝矾土杂质含量较高，合成的电熔莫来石含量低于93%。在进一步的检索中， 未发现有用刚玉除尘灰为原料采用电熔工艺生产高纯电熔莫来石的文献报道。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提出了一种生产高纯电熔莫来石的方法。本方法 采用刚玉除尘灰为主要原材料，配以硅石为辅助原料生产高纯电熔莫来石，莫来石含量大 于97%，既降低了莫来石的生产成本，又消耗了工业固废刚玉除尘灰。本发明是通过以下技术方案实现的以刚玉除尘灰和硅石为原料，采用电熔工艺 合成莫来石。具体步骤为以刚玉除尘灰和硅石为原料，其中刚玉除尘灰主要成份重量百分比为=Al2O3含量 > 90%, SiO2 含量< 0. 5%, TiO2 含量< 0. 1 %, Fe2O3 含量< 0. 1%，CaO 含量< 0.1% 硅 石的主要成份重量百分比SiO2含量>99.4%。采用电熔工艺生产高纯电熔莫来石。刚玉 除尘灰和硅石按重量百分比分别为75 85% 15 25%的范围内配比，混合均勻，加入 电弧炉中，熔炼温度1900 2100°C，熔炼时间45 90分钟。倒出冷却，粉碎，分选。本发明具有如下有益效果和实质性特点
由于本方法采用的电熔法生产莫来石，而电熔法是液相反应，所以反应完全，产品 质量较好，莫来石含量超过97%。另外，生产所使用的原料刚玉除尘灰为工业固废，在降低 生产成本的同时也有效的保护环境，减小污染，这样使得该方法具有较为光明的应用前景。
具体实施例方式以下对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例1:刚玉除尘灰主要成份=Al2O3含量91. 20%，SiO2含量0. 18%, TiO2含量0.01%， Fe2O3含量0. 15%，CaO含量0.08%。粒度小于10 μ m。硅石主要成份Si02含量94. 67%。 粒度小于40目。按重量百分比80%和20%分别称取铝灰800公斤和硅石200公斤，在2000°C高温 下电熔60分钟，倒出冷却，粉碎，分选。所得到的电熔高纯莫来石含量97. 4%。实施例2:刚玉除尘灰主要成份=Al2O3含量91. 20%，SiO2含量0. 18%, TiO2含量0.01%， Fe2O3含量0. 15%，CaO含量0.08%。粒度小于10 μ m。硅石主要成份Si02含量94. 67%。 粒度小于40目。按重量百分比75%和25%分别称取铝灰750公斤和硅石250公斤，在1900°C高温 下电熔90分钟，倒出冷却，粉碎，分选。所得到的电熔高纯莫来石含量97. 1%。实施例3:刚玉除尘灰主要成份=Al2O3含量91. 20%，SiO2含量0. 18%, TiO2含量0.01%， Fe2O3含量0. 15%，CaO含量0.08%。粒度小于10 μ m。硅石主要成份Si02含量94. 67%。 粒度小于40目。按重量百分比85%和15%分别称取铝灰850公斤和硅石150公斤，在2100°C高温 下电熔45分钟，倒出冷却，粉碎，分选。所得到的电熔高纯莫来石含量97. 3%。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
权利要求
1.一种高纯电熔莫来石的方法，特征在于，该方法以刚玉除尘灰为主要原材料，配以硅 石为辅助原料高温电熔生产莫来石。
2.根据权利要求1中所述的一种高纯电熔莫来石的方法，特征在于，其所述的刚玉除 尘灰的主要成分重量百分比为=Al2O3含量> 90%，SiO2含量<0.5%，TiO2含量<0. 1%, Fe2O3 含量< 0.1%, CaO 含量< 0. 1%0
3.根据权利要求1中所述的一种高纯电熔莫来石的方法，特征在于，其所述的硅石的 主要成份重量百分比=SiO2含量> 99.4%。
4.根据权利要求1中所述的一种高纯电熔莫来石的方法，特征在于，其所述的刚玉除 尘灰和硅石的重量配比为75 85% 15 25%。
5.根据权利要求1中所述的一种高纯电熔莫来石的方法，特征在于，其所述的电熔熔 炼温度为1900 2100°C，熔炼时间45 90分钟。
6.根据权利要求1中所述的一种高纯电熔莫来石的方法，特征在于，该方法包含如下 步骤按指定配比混勻刚玉除尘灰与硅石，之后加入电弧炉高温熔炼，熔炼结束后倒出冷 却，接着粉碎，最终再分选出符合要求的莫来石。
全文摘要
本发明公开了一种利用刚玉除尘灰为主要原料和硅石为辅助原料生产高纯电熔莫来石的方法，由于本方法采用的电熔法生产莫来石，而电熔法是液相反应，所以反应完全，产品质量较好，莫来石含量超过97％。另外，生产所使用的原料刚玉除尘灰为工业固废，在降低生产成本的同时也有效的保护环境，减小污染，这样使得该发明方法具有较为光明的应用前景。
文档编号C04B35/185GK102126865SQ20111002073
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月18日 优先权日2011年1月18日
发明者陈海* 申请人:上海海事大学