專利名稱：電熔莫來石磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種以電熔莫來石為主料制備的耐火磚。
背景技術(shù)：
在高溫流化床反應(yīng)堆氯化器中制備銳鈦型純二氧化鈦時，天然二氧化鈦礦石被破碎并與其它配料混和，加氯反應(yīng)生成氣相四氯化鈦，然后分離純化該四氯化鈦，并在后續(xù)的反應(yīng)中與氧氣反應(yīng)生成純二氧化鈦。在所述氯化器中，流化床反應(yīng)堆溫度高達1200°C，通入氯氣后，其中還含高濃度的HC1，內(nèi)部環(huán)境非常惡劣，對氯化器磚體的腐蝕性很大。
如果氯化器磚體抗壓強度低，將導致反應(yīng)堆在運行時磚體開裂、剝落；重燒線收縮無法保證為0，將導致反應(yīng)堆高溫運行時磚體膨脹或收縮，導致整個反應(yīng)堆開裂、崩塌。因此要求氯化器的磚體具有較高的抗壓、抗折強度和重燒線收縮為0(1600°C X5小時)，這樣才能保證流化床反應(yīng)堆在這種高溫高腐蝕性的條件下運行較長時間。
目前，二氧化鈦流化床反應(yīng)堆氯化器專用磚主要由英國摩根熱陶瓷(RESCO)生產(chǎn)，市場價格昂貴，其生產(chǎn)的磚(80D)的莫來石相僅為6(Γ70% (化學分析Al2O3含量45. 8%， SiO2含量50. 5%)，體積密度較低(2. 419g/cm3),常溫抗壓強度低(82. 7MPa),抗彎強度低 (17. 2MPa)，因此使用時不太理想。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種電熔莫來石磚及其制備方法。 本發(fā)明工藝簡單，成本低廉，可操作性強，所生產(chǎn)的電熔莫來石磚的體密度高，耐酸性好，常溫抗折強度高，熱震穩(wěn)定性能優(yōu)異。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種電熔莫來石磚，其原料組分的粒度分布及重量百分比為體密度gill:*)A、將所述原料組分分別粉碎，經(jīng)篩分得到所述原料組分的粒度分布要求，然后經(jīng)磁選除去所述原料組分中的鐵磁性雜質(zhì)；B、將步驟A得到的蘭晶石、石英、粘土、二氧化鈦及電熔莫來石的20、0襯％與油酸混合，在球磨機內(nèi)球磨2018小時，得到球磨料；將粘結(jié)劑溶解在水中后，與剩余的電熔莫來石混合均勻，得到顆粒料；C、將步驟B得到的球磨料和顆粒料混合后，混碾5 20分鐘，存放陳腐1816小時，然后再次混練至充分混合均勻；D、將步驟C得到的混合材料經(jīng)壓力成型制成磚坯，然后將磚坯進行干燥；E、將步驟D得到的干燥磚坯在150(Γ1700 燒制，時間為Γ7小時，然后使其自然降溫， 即可得到所述電熔莫來石磚；F、上述步驟中，所述油酸的質(zhì)量為蘭晶石、石英、粘土、二氧化鈦及2(T40wt %的電熔莫來石總質(zhì)量的0. 5^1% ；所述粘結(jié)劑的質(zhì)量為蘭晶石、石英、粘土、二氧化鈦及所有電熔莫來石的總質(zhì)量的0. 1、％，溶解在水中后所述粘結(jié)劑的質(zhì)量濃度為2 10%。
所述步驟B中得到的球磨料的粒度分布為粒度為0. 088 mm的球磨料的質(zhì)量百分比為 90" 100%ο
所述步驟D中壓力成型制成磚坯時，所述壓力為8(Tl40kg/Cm2，成型后磚坯的性能指標應(yīng)符合顯氣孔率小于15%，體積密度大于2. 8 g/m3，水分含量為3飛％。
所述步驟D中，干燥后的磚坯的水分含量小于Il
所述粘結(jié)劑為甲基纖維素，所述甲基纖維素的質(zhì)量為蘭晶石、石英、粘土、二氧化鈦及所有電熔莫來石的總質(zhì)量的0.廣2%，溶解在水中后所述甲基纖維素的質(zhì)量濃度為 2 10%。
所述粘結(jié)劑為PVA (聚乙烯醇)，所述PVA的質(zhì)量為蘭晶石、石英、粘土、二氧化鈦及所有電熔莫來石的總質(zhì)量的0. 5 2%，溶解在水中后所述PVA的質(zhì)量濃度為2 10%。
所述粘結(jié)劑為糊精，所述糊精的質(zhì)量為蘭晶石、石英、粘土、二氧化鈦及所有電熔莫來石的總質(zhì)量的0. 5、％，溶解在水中后所述糊精的質(zhì)量濃度為2 10%。5原料組分粒度分布電熔莫來石 =C 3.5mm 蘭晶石=^O-Imm石英Cl I-1^5mm粘土^C.lmm二氧化釹2~10μχι所述原料組分的性質(zhì)要求為 Fe:0:.含量重量百分比
電熔寞來石—00· 粘土二氧化鈦
含量Al=Oj含量(Wt0O)>56 >30 )wtc,b顯氣孔率 <5電熔莫來石磚的制備方法，包括如下步驟
本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于1、本發(fā)明采用電熔莫來石為主料。電熔莫來石的莫來石純度高，具有膨脹均勻、熱震穩(wěn)定性極好、荷重軟化點高、高溫蠕變值小、硬度大、抗化學腐蝕性好等特點。本發(fā)明所制備的電熔莫來石磚的莫來石相含量大于80%(A1203含量64. 5%，SiO2含量33. 5%)，因此具有較強的抗折、抗壓能力，重燒線收縮低。
2、本發(fā)明采用蘭晶石為輔料。蘭晶石屬于高鋁礦物，其主要成份及理論含量為Al2O3 62. 9%，SiO2 37. 1%，抗化學腐蝕性能強，熱震機械強度大，受熱膨脹不可逆。它在130(T135(TC開始轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊硎?，在形成莫來石晶體時，體積膨脹，可以抵消其它原料以及最終產(chǎn)品在高溫下的體積收縮，保證整個耐火材料體積穩(wěn)定，這樣可保證本產(chǎn)品 (16000C X 5小時)重燒線收縮為0。
3、本發(fā)明在原料中加入了石英。石英在低溫時晶相為α-石英，在高溫時轉(zhuǎn)化為方石英，一方面方石英在147(T1723°C為穩(wěn)定的β石英，有較高的耐腐蝕作用，另一方面在 α、β相轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生熱膨脹作用，可部分抵消其它原料以及最終產(chǎn)品在高溫時的燒成收縮。
4、油酸在球磨中起到助磨劑作用，粘結(jié)劑在磚坯成型時起粘結(jié)劑作用，在高溫燒制中揮發(fā)掉。
本發(fā)明制備得到的電熔莫來石磚具備如下理化性能指標(對照英國摩根熱陶瓷產(chǎn)口、mJ 理化性能SiO； (Wt00) Al:03 (Wtc0) Fe:05 (Wte0) 體積密度(gem3) 耐火度(υ)荷重tt化點(0—6%) ("Ο 抗壓強度(Mpa) 常溫抗折強度(Mpa) 重燒線收縮(i6COt!X5小時)( 氣孔率(。0) 耐酸度(eo)抗熱麓性(ιιοου-SM)(次數(shù))由此可以看出，本發(fā)明的體密度比對增加約20%，耐火度比對增加3. 1%，常溫抗壓強度增加6. 4%，耐熱震性增加2. 5倍。
具體實施方式
實施例1本實施例所用原料組分及粉碎后的各組分粒徑如表1所示 表1本產(chǎn)品英國摩報熱陶瓷(SOD)
權(quán)利要求
1.ー種電熔莫來石磚，其特征在于其原料組分的粒度分布及重量百分比為 原料組分粒度分布重量百分比電熔莫來石 <3.5mm5 5-SOc b蘭晶石^ilimm10-2 Oc b-05 0.l-l.5mm10-2 O0 oTCi 土^tC'.imm0-50 ニ現(xiàn)化鐵2~i0iaiiO-I0O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熔莫來石磚，其特征在于所述原料組分的性質(zhì)要求為 Fe:03含量 M:0;含量 顯氣孔率 體密度(Wteb)(Wt00)(0O)(gm3)電熔寞來石 <?！猄>71<5>2.S蘭晶石<1>56°粘土<1>30ニ氧化釹 TiO:含量>99wt。b
3.權(quán)利要求1所述電熔莫來石磚的制備方法，其特征在于包括如下步驟A、將所述原料組分分別粉碎，經(jīng)篩分得到所述原料組分的粒度分布要求，然后經(jīng)磁選 除去所述原料組分中的鐵磁性雜質(zhì)；B、將步驟A得到的蘭晶石、石英、粘土、ニ氧化鈦及電熔莫來石的2(T40wt%與油酸混 合，在球磨機內(nèi)球磨2018小吋，得到球磨料；將粘結(jié)劑溶解在水中后，與剰余的電熔莫來 石混合均勻，得到顆粒料；C、將步驟B得到的球磨料和顆粒料混合后，混碾5 20分鐘，存放陳腐1816小時，然后 再次混練至充分混合均勻；D、將步驟C得到的混合材料經(jīng)壓カ成型制成磚坯，然后將磚坯進行干燥；E、將步驟D得到的干燥磚坯在1500 1700で燒制，時間為4 7小時，然后使其自然降溫， 即可得到所述電熔莫來石磚；F、上述步驟中，所述油酸的質(zhì)量為蘭晶石、石英、粘土、ニ氧化鈦及20、0wt %的電熔 莫來石總質(zhì)量的0. 5^1% ；所述粘結(jié)劑的質(zhì)量為蘭晶石、石英、粘土、ニ氧化鈦及所有電熔莫 來石的總質(zhì)量的0. 1、％，溶解在水中后所述粘結(jié)劑的質(zhì)量濃度為2 10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述電熔莫來石磚的制備方法，其特征在于所述步驟B中得到的球 磨料的粒度分布為粒度為0. 088 mm的球磨料的質(zhì)量百分比為9(Tl00%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述電熔莫來石磚的制備方法，其特征在于所述步驟D中壓カ成型 制成磚坯時，所述壓カ為8(Tl40kg/cm2，成型后磚坯的性能指標應(yīng)符合顯氣孔率小于15%， 體積密度大于2. 8 g/m3，水分含量為3 6%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述電熔莫來石磚的制備方法，其特征在于所述步驟D中，干燥后的 磚坯的水分含量小于1。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述電熔莫來石磚的制備方法，其特征在于所述粘結(jié)劑為甲基纖維 素，所述甲基纖維素的質(zhì)量為蘭晶石、石英、粘土、ニ氧化鈦及所有電熔莫來石的總質(zhì)量的 0.廣2%，溶解在水中后所述甲基纖維素的質(zhì)量濃度為2 10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述電熔莫來石磚的制備方法，其特征在于所述粘結(jié)劑為PVA(聚乙烯醇)，所述PVA的質(zhì)量為蘭晶石、石英、粘土、二氧化鈦及所有電熔莫來石的總質(zhì)量的 0. 5 2%，溶解在水中后所述PVA的質(zhì)量濃度為2 10%。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述電熔莫來石磚的制備方法，其特征在于所述粘結(jié)劑為糊精，所述糊精的質(zhì)量為蘭晶石、石英、粘土、二氧化鈦及所有電熔莫來石的總質(zhì)量的0. 5、％，溶解在水中后所述糊精的質(zhì)量濃度為2 10%。
全文摘要
一種電熔莫來石磚，其原料組分的粒度分布及重量百分比為電熔莫來石≤3.5mm，55~80%；蘭晶石≤0.1mm，10~20%；石英0.1~1.5mm，10~20%；粘土≤0.1mm，0~5%；二氧化鈦2~10μm，0~1%；其制備方法如下粉碎，篩分，磁選；將蘭晶石、石英、粘土、二氧化鈦及部分電熔莫來石與油酸混合，球磨，得到球磨料；將粘結(jié)劑溶解在水中，與剩余電熔莫來石混合，得到顆粒料；球磨料和顆粒料混合，混碾，陳腐，再次混練；經(jīng)壓力成型制成磚坯，將磚坯進行干燥、燒制。本發(fā)明工藝簡單，成本低廉，可操作性強，所得電熔莫來石磚體密度高，耐酸性好，常溫抗折強度高，熱震穩(wěn)定性能優(yōu)異。
文檔編號C04B35/185GK102503447SQ20111028577
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者何衛(wèi)平, 馮家迪, 史亮, 呂建新 申請人:江蘇省宜興非金屬化工機械廠有限公司