專(zhuān)利名稱(chēng)：一種方石英－莫來(lái)石復(fù)合材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火材料領(lǐng)域，特別涉及一種方石英-莫來(lái)石復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
我國(guó)鋁礬土儲(chǔ)量極為豐富，產(chǎn)地從黃河以北的山西、河北和山東，穿過(guò)中部的河南和廣西，直到西南的貴州和云南，目前出產(chǎn)鋁礬土熟料的主要產(chǎn)地在山西、河南和貴州。鋁礬土是由長(zhǎng)石、云母等礦物風(fēng)化而形成的，他的主要礦物類(lèi)型是三水鋁石、硬水鋁石和勃姆石，此外由于形成的條件不同，還可能含有高嶺石、石英、方解石等雜質(zhì)。我國(guó)鋁礬土中的水鋁石-高嶺石型(DK)和勃姆石-高嶺石型(BK)應(yīng)用最為廣泛，DK型鋁礬土熟料按Al2O3含量氛圍特等、I等、IIA等、IIB等、III等，其主要化學(xué)成分見(jiàn)表1和表2表1各類(lèi)BK型高鋁礬土煅燒后化學(xué)成分(wt％)

表2各類(lèi)DK型高鋁礬土煅燒后化學(xué)成分(wt％)

煤矸石是在煤炭開(kāi)采和洗選過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，是我國(guó)排放量最大的工業(yè)廢渣之一。煤矸石產(chǎn)量按原煤產(chǎn)量的15％計(jì)算，每年煤矸石至少增加1～2億噸以上，歷年堆存的煤矸石約20億噸，占地近10萬(wàn)畝，且仍在不斷增加，2000年就上升到了3.1億噸，不僅占用大量的農(nóng)田和土地，而且嚴(yán)重污染環(huán)境，如何治理和綜合利用煤矸石也正在得到人們的重視。
國(guó)內(nèi)煤矸石的利用概況①煤矸石發(fā)電②煤矸石制磚③煤矸石生產(chǎn)水泥④做新型工業(yè)填料⑤煤矸石制備吸附劑⑥利用煤矸石開(kāi)發(fā)陶粒產(chǎn)品⑦利用煤矸石做地面塌陷區(qū)的充填或面填材料，可是采煤破壞的土地得到恢復(fù)，減少土地?fù)p壞⑧利用煤矸石為載體生產(chǎn)無(wú)機(jī)復(fù)合肥和微生物有機(jī)肥料。
山西是產(chǎn)煤大省，所以同時(shí)也有大量的煤矸石堆積，其主要化學(xué)成分為SiO2含量在50％左右，Al2O3含量在20％左右，同時(shí)還含有少量的CaO、MgO、TiO2、Na2O、K2O和不同含量的C，其開(kāi)發(fā)利用前景非常樂(lè)觀(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的目的在于結(jié)合我國(guó)現(xiàn)有資源的充分利用及促進(jìn)固體廢棄物資源化再生利用，選擇了一種天然原料和固體廢棄物來(lái)合成耐火材料制作方英石-莫來(lái)石復(fù)合材料，不僅充分利用了現(xiàn)有資源，同時(shí)也減少了固體廢棄物帶來(lái)的污染，大大降低生產(chǎn)成本。
一種方英石-莫來(lái)石復(fù)合材料，其特征在于合成方英石-莫來(lái)石的主要原料是煤矸石和鋁礬土，煤矸石的重量百分比含量為50～75％，鋁礬土的重量百分比含量為25～50％，鋁礬土中Al2O3含量要求大于75％。最佳原料配比煤矸石的重量百分比含量為55～70％，鋁礬土的重量百分比含量為30～45％。
其制作方法為原料用無(wú)水乙醇做介質(zhì)，經(jīng)過(guò)球磨6小時(shí)后在烘箱中保溫12小時(shí)，取出后機(jī)壓成型，在1350℃～1450℃保溫3～6個(gè)小時(shí)，空氣氣氛下進(jìn)行合成。經(jīng)試驗(yàn)，并利用XRD分析了復(fù)合材料的組成，試驗(yàn)結(jié)果表明合成的-莫來(lái)石復(fù)合材料非常純。因?yàn)楹铣煞接⑹?莫來(lái)石的主要原料是煤矸石和鋁礬土，不僅結(jié)合了我國(guó)現(xiàn)有資源的充分利用。而且促進(jìn)了固體廢棄物資源化再生利用。本發(fā)明原料豐富、價(jià)格低廉、合成工藝非常簡(jiǎn)單，有利于大型工業(yè)化生產(chǎn)，是制備高溫耐火材料的又一個(gè)新途徑。


圖1方英石-莫來(lái)石復(fù)合材料合成工藝2方英石-莫來(lái)石復(fù)合材料XRD圖(60wt％煤矸石)圖3方英石-莫來(lái)石復(fù)合材料XRD圖(70wt％煤矸石)圖4方英石-莫來(lái)石復(fù)合材料SEM圖(60wt％煤矸石)圖5方英石-莫來(lái)石復(fù)合材料SEM圖(70wt％煤矸石)
具體實(shí)施例方式1.原料選?、黉X礬土的化學(xué)分析結(jié)果 ②煤矸石的化學(xué)分析結(jié)果 2.原料合成原料配比為60、70wt.％煤矸石和40、30wt.％鋁礬土3.合成步驟見(jiàn)圖1.
權(quán)利要求
1.一種方英石-莫來(lái)石復(fù)合材料，其特征在于合成方英石-莫來(lái)石的主要原料是煤矸石和鋁礬土，煤矸石的重量百分比含量為50～75％，鋁礬土的重量百分比含量為25～50％，鋁礬土中Al2O3含量要求大于75％。
2.如權(quán)利要求1所述的一種方英石-莫來(lái)石復(fù)合材料，其特征在于合成方英石-莫來(lái)石的原料配比煤矸石的重量百分比含量為55～70％，鋁礬土的重量百分比含量為30～45％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種方英石-莫來(lái)石復(fù)合材料，其特征在于合成方英石-莫來(lái)石的步驟為原料用無(wú)水乙醇做介質(zhì)，經(jīng)過(guò)球磨6小時(shí)后在烘箱中保溫12小時(shí)，取出后機(jī)壓成型，在1350℃～1450℃保溫3～6個(gè)小時(shí)，空氣氣氛下進(jìn)行合成。
全文摘要
一種方英石－莫來(lái)石復(fù)合材料及制備方法，屬于耐火材料領(lǐng)域。特別涉及一種方英石－莫來(lái)石復(fù)合材料。其特征在于合成方英石－莫來(lái)石的主要原料是煤矸石和鋁礬土，煤矸石的重量百分比含量為50～75％，鋁礬土的重量百分比含量為25～50％，鋁礬土中Al
文檔編號(hào)C04B35/622GK1821166SQ20061005716
公開(kāi)日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2006年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月13日
發(fā)明者張梅, 王習(xí)東, 董鵬莉, 王海娟, 李華軍, 張歪牛 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)