一种矾土基刚玉空心球的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101863672A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101863672A(43)申请公布日2010.10.20(21)申请号201010188796.X(22)申请日2010.06.01(71)申请人浙江大学地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号(72)发明人王家邦(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人林怀禹(51)Int.Cl.C04B35/66(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种矾土基刚玉空心球的制备方法(57)摘要本发明公开了一种矾土基刚玉空心球的制备方法。是以高铝矾土为原料，并引入脱硅材料，在三相交流电弧矿热炉或直流电弧矿热炉中熔炼提纯，用压缩空气喷吹，然后经过筛分得到0.2～5mm的刚玉空心球。采用价格低廉的矾土为原料，通过添加脱硅材料在熔炼过程中实现对矾土的提纯，然后喷吹熔融氧化铝制备刚玉空心球，能够大幅降低刚玉空心球的生产成本，而且所制备的刚玉空心球的使用温度与氧化铝空心球相接近，耐压强度高，与采用燃尽物加入法、泡沫法、气体发生法生产的氧化铝隔热材料相比具有更高的力学强度和更高的使用温度。适合做轻质浇注料的骨料，施工过程中破损率低。CN1086372ACN101863672A权利要求书1/1页1.一种矾土基刚玉空心球的制备方法，其特征在于：以高铝矾土为原料，并加入脱硅材料，在三相交流或直流电弧矿热炉中加热熔炼，料液温度达到2100～2400℃完成脱硅后，精炼10～50分钟，然后倾炉用压缩空气喷吹成空心球。2.根据权利要求1所述的一种矾土基刚玉空心球的制备方法，其特征在于：所述的脱硅材料为碳素材料或碳素材料和含铁成分物质的混合物。3.根据权利要求2所述的一种矾土基刚玉空心球的制备方法，其特征在于：所述的碳素材料为石墨、石油焦、煅后焦、煤、焦炭、沥青、木炭中的一种或几种，含铁成分物质为铁屑、铁矿石、铁红、氧化铁黑、废铁、废钢中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种矾土基刚玉空心球的制备方法，其特征在于：所述的加入脱硅材料采用单一碳素材料作为脱硅材料时，其用量保证碳素材料中的碳摩尔数为高铝矾土中SiO2摩尔数的1.2～4倍。5.根据权利要求1所述的一种矾土基刚玉空心球的制备方法，其特征在于：所述的加入脱硅材料采用碳素材料和含铁成分物质的混合物时，其用量保证碳素材料中的碳摩尔数为高铝矾土中SiO2摩尔数的0.8～3倍，含铁成分物质中Fe的摩尔数为高铝矾土中SiO2摩尔数的2～5倍。6.根据权利要求1所述的一种矾土基刚玉空心球的制备方法，其特征在于：所述的高铝矾土中质量百分含量Al2O3％＞80％。7.根据权利要求1所述的一种矾土基刚玉空心球的制备方法，其特征在于：所述的矾土基刚玉空心球中Al2O3的质量百分含量为92～98％。8.根据权利要求1所述的一种矾土基刚玉空心球的制备方法，其特征在于：所述的倾炉用压缩空气喷吹成空心球中，选取0.2～5mm的空心球作为产品。2CN101863672A说明书1/3页一种矾土基刚玉空心球的制备方法技术领域[0001]本发明涉及耐火材料的制备方法，尤其是涉及一种矾土基刚玉空心球的制备方法。背景技术[0002]在传统能源日益枯竭而新能源发展缓慢的今天，当前最迫切的任务是开发轻质、高强、热震稳定性好、使用温度高能满足轻质结构高温炉所需的内衬材料，改变传统的超高温窑炉由于采用重质结构而存在的热容量大、升温速率低、能耗大、使用寿命短、中期维修量大等缺点，节约能源，降低能耗，为建设资源节约型社会和人类可持续发展服务。[0003]由于轻质保温材料是通过引入气孔的方式获得低热导率，引入大量气孔会导致轻质材料的重烧线收缩率提高、荷重软化温度降低、高温蠕变严重、耐压强度降低，从而使隔热材料的使用温度很难提高，并使应用范围受到限制，因此寻找新的方法制备新的高温隔热材料一直是各国专家的工作重点。在现有的隔热材料中，氧化铝隔热材料品种最多，使用温度高，隔热节能效果好，是当今重点发展的隔热材料，其中轻质氧化铝空心球陶瓷的应用是隔热材料技术进步的一个标志，它克服了原有泡沫氧化铝产品强度低、高温抗蠕变性能差的缺点，可直接接触火焰，也可作为高温内衬结构材料使用，能够推动传统高温窑炉结构改造，为设计新型窑炉结构奠定基础。但是目前的氧化铝空心球一般多采用γ-Al2O3粉体生产，原料价格相对较高，限制了氧化铝空心球作为隔热材料在许多领域中的应用。高铝矾土价格低廉，以高铝矾土为原料制备刚玉空心球能够大幅度降低刚玉空心球的生产成本，具有广阔的市场前景。然而高铝矾土中含有一定量的杂质如SiO2、TiO2、Fe2O3等，会对生产氧化铝含量较高的刚玉空心球产生不利影响，必须予以除去。高铝矾土中脱硅的方法有磨矿浮选和焙烧溶