以矾土碎矿和煤矸石合成莫来石均质料

采用Ⅰ等高铝矾土碎矿、Ⅱ等高铝矾土碎矿分别与煤矸石配合,并加入活性Al2O3调整m(Al2O3)/m(SiO2),按照矾土基莫来石均质熟料w(Al2O3)=68%～72%的要求,共配成6个混合料,将混合料湿磨至粒度≤0.044mm以均化化学成分,经成型、干燥后分别在1550℃、1600℃、1650℃和1700℃煅烧3h,冷却后测定其显气孔率和体积密度,以确定它们的烧结温度。结果表明:均质料的烧结温度为1700℃;在1700℃烧结制成的矾土基莫来石均质熟料的Al2O3含量为68%～72%,显气孔率<2.5%,体积密度≥2.75g·cm-3,其莫来石晶体发育良好,构成网络结构。同时,还将部分试样分别在800℃、1000℃、1200℃、1300℃、1400℃、1500℃、1600℃、1650℃和1700℃保温3h,测量其烧后线收缩率和显气孔率,并用XRD分析其相组成,据此分析试样在不同温度下所发生的反应。结果表明,试样在1000～1700℃加热过程中的变化可分为3个阶段:1000～1200℃的一次莫来石形成阶段,1200～1500℃的二次莫来石化阶段,以及1500～1700℃的液相烧结阶段。     

矾土均质料的烧结性能研究

将经湿法均化以及真空练泥工艺生产的矾土均质料生坯在1 100~1 600℃烧成,并在1 600℃分别保温1、4和7 h,分析了煅烧过程中的物相反应,研究了煅烧制度对均质料烧结性能的影响。结果表明:1)矾土生料经过一系列均化处理后,使得水铝石和高岭石分布更加均匀,水铝石分解形成的α-Al2O3和高岭石分解形成的非晶质SiO2接触更加容易,从而加快了二次莫来石化的进程;2)升高温度时,矾土均质料的体积密度增加,二次莫来石化程度增大,莫来石含量增加,莫来石相和刚玉相发育较好,最佳煅烧温度为1 600℃;3)适当延长保温时间可以促进矾土均质料的致密化,但保温时间不宜过长,最佳煅烧制度为1 600℃保温4 h。     

矾土基莫来石料的工业生产实践

以Ⅱ等高铝矾土碎矿(≤3 mm)和煤矸石碎矿(≤3 mm)为原料,按照矾土基莫来石熟料w(Al2O3)=68%~72%的要求,将它们按一定比例混合配制成混合料,接着将混合料湿磨至0.044 mm以均化化学成分,经湿法挤泥成型、烘干后分别在1 550℃、1 600℃和1 700℃煅烧6 h,冷却后测定其显气孔率和体积密度以确定烧结温度。工业生产实践表明:制备矾土基莫来石料适宜的烧成温度约为1 600℃,所得莫来石料的成分均匀、结构均匀、性能稳定。它们的显气孔率≤1.5%、体积密度≥2.81 g.cm-3、荷重软化开始温度为1 610~1 650℃。与实验室结果相比,其烧成温度降低约100℃,且体积密度提高0.06 g.cm-3以上(实验室≥2.75 g.cm-3)。这初步验证了采用本工艺制备矾土基莫来石料的工业可行性。     

矾土均质料对炮泥性能的影响

分别以粒度≤3 mm的电熔棕刚玉、高铝矾土熟料和矾土均质料为主要原料制备了高炉用无水炮泥,研究了加入量(w)均为30%的3种原料对炮泥性能的影响。结果表明:1)与高铝矾土熟料相比,矾土均质料孔隙率较低,用其制备的炮泥在获得良好塑性的条件下需要的焦油量较少;2)加入矾土均质料炮泥的常温耐压强度和高温抗折强度明显高于加入高铝矾土熟料炮泥试样的,其性能与加入棕刚玉炮泥的性能相近,并且炮泥性能具有良好的稳定性;3)加入矾土均质料炮泥具有优异性能的原因得益于矾土均质料化学组成和矿物组成均匀稳定,材料结构中存在大量发育良好的莫来石相。     

70矾土基均质料在耐火浇注料中添加剂的应用研究

本文以70矾土基均质骨料为原料,研发了一种用于水泥窑篦冷机热端、窑门罩、三次风管等部位的新型绿色节能耐火浇注料。通过研究不同硅灰和水泥的添加量,对新型浇注料的常温抗折耐压强度、高温抗折强度、耐磨及水冷热震等性能的影响,确定该新型浇注料的最佳硅灰水泥比例。该新型均质耐火浇注料已经在北京两家水泥厂窑门罩、篦冷机部位成功试用。     

我国矾土基均质料的发展现状及其在不定形耐火材料中的应用

介绍了我国矾土基均质料的研究与生产现状,并结合本公司近年来的研究成果和生产经验总结了其在不定形耐火材料中的应用,指出了我国矾土基均质料目前存在的不足,同时提出了矾土基均质料未来发展和应用的方向。     

矾土基合成莫来石质多孔陶瓷的研制

采用发泡法与添加造孔剂相结合,以高铝矾土和高岭土为骨料,长石作熔剂,并添加适量的煤、MgSO4和CaSO4作发泡剂,煤为造孔剂,PVA为粘结剂,干压成型后于1500℃左右烧成制备了莫来石质多孔陶瓷。制得的多孔陶瓷莫来石生成量高达90%以上,其气孔分布均匀,孔径分布范围为100～300μm;气孔率高达52.3%（闭孔气孔率为38.7%,开孔气孔率为13.6%）;体积密度为0.9731g/cm3;抗压强度为25.1317MPa;导热系数为0.143W/（m.K）的多孔陶瓷。     

矾土基均质料性能的研究

在实验室对均质铝矾土坯体强度、烘干强度作了研究,用重烧炉对均质铝矾土的烧结性能进行了模拟实验,并就生产的成品与铝矾土熟料作了初步使用试验。结果表明:复合结合剂能满足生产过程的强度要求;Al2O3含量为88%的均质铝矾土的最佳煅烧条件为1 520℃、2h,体积密度可达到3.52g·cm-3;产品的质量指标明显优于优质铝矾土熟料GAL-88指标,并有良好的使用性能。     

矾土基均质料在水泥窑用高铝高强耐火浇注料中的应用研究

本研究分别以Al2O3含量在80%的矾土基均质料和Al2O3含量在85%的矾土熟料作为骨料来制备水泥窑用耐火浇注料。研究了矾土基均质料和矾土熟料的理化性能,并测试分析了以这两种原料作为骨料制备水泥窑用高铝高强浇注料的性能。结果表明:⑴以矾土基均质料为骨料制备的耐火浇注料在体积密度上略低于以矾土熟料为骨料制备的耐火浇注料体积密度;⑵以矾土基均质料为骨料制备的耐火浇注料除体积密度外其它物理性能均优于以矾土熟料为骨料制备的耐火浇注料;(3)进一步证明了矾土基均质料作为骨料更加适合制备水泥窑用高铝高强耐火浇注料。     

脱硅高岭土制备莫来石材料的研究

莫来石是一种高级耐火材料,具有非常广泛的用途。现研究用脱硅高岭土为原料生产莫来石材料,以解决目前莫来石生产中存在的产品质量与生产成本不能兼顾的问题。高岭土经脱硅处理后,主要成分为没有活性的Al2O3和部分没有被脱去的SiO2,其铝硅氧化物摩尔比已超过莫来石。在脱硅高岭土中加入部分未煅烧的生高岭土粉,用来调节莫来石的成分,并作为莫来石成型的粘结剂,然后经成型、煅烧,制成莫来石制品。结果表明：这种方法生产莫来石,不用加入工业氧化铝,有望降低生产成本及提高莫来石的纯度。     

莫来石纤维多孔陶瓷粘结用的莫来石纳米晶的研制

粘结剂在纤维多孔陶瓷制备过程中起着关键性作用,对用作莫来石纤维多孔陶瓷粘结用的莫来石微晶制备过程和结构进行了分析研究。分析结果表明：所研制粘结剂胶体颗粒的ζ-电位为35．75mV;粘结剂在烧结过程中经历了如下变化：无定形物质→微量γ—Al2O3（970℃）→铝硅尖晶石（1030℃）→莫来石与铝硅尖晶石（1150℃）→莫来石纳米晶（1250℃）。烧结后的莫来石晶粒平均尺寸为6463nm;对晶胞参数的测定表明其与莫来石纤维具有良好的晶体结构上的匹配性。     

超微莫来石粉末制备新工艺

本文介绍了超微莫来石粉末制备新工艺。选用结晶氯化铝和正硅酸乙酯为原料，采用水解-沉淀工艺翻取凝胶，干燥后经1000℃煅烧获得粉末，其Al2O2／SiO2比与设定组成比偏差为-1％左右，杂质含量约0．1wt％。利用正交设计优化的工艺参数是：沉淀反应初期pH为3．0，快速沉淀反应时间为10min，回流陈化温度为70℃。粉末性能达判：粉末压缩比为5．29，BET当量球径为6nm，1600℃，4h烧结试样相对密度达99％以上。     

莫来石抑制钛酸铝材料热分解的机理研究

运用扫描电镜（SEM）、X-射线衍射仪（XRD）、能谱仪（EDS）等现代测试手段,从材质的显微结构、晶界晶相组成分析入手,对莫来石抑制钛酸铝热分解的作用机理作了较为详细的分析研究,探明莫来石抑制钛酸铝热分解的作用机理是：（1）在高温下Si^4 进入钛酸铝晶格或间隙中,形成固溶化的钛酸铝晶体,稳定了晶格;（2）因莫来石与钛酸铝间的热膨胀差异,造成较大的压应力（37.65MPa）,致使固溶化的钛酸铝晶体更趋稳定。     

莫来石晶须的生长机理研究

本研究采用湿化学法制备莫来石晶须，主要讨论了晶须生长机理。研究结果表明，高温下产生的AIF3和SIF4气相在莫来石晶核表面通过气—固化学反应形成高长径比莫来石晶须。     

ZrO_2在莫来石中固溶性的研究

对组成点在Al_2O_3-ZrO_2-SiO_2系ZrO_2-A_(1.6)S连线上的三个熔制试样,依次在1350、1500和1650℃下保温8h进行热处理。高温热处理后试样的EDAX能谱表明:在趋于平衡的条件下,ZrO_2在莫来石中无明显固溶。     

溶胶—凝胶法制备莫来石粉末

以硝酸和正硅酸乙酯为主要原料，采用溶胶－凝胶法制备莫来石粉末，并利用DSC技术和XRD技术研究了莫来石的形成过程、物相组成，制定出合理的煅烧温度。     

环缝磨莫来石泥浆流变性能的研究

采用环缝磨制备了莫来石微粉。研究了固体浓度、研磨时间、温度和分散剂对莫来石泥浆流变性能的影响。结果表明：上述因素对莫来石泥浆流变性能有显著的影响。     

自分散法低温烧成莫来石制品的研究

对用自分散法形莫来石和用此法低温烧结制成莫来石制品进行了研究，结果表明：在１３００℃的条件下，能制得性能优良的高纯莫来石制品。     

机械力化学法制备单相莫来石的机理研究

以高岭土和氢氧化铝为原料,采用机械力化学法制备出了单相莫来石。用热重-差示扫描分析研究了混合粉体经高能球磨后的结构变化,并讨论了单相莫来石的形成机理。结果表明：高能球磨破坏了混合物的晶体结构;随着粉磨的进行,混合物的比表面积会增加,无序程度也会增加,键能会减小,从而导致了内部贮能的增加,反应活化能的减小,并可得到均匀混合物。粉磨30h混合物制成的烧结体的热膨胀系数要比未粉磨的低约20％。