专利名称：一种利用废弃物合成莫来石的方法
技术领域：
本发明涉及利用废料合成高温陶瓷材料的方法，特别涉及一种利用废 弃物合成莫来石的方法。
背景技术：
莫来石(3A1203 2Si02)为铝的铝氧酸盐矿物，是AL03-Si02体系在常 压下唯一稳定存在的晶态化合物，具有耐火度高，抗热震性、抗化学侵蚀 性、抗蠕变性能好，荷重软化温度高，体积稳定性好，电绝缘性强等，是 理想的高级耐火材料，被广泛用于冶金、玻璃、陶瓷、化学、电力、国防、 燃气和水泥等工业(陈冬，陈南春.莫来石的研究进展[J].矿产与地质， 2004 (2): 18-22)。
自然界中天然莫来石矿物很少，工业用莫来石主要为人工合成。目前， 合成工业用莫来石的方法主要有电熔法和烧结法(申小清.超细莫来石粉 体的制备研究[D].郑州大学硕士学位论文，2002: 4-6)。电熔法是将混 合后的原料在电弧中熔融而成，缺点是耗电量大、对合成条件要求苛刻； 烧结法按所用原料性质的不同分为无机硅铝凝胶法、有机硅铝凝胶法和矿 物相变法(卫晓辉，孙加林，孙庚辰.莫来石的低温合成[J].耐火材料， 2008， 42 (3): 229-231)。其中，无机硅铝凝胶法和有机硅铝凝胶法是分 别采用无机和有机原料按一定的化学组成制成硅铝胶体，然后在高温下煅 烧而成，其缺点是能耗较高，而且有机凝胶法中使用的有机原料价格昂贵。 矿物相变法是将高铝矾土、高岭土、叶腊石等天然矿物置于窑中高温煅烧而成，该方法的缺点是能耗高，同时由于其矿物组成与莫来石组成之间存 在较大的差异，造成莫来石转化率不高，浪费资源。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用废弃的粉煤灰漂珠烧结合成高铝莫来 石的方法，此方法不仅原料来源广泛、生产成本低、能耗小，而且变废为 宝，所合成莫来石的氧化铝含量高，结晶性能好。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是
1) 首先，将粉煤灰漂珠放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研 磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为(2 3): 1,研磨0.5 3h， 然后过120目筛后采用永久磁铁除铁两次，然后再采用电磁除铁两次，使 原料中Fe203的含量低于0. 5%;
2) 其次，取上述经除铁处理后的粉煤灰漂珠和工业纯氧化铝以粉煤 灰漂珠工业纯氧化铝=1: (0.5 3)的质量百分比放入球磨机中干磨混
匀，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为
(2 3): 1，研磨0.5 3h，然后过120目筛得混合料；
3) 然后，将上述干磨混匀后的混合料放入氧化铝坩锅中，将装有混 合料的氧化铝坩锅置于硅碳棒电阻炉内，自室温以5。C/min的升温速率升 温至700 140(TC，保温l 4h，自然冷却后得样品；
4) 最后，将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌，过20-80目 筛后，即得莫来石。
本发明的主要原料是燃煤电厂排放的工业废弃物，用粉煤灰漂珠合成 莫来石不仅有助于节约天然资源，降低生产成本，而且有利于环境保护； 所用的粉煤灰漂珠主要为微米级球形颗粒，与天然矿物相比，原料无需使用大功率破碎机破碎，且混料均匀；合成温度均低于传统生产工艺，节约 了矿物资源和能源；通过控制氧化铝的加入量，调节原料配比，可以合成 不同氧化铝含量的莫来石骨料。
具体实施例方式
实施例1:首先，将粉煤灰漂珠放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石 作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为2: 1，研磨3h，然后 过120目筛后采用永久磁铁除铁两次，然后再采用电磁除铁两次，使原料 中FeA的含量低于0.5%;其次，取上述经除铁处理后的粉煤灰漂珠和工 业纯氧化铝以粉煤灰漂珠工业纯氧化铝=1: 0.5的质量百分比放入球磨 机中干磨混匀，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的 质量比为2: 1，研磨3h，然后过120目筛得混合料；然后，将上述干磨 混匀后的混合料放入氧化铝坩锅中，将装有混合料的氧化铝坩锅置于硅碳
棒电阻炉内，自室温以5。C/min的升温速率升温至70(TC，保温4h，自然 冷却后得样品；最后，将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌，过80 目筛后，即得氧化铝含量大于40%的高铝莫来石。
实施例2:首先，将粉煤灰漂珠放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石 作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为2. 5: 1，研磨2h，然 后过120目筛后采用永久磁铁除铁两次，然后再采用电磁除铁两次，使原 料中FeA的含量低于0.5y。；其次，取上述经除铁处理后的粉煤灰漂珠和 工业纯氧化铝以粉煤灰漂珠工业纯氧化铝二l: 1的质量百分比放入球磨
机中干磨混匀，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的
质量比为2.5: 1，研磨2h，然后过120目筛得混合料；然后，将上述干
磨混匀后的混合料放入氧化铝坩锅中，将装有混合料的氧化铝坩锅置于硅碳棒电阻炉内，自室温以5"C/min的升温速率升温至90(TC，保温3h，自 然冷却后得样品；最后，将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌，过 60目筛后，即得氧化铝含量大于60%的高铝莫来石。
实施例3:首先，将粉煤灰漂珠放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石 作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为3: 1，研磨0.5h，然 后过120目筛后采用永久磁铁除铁两次，然后再采用电磁除铁两次，使原 料中Fe203的含量低于0.5%;其次，取上述经除铁处理后的粉煤灰漂珠和 工业纯氧化铝以粉煤灰漂珠工业纯氧化铝=1: 3的质量百分比放入球磨
机中干磨混匀，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的
质量比为3: 1，研磨0.5h，然后过120目筛得混合料；然后，将上述干
磨混匀后的混合料放入氧化铝坩锅中，将装有混合料的氧化铝柑锅置于硅
碳棒电阻炉内，自室温以5°C/min的升温速率升温至1400°C，保温lh, 自然冷却后得样品；最后，将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌， 过20目筛后，即得氧化铝含量大于80%的高铝莫来石。
实施例4:首先，将粉煤灰漂珠放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石 作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为2.2: 1，研磨lh，然 后过120目筛后采用永久磁铁除铁两次，然后再采用电磁除铁两次，使原 料中Fe203的含量低于0.5。/。；其次，取上述经除铁处理后的粉煤灰漂珠和
工业纯氧化铝以粉煤灰漂珠工业纯氧化铝=1: 2的质量百分比放入球磨
机中干磨混匀，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的
质量比为2.7: 1，研磨lh，然后过120目筛得混合料；然后，将上述干
磨混匀后的混合料放入氧化铝坩锅中，将装有混合料的氧化铝坩锅置于硅
碳棒电阻炉内，自室温以5°C/min的升温速率升温至IOO(TC，保温2h，自然冷却后得样品；最后，将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌， 过40目筛后，即得氧化铝含量大于70%的高铝莫来石。
实施例5:首先，将粉煤灰漂珠放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石 作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为2.8: 1，研磨1.5h， 然后过120目筛后采用永久磁铁除铁两次，然后再采用电磁除铁两次，使 原料中FeA的含量低于0.5%;其次，取上述经除铁处理后的粉煤灰漂珠 和工业纯氧化铝以粉煤灰漂珠工业纯氧化铝=1: L5的质量百分比放入
球磨机中干磨混匀，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂
珠的质量比为2.3: 1，研磨2.6h,然后过120目筛得混合料；然后，将
上述干磨混匀后的混合料放入氧化铝坩锅中，将装有混合料的氧化铝坩锅
置于硅碳棒电阻炉内，自室温以5tVmin的升温速率升温至120(TC，保温 1.5h，自然冷却后得样品；最后，将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中 搅拌，过50目筛后，即得氧化铝含量大于65%的高铝莫来石。
权利要求
1、一种利用废弃物合成莫来石的方法，其特征在于1)首先，将粉煤灰漂珠放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为(2～3)1，研磨0.5～3h，然后过120目筛后采用永久磁铁除铁两次，然后再采用电磁除铁两次，使原料中Fe2O3的含量低于0.5％；2)其次，取上述经除铁处理后的粉煤灰漂珠和工业纯氧化铝以粉煤灰漂珠工业纯氧化铝＝1(0.5～3)的质量百分比放入球磨机中干磨混匀，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为(2～3)1，研磨0.5～3h，然后过120目筛得混合料；3)然后，将上述干磨混匀后的混合料放入氧化铝坩锅中，将装有混合料的氧化铝坩锅置于硅碳棒电阻炉内，自室温以5℃/min的升温速率升温至700～1400℃，保温1～4h，自然冷却后得样品；4)最后，将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌，过20-80目筛后，即得莫来石。
2、 根据权利要求1所述的利用废弃物合成莫来石的方法，其特征在 于首先，将粉煤灰漂珠放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介 质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为2: 1，研磨3h，然后过120目筛 后釆用永久磁铁除铁两次，然后再采用电磁除铁两次，使原料中FeA的含 量低于0.5%;其次，取上述经除铁处理后的粉煤灰漂珠和工业纯氧化铝以 粉煤灰漂珠工业纯氧化铝=1: 0.5的质量百分比放入球磨机中干磨混匀， 利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为2: 1，研磨3h，然后过120目筛得混合料；然后，将上述干磨混匀后的混合料放入氧化铝坩锅中，将装有混合料的氧化铝坩锅置于硅碳棒电阻炉内，自室温以5TVmin的升温速率升温至70(TC，保温4h，自然冷却后得样品；最 后，将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌，过80目筛后，即得氧 化铝含量大于40%的高铝莫来石。
3、 根据权利要求1所述的利用废弃物合成莫来石的方法，其特征在 于首先，将粉煤灰漂珠放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介 质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为2. 5: 1，研磨2h，然后过120目 筛后采用永久磁铁除铁两次，然后再采用电磁除铁两次，使原料中Fe203 的含量低于0.5%;其次，取上述经除铁处理后的粉煤灰漂珠和工业纯氧化铝以粉煤灰漂珠工业纯氧化铝二l: 1的质量百分比放入球磨机中干磨混 匀，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为 2.5: 1，研磨2h，然后过120目筛得混合料；然后，将上述干磨混匀后的混合料放入氧化铝坩锅中，将装有混合料的氧化铝坩锅置于硅碳棒电阻炉内，自室温以5'C/min的升温速率升温至90(TC，保温3h，自然冷却后得 样品；最后，将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌，过60目筛后， 即得氧化铝含量大于60%的高铝莫来石。
4、 根据权利要求1所述的利用废弃物合成莫来石的方法，其特征在 于首先，将粉煤灰漂珠放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介 质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为3: 1，研磨0.5h，然后过120目 筛后采用永久磁铁除铁两次，然后再采用电磁除铁两次，使原料中FeA 的含量低于0.5%;其次，取上述经除铁处理后的粉煤灰漂珠和工业纯氧化铝以粉煤灰漂珠工业纯氧化铝=1: 3的质量百分比放入球磨机中干磨混匀，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为3: 1，研磨0.5h，然后过120目筛得混合料；然后，将上述干磨混匀后的混 合料放入氧化铝坩锅中，将装有混合料的氧化铝坩锅置于硅碳棒电阻炉内，自室温以5°C/min的升温速率升温至1400°C，保温lh，自然冷却后 得样品；最后，将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌，过20目筛 后，即得氧化铝含量大于80%的高铝莫来石。
5、 根据权利要求1所述的利用废弃物合成莫来石的方法，其特征在 于首先，将粉煤灰漂珠放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介 质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为2.2: 1，研磨lh，然后过120目 筛后采用永久磁铁除铁两次，然后再采用电磁除铁两次，使原料中Fe203 的含量低于0.5%;其次，取上述经除铁处理后的粉煤灰漂珠和工业纯氧化 铝以粉煤灰漂珠工业纯氧化铝=1: 2的质量百分比放入球磨机中干磨混 匀，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为2.7: 1，研磨lh，然后过120目筛得混合料；然后，将上述干磨混匀后的混合料放入氧化铝坩锅中，将装有混合料的氧化铝坩锅置于硅碳棒电阻炉内，自室温以5tVmin的升温速率升温至IOO(TC，保温2h，自然冷却后 得样品；最后，将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌，过40目筛 后，即得氧化铝含量大于70%的高铝莫来石。
6、 根据权利要求1所述的利用废弃物合成莫来石的方法，其特征在 于首先，将粉煤灰漂珠放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介 质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为2.8: 1，研磨1.5h，然后过120 目筛后采用永久磁铁除铁两次，然后再采用电磁除铁两次，使原料中Fe203 的含量低于0.5%;其次，取上述经除铁处理后的粉煤灰漂珠和工业纯氧化铝以粉煤灰漂珠工业纯氧化铝=1: 1. 5的质量百分比放入球磨机中干磨 混匀，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和粉煤灰漂珠的质量比为 2.3: 1，研磨2.6h，然后过120目筛得混合料；然后，将上述干磨混匀后 的混合料放入氧化铝坩锅中，将装有混合料的氧化铝坩锅置于硅碳棒电阻炉内，自室温以5°C/min的升温速率升温至1200°C,保温1.5h，自然冷 却后得样品；最后，将自然冷却后的样品倒入物料搅拌器中搅拌，过50 目筛后，即得氧化铝含量大于65%的高铝莫来石。
全文摘要
一种利用废弃物合成莫来石的方法，将粉煤灰漂珠放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质研磨后除铁；然后取除铁后的粉煤灰漂珠和工业纯氧化铝混合球磨后得混合料；将混合料放入氧化铝坩锅后置于硅碳棒电阻炉内，烧结后得样品；最后，将样品倒入物料搅拌器中搅拌即得莫来石。本发明以燃煤电厂排放的工业废弃物粉煤灰漂珠合成莫来石不仅有助于节约天然资源，降低生产成本，而且有利于环境保护；所用的粉煤灰漂珠主要为微米级球形颗粒，与天然矿物相比，原料无需使用大功率破碎机破碎，且混料均匀；合成温度均低于传统生产工艺，节约了矿物资源和能源；通过控制氧化铝的加入量，调节原料配比，可以合成不同氧化铝含量的莫来石骨料。
文档编号B09B3/00GK101531523SQ200910021989
公开日2009年9月16日 申请日期2009年4月10日 优先权日2009年4月10日
发明者曹丽云, 李颖华, 黄剑锋 申请人:陕西科技大学