一種六鋁酸鈣及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及耐火材料領域，具體涉及一種六鋁酸鈣及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 六鋁酸f丐（CaO? 6A1203)，簡寫為CA6,是一種優(yōu)良的耐火原料，理論體積密度為 3. 38g/cm3,熔點高達1875°C，具有耐火度高、導熱率低、抗堿性能優(yōu)異、在還原氣氛下高度 穩(wěn)定等特點，且六鋁酸鈣的熱膨脹系數(shù)與剛玉極為接近，兩者可以以任何比例配合使用，在 不定形產(chǎn)品中使用六鋁酸鈣可以有效降低材料的體積密度，賦予其優(yōu)良的高溫體積穩(wěn)定 性、保溫隔熱性能及抗堿性能等。
[0003]目前，六鋁酸鈣的制備主要采用燒結法，而現(xiàn)有技術仍存在一些問題使得六鋁酸 鈣產(chǎn)品沒有得到大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)及使用。
[0004] 授權公告號為CN102718514B的發(fā)明專利文獻公開了一種微孔高強剛玉-六錯酸 鈣復合耐火原料及其制備方法，采用鈣質(zhì)原料與鋁質(zhì)原料，外加30%~60%水，混合，球磨 機濕磨，待料漿凝固后，在ll〇°C~200°C保溫12~24h干燥，1750~1900°C條件下保溫 3~5小時，最后破碎得到剛玉-六鋁酸鈣復合原料。此工藝制備的剛玉-六鋁酸鈣復合材 料六鋁酸鈣含量低，燒成溫度高，窯爐能耗高，生產(chǎn)效率低，不適合進行大批量工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005] 授權公告號為CN103553101B的發(fā)明專利文獻公開了一種低溫制備輕質(zhì)六鋁酸鈣 的方法，采用鈣質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料、水、醇、胺與堿為原料，將各原料混合均勻，置于高溫釜內(nèi) 在120~200°C水熱反應5~15h，降至室溫，經(jīng)固液分離后，固體物在80~120°C下干燥 2~8h，再于高溫爐內(nèi)1300~1400°C煅燒1~5h，隨爐冷卻得到六鋁酸鈣。此工藝復雜， 生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)效率低，設備投入大，不適合大批量工業(yè)生產(chǎn)。
[0006] 授權公告號為CN101456575B的發(fā)明專利文獻公開了一種利用鈣渣制備六鋁酸鈣 陶瓷粉體的方法，使用鈣渣及工業(yè)氧化鋁作為原料，混合均勻，成型后，置于高溫爐內(nèi)燒結。 此工藝鈣渣原料純度低，鎂、硫、硅、鐵等雜質(zhì)含量較高，會使生成的六鋁酸鈣中伴隨生成一 些低熔相，而這些雜質(zhì)相的存在會降低澆注料的高溫使用性能。
[0007] 授權公告號為CN102602970B的發(fā)明專利文獻公開了一種利用鋁型材廠陽極氧化 廢渣制備的六鋁酸鈣及其制備方法，使用鋁型材廠陽極氧化廢渣及石灰石作為原料，濕磨 后，過濾脫水，破碎，加入適量結合劑，混合均勻后困料處理，壓制成型，烘干后，置于高溫爐 內(nèi)1400~1600°C燒結2~5h。此工藝過程復雜，且原料純度低，即鋁型材廠陽極氧化廢渣 中氧化鋁含量僅有80~90%的氧化鋁，雜質(zhì)含量高會使生成的六鋁酸鈣中伴隨生成一些 雜質(zhì)相，進而影響?zhàn)堊⒘系母邷匦阅堋?br>[0008] 目前工藝均為試驗室小批量試驗工藝，均采用高溫爐進行燒制，生產(chǎn)效率低，且采 用的原料大多雜質(zhì)含量高，會伴隨生產(chǎn)大量雜質(zhì)物相，對六鋁酸鈣的使用產(chǎn)生負面影響。因 此，工業(yè)化大批量生產(chǎn)出性能優(yōu)異的六鋁酸鈣產(chǎn)品具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明提供了一種六鋁酸鈣的制備方法，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)量大，產(chǎn)品性能優(yōu)異且穩(wěn) 定，能夠將六鋁酸鈣的燒結溫度降低100 °C左右。
[0010] 一種六鋁酸鈣的制備方法，包括以下步驟：
[0011] (1)將40~80wt%工業(yè)氧化錯粉和20~60wt%錯酸鹽水泥混合均勻，得到混合 粉，該混合粉經(jīng)二次成球工藝處理，得到生球；
[0012] (2)所述生球烘干后，在1650°C~1800°C下，燒成1~5h，然后經(jīng)破碎篩分，得到 六鋁酸鈣。
[0013] 本發(fā)明提供的六鋁酸鈣選用純度較高的原料，并對原料的物理參數(shù)以及制備的工 藝參數(shù)進行優(yōu)選，使制備得到的六鋁酸鈣體積密度小，具有優(yōu)良的高溫體積穩(wěn)定性、保溫隔 熱性能以及抗堿性能。
[0014] 步驟⑵中的燒成時間不包括升溫時間，是指在燒成溫度下的保溫時間。
[0015] 作為優(yōu)選，所述工業(yè)氧化鋁粉的粒度同時滿足：D5。彡20ym，D9。彡45ym。
[0016] 工業(yè)氧化鋁粉的粒度越細，后期的燒成溫度會有所下降，且使六鋁酸鈣生產(chǎn)量略 微增多，但是過細的工業(yè)氧化鋁粉容易在成球過程中發(fā)生自身的聚集，導致成球困難。
[0017] 作為優(yōu)選，所述鋁酸鹽水泥中CaO含量彡20wt%，A1203含量彡80wt%，比表面積 多300m2/kg。鋁酸鹽水泥中的原料雜質(zhì)含量越多，會導致六鋁酸鈣的可使用溫度有所下降。
[0018] 為了保證工業(yè)氧化鋁粉和鋁酸鹽水泥混合的均勻性，優(yōu)選地，步驟（1)中的混合 在球磨機中進行，球料比為1 :2. 5~5。在球磨機中進行混合時，采用干混。
[0019] 作為優(yōu)選，所述二次成球工藝為：在成球盤中對混合粉連續(xù)施水，制得母球，然后 在成球桶中對母球與混合粉連續(xù)施水，制得生球。
[0020] 本發(fā)明中的二次成球均采用潔凈水做成球劑，不添加其他物質(zhì)，操作簡單，易于控 制成球品質(zhì)。潔凈水的添加量依據(jù)需要進行選擇，以能保證成型的最小添加量為宜。
[0021] 步驟（2)中對生球的烘干在烘干倉中進行，優(yōu)選地，步驟（2)中的烘干溫度為 100~400°C。烘干時間依據(jù)需要進行選擇。
[0022] 在一定范圍內(nèi)，工業(yè)氧化鋁粉與鋁酸鹽水泥的質(zhì)量比越大，即鋁酸鹽水泥的用量 一定，工業(yè)氧化鋁粉的用量越多，六鋁酸鈣的生成量越多，如工業(yè)氧化鋁粉的用量過多，則 生成的六鋁酸鈣中會殘留氧化鋁礦物相，從而影響六鋁酸鈣的性能，因此，工業(yè)氧化鋁粉與 鋁酸鹽水泥的配比需適當，以保證得到的六鋁酸鈣的性能，優(yōu)選地，步驟（1)中，將50~ 70wt%工業(yè)氧化錯粉和30~50wt%錯酸鹽水泥混合均勻。
[0023] 進一步優(yōu)選，步驟（1)中，將60~70wt%工業(yè)氧化鋁粉和30~40wt%鋁酸鹽水 泥混合均勻。
[0024] 作為優(yōu)選，步驟（2)在1650°C~1750°C下，燒成1~3h。
[0025] 本發(fā)明還提供了一種六鋁酸鈣，采用前面所述的制備方法制備得到。
[0026] 本發(fā)明提供的六鋁酸鈣的制備方法，具有工藝簡單、成本低、生產(chǎn)周期短以及能夠 大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點，制備得到的六鋁酸鈣純度高，性能穩(wěn)定，加入到不定形耐火材料 制品中，能夠有效地降低耐火材料的體積密度，使其具有優(yōu)良的高溫體積穩(wěn)定性、保溫隔熱 性能及抗堿性能等特點。
【附圖說明】
[0027] 圖1為本發(fā)明實施例1制備得到的六鋁酸鈣的顯微結構圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明實施例1制備得到的六鋁酸鈣的顯微結構圖。
【具體實施方式】
[0029] 以下實施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進一步限定，本發(fā)明可以按發(fā)明內(nèi) 容所述的任一方式實施。
[0030] 實施例1~12
[0031] 六鋁酸鈣的制備方法，包括以下步驟：
[0032] (1)按表1所示比例，將工業(yè)氧化鋁粉和鋁酸鹽水泥在球磨機中混合均勻，得到混 合粉；
[0033] 工業(yè)氧化鋁粉的粒度同時滿足：D5。彡20 ym，D 9。彡45 ym。
[0034] 鋁酸鹽水泥中CaO含量彡20wt%，A1203含量彡80wt%，比表面積彡300m2/kg。
[0035] (2)在成球盤中對混合粉連續(xù)施水，制得母球，然后在成球桶中對母球與混合粉連 續(xù)施水，制得生球。
[0036] (3)將生球在250°C的烘干倉中烘干，然后在相應的燒成溫度下燒成，得到六鋁酸 鈣半成品；
[0037] (4)六鋁酸鈣半成品經(jīng)破碎機破碎篩分后，得到六鋁酸鈣成品。
[0038] 實施例1~12的工藝參數(shù)如表1所示。
[0039] 表 1
[0040]
[0044]
[0045]由表2可以看出，本發(fā)明制備得到的六鋁酸鈣具有體積密度較小、吸水率低、晶體 尺寸均勻等優(yōu)點。如圖1、圖2所示，實施例1制備得到的六鋁酸鈣的晶體尺寸在3~6 y m。
【主權項】
1. 一種六鋁酸鈣的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 將40~80wt %工業(yè)氧化鋁粉和20~60wt %鋁酸鹽水泥混合均勻，得到混合粉，該 混合粉經(jīng)二次成球工藝處理，得到生球； (2) 所述生球烘干后，在1650°C~1800°C下，燒成1~5h，然后經(jīng)破碎篩分，得到六鋁 酸鈣。2. 如權利要求1所述的六鋁酸鈣的制備方法，其特征在于，所述工業(yè)氧化鋁粉的粒度 同時滿足：D5。彡20 y m，D 9。彡45 y m。3. 如權利要求1所述的六鋁酸鈣的制備方法，其特征在于，所述鋁酸鹽水泥中CaO含量 ^ 20wt%，Al203含量< 80wt%，比表面積 ^ 300m2/kg。4. 如權利要求1所述的六鋁酸鈣的制備方法，其特征在于，步驟（1)中的混合在球磨機 中進行，球料比為I :2. 5~5。5. 如權利要求1所述的六鋁酸鈣的制備方法，其特征在于，所述二次成球工藝為：在 成球盤中對混合粉連續(xù)施水，制得母球，然后在成球桶中對母球與混合粉連續(xù)施水，制得生 球。6. 如權利要求1所述的六鋁酸鈣的制備方法，其特征在于，步驟（2)中的烘干溫度為 100 ~400。。。7. 如權利要求1所述的六鋁酸鈣的制備方法，其特征在于，步驟（1)中，將50~70wt% 工業(yè)氧化錯粉和30~50wt %錯酸鹽水泥混合均勻。8. -種六鋁酸鈣，其特征在于，采用如權利要求1~7任一項所述的制備方法制備得 到。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種六鋁酸鈣的制備方法，包括以下步驟：(1)將40～80wt％工業(yè)氧化鋁粉和20～60wt％鋁酸鹽水泥混合均勻，得到混合粉，該混合粉經(jīng)二次成球工藝處理，得到生球；(2)所述生球烘干后，在1650℃～1800℃下，燒成1～5h，然后經(jīng)破碎篩分，得到六鋁酸鈣。本發(fā)明提供的六鋁酸鈣的制備方法，具有工藝簡單、成本低、生產(chǎn)周期短以及能夠大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點，制備得到的六鋁酸鈣純度高，性能穩(wěn)定，加入到不定形耐火材料制品中，能夠有效地降低耐火材料的體積密度，使其具有優(yōu)良的高溫體積穩(wěn)定性、保溫隔熱性能及抗堿性能等特點。
【IPC分類】C01F7/16
【公開號】CN105036167
【申請?zhí)枴緾N201510574928
【發(fā)明人】宋雅楠, 吳斌, 趙義, 黃凱, 馬錚, 沈明科, 方斌祥
【申請人】浙江自立氧化鋁材料科技有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年9月11日