一种垃圾焚烧炉用莫来石不定型料及其生产工艺的制作方法

本发明涉及耐火材料，具体是涉及一种垃圾焚烧炉用莫来石不定型料及其生产工艺。

背景技术：

1、垃圾焚烧炉是一种用于处理垃圾的设备，通过高温将垃圾燃烧成灰烬和烟气，并将有毒物质快速裂解，达到无害化处理，因此垃圾焚烧成为了固体垃圾的主要处理方法。垃圾焚烧炉工作温度为1200℃～1700℃，因此垃圾焚烧炉需要良好的耐火材料作为内衬。

2、耐火材料分为不定型耐火材料和定型耐火材料。定型耐火材料通常为耐火砖，其形状有标准规则，也可根据具体进行尺寸加工，但是定型耐火材料使用时必须根据使用环境进行限定加工，使用不方便且适用范围小。不定型耐火材料，是由多种骨料或集料和粘和剂组成的混合粉状颗料，能直接使用或加适当的液体调配后浇筑使用。

3、现有的不定型耐火材料多采用莫来石为骨料，但是莫来石耐火料的导热系数较高，垃圾焚烧炉内的热量会快速流失，导致能源大量浪费。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种垃圾焚烧炉用莫来石不定型料及其生产工艺。

2、本发明的技术方案是：一种垃圾焚烧炉用莫来石不定型料，按重量份数计包括以下成分：轻质多孔莫来石60～75份、铝酸钙水泥10～20份、氧化铝细粉4～10份、硅微粉6～12份、羟甲基纤维素1～3份、高岭土2～5份、六偏磷酸钠0.5～1份。

3、说明：上述采用轻质多孔莫来石作为骨料与其它辅料配合后制成不定型料，固化后的不定型料耐腐蚀性能优异，且不定型料内部存在均匀的孔隙，可有效降低不定型料的导热系数，减少热量的流失，提高能源利用率。

4、进一步地，所述轻质多孔莫来石的制备方法包括以下步骤：

5、s1、将硝酸铝与硝酸锌加入至无水乙醇内，搅拌至完成溶解，得到混合溶液；硝酸铝、硝酸锌与无水乙醇的质量比为2～3：1～1.5：7～9；

6、s2、采用质量浓度为15～20％的稀盐酸将混合溶液的ph值调整至2～3，随后在搅拌状态下，向混合溶液内持续加入正硅酸乙酯，正硅酸乙酯每分钟的添加量占混合溶液初始质量的2～3％，直至10～12min后得到前驱体，且正硅酸乙酯添加过程中每隔3～4min向混合溶液内添加一次结合剂；结合剂的单次添加量占混合溶液初始质量的0.1～0.2％；

7、s3、将前驱体在60～70℃下搅拌0.5～1h，随后静置1～1.5h得到混合凝胶；

8、s4、将混合凝胶干燥，随后将干燥后的混合凝胶在1200～1300℃下烧结2～3h，得到轻质多孔莫来石。

9、说明：上述工艺正硅酸乙酯会水解产生硅酸，硅酸之间会缩合形成三维硅氧网络，同时铝离子和锌离子会与硅酸反应生成硅酸铝与硅酸锌，并在结合剂的作用下进入硅氧网络形成硅酸盐混合凝胶，再通过烧结使混合凝胶内的出现莫来石结构，且混合凝胶内的硅酸锌会在高温下分解，使莫来石结构内出现均匀的孔隙，以降低莫来石的导热系数，且硅酸锌分解后会在孔隙内形成氧化锌层，提高了孔隙内的耐腐蚀性能。

10、进一步地，步骤s2中，所述结合剂为丙烯酸丁酯与邻苯二甲酸二辛酯按1：1.2～1.6的比例混合而成。

11、说明：上述结合剂可使硅酸盐有效结合形成混合凝胶，且硅酸锌能够均匀分布在混合凝胶内。

12、进一步地，步骤s2中，所述混合溶液的初始温度为15～25℃，每次结合剂添加完成后，将混合溶液的温度提高3～5℃。

13、说明：混合溶液的温度逐渐提高，可以使正硅酸乙酯充分反应，并在结合剂作用下形成混合凝胶，提高混合凝胶转化率。

14、进一步地，步骤s4中，所述干燥温度为130～150℃，干燥时间30～40min。

15、说明：上述干燥参数可保证混合凝胶内的水分被充分去除，形成干凝胶。

16、进一步地，步骤s4中，所述烧结时的升温曲线为：以3～5℃/min的升温速度升温至280～320℃，保温15～20min；再以6～8℃/min的升温速度升温至760～800℃，保温30～40min；再以10～12℃/min的升温速度升温至1000～1100℃，保温50～60min；再以6～8℃/min的升温速度升温至1200～1300℃。

17、说明：上述升温曲线可以形成稳定的莫来石结构，保证莫来石的晶粒细小且均匀，且保证硅酸锌能够充分分解，在莫来石内部形成均匀的孔隙。

18、进一步地，所述氧化铝细粉的平均粒径为1.0μm～3.0μm。

19、说明：上述粒径的氧化铝粉可调节不定型料的流动性与耐磨性能。

20、进一步地，所述硅微粉的平均粒径≤1.0μm。

21、说明：上述粒径的硅微粉可提高不定型料的机械强度与结构均匀性。

22、另一方面，本发明提供了一种垃圾焚烧炉用莫来石不定型料的生产工艺，用于制备上述垃圾焚烧炉用莫来石不定型料，包括以下步骤：

23、步骤1：将轻质多孔莫来石、铝酸钙水泥、氧化铝细粉、硅微粉、高岭土放入搅拌机内，搅拌10～15min后，得到混合料；

24、步骤2：向混合料内加入占其总质量10～15％的水，随后将六偏磷酸钠、羟甲基纤维素加入混合料内，继续搅拌20～30min，得到莫来石不定型料。

25、说明：上述工艺制备的莫来石不定型料内部成分均匀，固化成型后晶粒细小，内部孔隙率高、导热系数低，且耐腐蚀性能优异。

26、本发明的有益效果是：

27、(1)本发明采用轻质多孔莫来石作为骨料与其它辅料配合后制成不定型料，固化后的不定型料耐腐蚀性能优异，且不定型料内部存在均匀的孔隙，可有效降低不定型料的导热系数，减少热量的流失，提高能源利用率。

28、(2)本发明中正硅酸乙酯会水解产生硅酸，硅酸之间会缩合形成三维硅氧网络，同时铝离子和锌离子会与硅酸反应生成硅酸铝与硅酸锌，并在结合剂的作用下形成硅酸盐混合凝胶，再通过烧结使混合凝胶内的出现莫来石结构，且混合凝胶内的硅酸锌会在高温下分解，使莫来石结构内出现均匀的孔隙，以降低莫来石的导热系数，且硅酸锌分解后会在孔隙内形成氧化锌层，提高了孔隙内的耐腐蚀性能。

29、(3)本发明工艺制备的莫来石不定型料内部成分均匀，固化成型后晶粒细小，内部孔隙率高、导热系数低，且耐腐蚀性能优异。

技术特征：

1.一种垃圾焚烧炉用莫来石不定型料，其特征在于，按重量份数计包括以下成分：轻质多孔莫来石60～75份、铝酸钙水泥10～20份、氧化铝细粉4～10份、硅微粉6～12份、羟甲基纤维素1～3份、高岭土2～5份、六偏磷酸钠0.5～1份。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉用莫来石不定型料，其特征在于，所述轻质多孔莫来石的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧炉用莫来石不定型料，其特征在于，步骤s2中，所述结合剂为丙烯酸丁酯与邻苯二甲酸二辛酯按1：1.2～1.6的比例混合而成。

4.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧炉用莫来石不定型料，其特征在于，步骤s2中，所述混合溶液的初始温度为15～25℃，每次结合剂添加完成后，将混合溶液的温度提高3～5℃。

5.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧炉用莫来石不定型料，其特征在于，步骤s4中，所述干燥温度为130～150℃，干燥时间30～40min。

6.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧炉用莫来石不定型料，其特征在于，步骤s4中，所述烧结时的升温曲线为：以3～5℃/min的升温速度升温至280～320℃，保温15～20min；再以6～8℃/min的升温速度升温至760～800℃，保温30～40min；再以10～12℃/min的升温速度升温至1000～1100℃，保温50～60min；再以6～8℃/min的升温速度升温至1200～1300℃。

7.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉用莫来石不定型料，其特征在于，所述氧化铝细粉的平均粒径为1.0μm～3.0μm。

8.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉用莫来石不定型料，其特征在于，所述硅微粉的平均粒径≤1.0μm。

9.一种垃圾焚烧炉用莫来石不定型料的生产工艺，用于生产如权利要求1～8任意一项所述的垃圾焚烧炉用莫来石不定型料，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧炉用莫来石不定型料及其生产工艺；不定型料按重量份数计包括以下成分：轻质多孔莫来石60～75份、铝酸钙水泥10～20份、氧化铝细粉4～10份、硅微粉6～12份、羟甲基纤维素1～3份、高岭土2～5份、六偏磷酸钠0.5～1份。本发明采用轻质多孔莫来石作为骨料与其它辅料配合后制成不定型料，固化后的不定型料耐腐蚀性能优异，且不定型料内部存在均匀的孔隙，可有效降低不定型料的导热系数，减少热量的流失，提高能源利用率。

技术研发人员：周娉,汤清
受保护的技术使用者：宜兴市海科耐火材料制品有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/17