一种六铝酸钙及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及耐火材料领域，具体涉及一种六铝酸钙及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 六铝酸f丐（CaO? 6A1203)，简写为CA6,是一种优良的耐火原料，理论体积密度为 3. 38g/cm3,熔点高达1875°C，具有耐火度高、导热率低、抗碱性能优异、在还原气氛下高度 稳定等特点，且六铝酸钙的热膨胀系数与刚玉极为接近，两者可以以任何比例配合使用，在 不定形产品中使用六铝酸钙可以有效降低材料的体积密度，赋予其优良的高温体积稳定 性、保温隔热性能及抗碱性能等。
[0003]目前，六铝酸钙的制备主要采用烧结法，而现有技术仍存在一些问题使得六铝酸 钙产品没有得到大规模工业化生产及使用。
[0004] 授权公告号为CN102718514B的发明专利文献公开了一种微孔高强刚玉-六错酸 钙复合耐火原料及其制备方法，采用钙质原料与铝质原料，外加30%~60%水，混合，球磨 机湿磨，待料浆凝固后，在ll〇°C~200°C保温12~24h干燥，1750~1900°C条件下保温 3~5小时，最后破碎得到刚玉-六铝酸钙复合原料。此工艺制备的刚玉-六铝酸钙复合材 料六铝酸钙含量低，烧成温度高，窑炉能耗高，生产效率低，不适合进行大批量工业化生产。
[0005] 授权公告号为CN103553101B的发明专利文献公开了一种低温制备轻质六铝酸钙 的方法，采用钙质原料、铝质原料、水、醇、胺与碱为原料，将各原料混合均匀，置于高温釜内 在120~200°C水热反应5~15h，降至室温，经固液分离后，固体物在80~120°C下干燥 2~8h，再于高温炉内1300~1400°C煅烧1~5h，随炉冷却得到六铝酸钙。此工艺复杂， 生产周期长，生产效率低，设备投入大，不适合大批量工业生产。
[0006] 授权公告号为CN101456575B的发明专利文献公开了一种利用钙渣制备六铝酸钙 陶瓷粉体的方法，使用钙渣及工业氧化铝作为原料，混合均匀，成型后，置于高温炉内烧结。 此工艺钙渣原料纯度低，镁、硫、硅、铁等杂质含量较高，会使生成的六铝酸钙中伴随生成一 些低熔相，而这些杂质相的存在会降低浇注料的高温使用性能。
[0007] 授权公告号为CN102602970B的发明专利文献公开了一种利用铝型材厂阳极氧化 废渣制备的六铝酸钙及其制备方法，使用铝型材厂阳极氧化废渣及石灰石作为原料，湿磨 后，过滤脱水，破碎，加入适量结合剂，混合均匀后困料处理，压制成型，烘干后，置于高温炉 内1400~1600°C烧结2~5h。此工艺过程复杂，且原料纯度低，即铝型材厂阳极氧化废渣 中氧化铝含量仅有80~90%的氧化铝，杂质含量高会使生成的六铝酸钙中伴随生成一些 杂质相，进而影响饶注料的高温性能。
[0008] 目前工艺均为试验室小批量试验工艺，均采用高温炉进行烧制，生产效率低，且采 用的原料大多杂质含量高，会伴随生产大量杂质物相，对六铝酸钙的使用产生负面影响。因 此，工业化大批量生产出性能优异的六铝酸钙产品具有重要的意义。
【发明内容】
[0009] 本发明提供了一种六铝酸钙的制备方法，生产效率高，产量大，产品性能优异且稳 定，能够将六铝酸钙的烧结温度降低100 °C左右。
[0010] 一种六铝酸钙的制备方法，包括以下步骤：
[0011] (1)将40~80wt%工业氧化错粉和20~60wt%错酸盐水泥混合均匀，得到混合 粉，该混合粉经二次成球工艺处理，得到生球；
[0012] (2)所述生球烘干后，在1650°C~1800°C下，烧成1~5h，然后经破碎筛分，得到 六铝酸钙。
[0013] 本发明提供的六铝酸钙选用纯度较高的原料，并对原料的物理参数以及制备的工 艺参数进行优选，使制备得到的六铝酸钙体积密度小，具有优良的高温体积稳定性、保温隔 热性能以及抗碱性能。
[0014] 步骤⑵中的烧成时间不包括升温时间，是指在烧成温度下的保温时间。
[0015] 作为优选，所述工业氧化铝粉的粒度同时满足：D5。彡20ym，D9。彡45ym。
[0016] 工业氧化铝粉的粒度越细，后期的烧成温度会有所下降，且使六铝酸钙生产量略 微增多，但是过细的工业氧化铝粉容易在成球过程中发生自身的聚集，导致成球困难。
[0017] 作为优选，所述铝酸盐水泥中CaO含量彡20wt%，A1203含量彡80wt%，比表面积 多300m2/kg。铝酸盐水泥中的原料杂质含量越多，会导致六铝酸钙的可使用温度有所下降。
[0018] 为了保证工业氧化铝粉和铝酸盐水泥混合的均匀性，优选地，步骤（1)中的混合 在球磨机中进行，球料比为1 :2. 5~5。在球磨机中进行混合时，采用干混。
[0019] 作为优选，所述二次成球工艺为：在成球盘中对混合粉连续施水，制得母球，然后 在成球桶中对母球与混合粉连续施水，制得生球。
[0020] 本发明中的二次成球均采用洁净水做成球剂，不添加其他物质，操作简单，易于控 制成球品质。洁净水的添加量依据需要进行选择，以能保证成型的最小添加量为宜。
[0021] 步骤（2)中对生球的烘干在烘干仓中进行，优选地，步骤（2)中的烘干温度为 100~400°C。烘干时间依据需要进行选择。
[0022] 在一定范围内，工业氧化铝粉与铝酸盐水泥的质量比越大，即铝酸盐水泥的用量 一定，工业氧化铝粉的用量越多，六铝酸钙的生成量越多，如工业氧化铝粉的用量过多，则 生成的六铝酸钙中会残留氧化铝矿物相，从而影响六铝酸钙的性能，因此，工业氧化铝粉与 铝酸盐水泥的配比需适当，以保证得到的六铝酸钙的性能，优选地，步骤（1)中，将50~ 70wt%工业氧化错粉和30~50wt%错酸盐水泥混合均匀。
[0023] 进一步优选，步骤（1)中，将60~70wt%工业氧化铝粉和30~40wt%铝酸盐水 泥混合均匀。
[0024] 作为优选，步骤（2)在1650°C~1750°C下，烧成1~3h。
[0025] 本发明还提供了一种六铝酸钙，采用前面所述的制备方法制备得到。
[0026] 本发明提供的六铝酸钙的制备方法，具有工艺简单、成本低、生产周期短以及能够 大规模工业化生产等优点，制备得到的六铝酸钙纯度高，性能稳定，加入到不定形耐火材料 制品中，能够有效地降低耐火材料的体积密度，使其具有优良的高温体积稳定性、保温隔热 性能及抗碱性能等特点。
【附图说明】
[0027] 图1为本发明实施例1制备得到的六铝酸钙的显微结构图；
[0028] 图2为本发明实施例1制备得到的六铝酸钙的显微结构图。
【具体实施方式】
[0029] 以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定，本发明可以按发明内 容所述的任一方式实施。
[0030] 实施例1~12
[0031] 六铝酸钙的制备方法，包括以下步骤：
[0032] (1)按表1所示比例，将工业氧化铝粉和铝酸盐水泥在球磨机中混合均匀，得到混 合粉；
[0033] 工业氧化铝粉的粒度同时满足：D5。彡20 ym，D 9。彡45 ym。
[0034] 铝酸盐水泥中CaO含量彡20wt%，A1203含量彡80wt%，比表面积彡300m2/kg。
[0035] (2)在成球盘中对混合粉连续施水，制得母球，然后在成球桶中对母球与混合粉连 续施水，制得生球。
[0036] (3)将生球在250°C的烘干仓中烘干，然后在相应的烧成温度下烧成，得到六铝酸 钙半成品；
[0037] (4)六铝酸钙半成品经破碎机破碎筛分后，得到六铝酸钙成品。
[0038] 实施例1~12的工艺参数如表1所示。
[0039] 表 1
[0040]
[0044]
[0045]由表2可以看出，本发明制备得到的六铝酸钙具有体积密度较小、吸水率低、晶体 尺寸均匀等优点。如图1、图2所示，实施例1制备得到的六铝酸钙的晶体尺寸在3~6 y m。
【主权项】
1. 一种六铝酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 将40~80wt %工业氧化铝粉和20~60wt %铝酸盐水泥混合均匀，得到混合粉，该 混合粉经二次成球工艺处理，得到生球； (2) 所述生球烘干后，在1650°C~1800°C下，烧成1~5h，然后经破碎筛分，得到六铝 酸钙。2. 如权利要求1所述的六铝酸钙的制备方法，其特征在于，所述工业氧化铝粉的粒度 同时满足：D5。彡20 y m，D 9。彡45 y m。3. 如权利要求1所述的六铝酸钙的制备方法，其特征在于，所述铝酸盐水泥中CaO含量 ^ 20wt%，Al203含量< 80wt%，比表面积 ^ 300m2/kg。4. 如权利要求1所述的六铝酸钙的制备方法，其特征在于，步骤（1)中的混合在球磨机 中进行，球料比为I :2. 5~5。5. 如权利要求1所述的六铝酸钙的制备方法，其特征在于，所述二次成球工艺为：在 成球盘中对混合粉连续施水，制得母球，然后在成球桶中对母球与混合粉连续施水，制得生 球。6. 如权利要求1所述的六铝酸钙的制备方法，其特征在于，步骤（2)中的烘干温度为 100 ~400。。。7. 如权利要求1所述的六铝酸钙的制备方法，其特征在于，步骤（1)中，将50~70wt% 工业氧化错粉和30~50wt %错酸盐水泥混合均匀。8. -种六铝酸钙，其特征在于，采用如权利要求1~7任一项所述的制备方法制备得 到。
【专利摘要】本发明公开了一种六铝酸钙的制备方法，包括以下步骤：(1)将40～80wt％工业氧化铝粉和20～60wt％铝酸盐水泥混合均匀，得到混合粉，该混合粉经二次成球工艺处理，得到生球；(2)所述生球烘干后，在1650℃～1800℃下，烧成1～5h，然后经破碎筛分，得到六铝酸钙。本发明提供的六铝酸钙的制备方法，具有工艺简单、成本低、生产周期短以及能够大规模工业化生产等优点，制备得到的六铝酸钙纯度高，性能稳定，加入到不定形耐火材料制品中，能够有效地降低耐火材料的体积密度，使其具有优良的高温体积稳定性、保温隔热性能及抗碱性能等特点。
【IPC分类】C01F7/16
【公开号】CN105036167
【申请号】CN201510574928
【发明人】宋雅楠, 吴斌, 赵义, 黄凯, 马铮, 沈明科, 方斌祥
【申请人】浙江自立氧化铝材料科技有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年9月11日