CN109678190A - 一种核壳结构氧化钙颗粒及其制备方法 - Google Patents

一种核壳结构氧化钙颗粒及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109678190A
CN109678190A CN201910133484.XA CN201910133484A CN109678190A CN 109678190 A CN109678190 A CN 109678190A CN 201910133484 A CN201910133484 A CN 201910133484A CN 109678190 A CN109678190 A CN 109678190A
Authority
CN
China
Prior art keywords
calcium oxide
core
shell structure
oxide particle
particle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201910133484.XA
Other languages
English (en)
Inventor
魏耀武
王金虎
李楠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Wuhan University of Science and Technology WHUST
Original Assignee
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Science and Engineering WUSE filed Critical Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority to CN201910133484.XA priority Critical patent/CN109678190A/zh
Publication of CN109678190A publication Critical patent/CN109678190A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/02—Oxides or hydroxides
    • C01F11/04—Oxides or hydroxides by thermal decomposition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32—Spheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/10—Solid density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明涉及一种核壳结构氧化钙颗粒及其制备方法。其技术方案是：先将氢氧化钙颗粒置于造粒设备的圆盘或转鼓中，启动造粒设备，在圆盘或转鼓的转速为20～200转/分钟的条件下，向圆盘或转鼓喷入占所述氢氧化钙颗粒0.5～8wt％的偶联剂溶液；然后将包覆有偶联剂的氢氧化钙颗粒取出，于90～110℃条件下干燥8～24小时；再置于加热炉中，在1500～1700℃条件下保温1～5小时，自然冷却，即得核壳结构氧化钙颗粒。核壳结构氧化钙颗粒的粒径为0.1～8mm，CaO含量≥95wt％。本发明所制备的核壳结构氧化钙颗粒具有使用温度高、高温性能稳定和抗水化性能好的特点，是制备氧化钙陶瓷和耐火材料等高级材料的优选原料。

Description

一种核壳结构氧化钙颗粒及其制备方法
技术领域
本发明属于氧化钙颗粒技术领域。尤其涉及一种核壳结构氧化钙颗粒及其制备方法。
背景技术
随着经济发展和国防建设的需要，对优质高温合金和洁净钢需求量增加，冶炼技术日益趋向高级化和洁净化，对耐火材料提出了更苛刻的要求。合金中杂质含量要求越低，冶金的难度将呈级数增加，这对超低杂质高温合金冶金基础储备和技术提出了很大挑战。但是，一般的耐火材料在冶炼时，对高温合金液或多或少都会造成一定的污染，难以满足超纯净冶炼的苛刻要求。而含游离CaO的耐火材料不仅不污染金属熔体，还有净化熔体的功能，是冶炼超纯净优质高温合金的最合适的耐火材料。
虽然富含CaO的矿物在自然界储藏量及其丰富，但是氧化钙易水化的问题制约了氧化钙原材料在冶金行业中的应用。长期以来，开发具有良好抗水化性能的CaO原料是材料工作者面临的一个重要课题。要工业化应用氧化钙材料，制备抗水化性能良好的氧化钙原料是一个重要的前提条件。
为了获得抗水化性能良好的CaO原料，国内外技术人员做出大量的研究工作，期望改善CaO原料的抗水化性能，概括起来主要有以下几种方法：引入添加剂法、表面处理法、活化烧结、高温煅烧或电熔法等。这些研究取得了一定的效果，但在实际生产与储运过程中仍遇到很大困难。引入添加剂会生成一些低熔点的物质，降低制品的使用性能；表面处理法没有根本解决CaO材料的易水化问题，并且在表面形成的薄膜遇热容易分解，对材料的结构和使用性能产生不利影响；直接煅烧的石灰石在1900℃温度以上才有可能得到烧结致密的氧化钙，这对工业化应用来说是很困难的，而且这种办法得到的氧化钙也存在易水化问题；也有用电熔方法熔制氧化钙砂，其结晶发育良好，CaO晶粒粗大，但这种砂抗水化性能依然不理想。
可见，现有的研究结果只是在一定程度上延缓了氧化钙的水化速率，其原因是多方面的，比如：颗粒表面气孔或裂纹等缺陷的存在、高温处理后的氧化钙坯体破碎成指定粒度待用时所暴露出的新表面等，都会使得氧化钙颗粒的水化速率加快。
发明内容
本发明旨在克服现有技术不足，目的是提供一种使用温度高、高温性能稳定和抗水化性能好的核壳结构氧化钙颗粒及其制备方法，用该方法制备的核壳结构氧化钙颗粒可作为制备氧化钙陶瓷和耐火材料等高级材料的原料。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
先将氢氧化钙颗粒置于造粒设备的圆盘或转鼓中，启动造粒设备，在所述圆盘或转鼓的转速为20～200转/分钟的条件下，向所述圆盘或转鼓喷入占所述氢氧化钙颗粒0.5～8wt％的偶联剂溶液；然后将包覆有偶联剂的氢氧化钙颗粒取出，于90～110℃条件下干燥8～24小时；再置于加热炉中，在1500～1700℃条件下保温1～5小时，自然冷却，即得核壳结构氧化钙颗粒。
所述核壳结构氧化钙颗粒的粒径为0.1～8mm，核壳结构氧化钙颗粒的CaO含量≥95wt％。
所述偶联剂溶液为铝酸酯溶液、钛酸酯溶液、锆酸脂溶液或铝锆酸脂溶液的一种。
所述氢氧化钙颗粒的Ca(OH)2含量≥95wt％；粒径为0.2～12mm。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
本发明采用的铝酸酯溶液、钛酸酯溶液、锆酸脂溶液或铝锆酸脂溶液的热分解产物(氧化铝、氧化钛和氧化锆及其复合氧化物)与氢氧化钙的热分解产物氧化钙发生反应，在氧化钙颗粒表面形成性能稳定的保护壳(铝酸钙、钛酸钙或锆酸钙氧化物等)，将氧化钙与空气隔离，从根本上避免氧化钙颗粒的水化。同时，制得的核壳结构氧化钙颗粒无需破碎，可直接使用，避免了传统再次破碎成粒工艺对材料抗水化性能带来的不利影响。
本发明制备的核壳结构氧化钙颗粒经检测：粒径为0.1～8mm，CaO含量≥95wt％，体积密度≥2.7g/cm3；在50℃和90％湿度条件下保持10h，于110℃烘干，氧化钙颗粒的水化增重率≤0.8％。
本发明所制备的核壳结构氧化钙颗粒具有使用温度高、高温性能稳定和抗水化性能好的特点，是制备氧化钙陶瓷和耐火材料等高级材料的优选原料。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
为避免重复，现将本具体实施方式中的氢氧化钙颗粒统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述氢氧化钙颗粒的Ca(OH)2含量≥95wt％；粒径为0.2～12mm。
实施例1
一种核壳结构氧化钙颗粒及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
先将氢氧化钙颗粒置于造粒设备的圆盘或转鼓中，启动造粒设备，在所述圆盘或转鼓的转速为20～50转/分钟的条件下，向所述圆盘或转鼓喷入占所述氢氧化钙颗粒0.5～1wt％的偶联剂溶液；然后将包覆有偶联剂的氢氧化钙颗粒取出，于90～95℃条件下干燥16～24小时；再置于加热炉中，在1500～1600℃条件下保温3～5小时，自然冷却，即得核壳结构氧化钙颗粒。
所述偶联剂溶液为铝酸酯溶液。
本发明制备的核壳结构氧化钙颗粒经检测：粒径为0.1～8mm，CaO含量为95～96wt％，体积密度为2.7～2.85g/cm3；在50℃和90％湿度条件下保持10h，于110℃烘干，核壳结构氧化钙颗粒的水化增重率为0.6～0.8％。
实施例2
一种核壳结构氧化钙颗粒及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
先将氢氧化钙颗粒置于造粒设备的圆盘或转鼓中，启动造粒设备，在所述圆盘或转鼓的转速为50～100转/分钟的条件下，向所述圆盘或转鼓喷入占所述氢氧化钙颗粒1～3wt％的偶联剂溶液；然后将包覆有偶联剂的氢氧化钙颗粒取出，于95～100℃条件下干燥8～16小时；再置于加热炉中，在1600～1700℃条件下保温1～3小时，自然冷却，即得核壳结构氧化钙颗粒。
所述偶联剂溶液为钛酸酯溶液。
本发明制备的核壳结构氧化钙颗粒经检测：粒径为0.1～8mm，CaO含量为95.5～96.5wt％，体积密度为2.75～2.9g/cm3；在50℃和90％湿度条件下保持10h，于110℃烘干，核壳结构氧化钙颗粒的水化增重率为0.5～0.7％。
实施例3
一种核壳结构氧化钙颗粒及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
先将氢氧化钙颗粒置于造粒设备的圆盘或转鼓中，启动造粒设备，在所述圆盘或转鼓的转速为100～150转/分钟的条件下，向所述圆盘或转鼓喷入占所述氢氧化钙颗粒3～5wt％的偶联剂溶液；然后将包覆有偶联剂的氢氧化钙颗粒取出，于100～105℃条件下干燥8～16小时；再置于加热炉中，在1600～1700℃条件下保温1～3小时，自然冷却，即得核壳结构氧化钙颗粒。
所述偶联剂溶液为锆酸脂溶液。
本发明制备的核壳结构氧化钙颗粒经检测：粒径为0.1～8mm，CaO含量为96～97wt％，体积密度为2.85～3.0g/cm3；在50℃和90％湿度条件下保持10h，于110℃烘干，核壳结构氧化钙颗粒的水化增重率为0.4～0.6％。
实施例4
一种核壳结构氧化钙颗粒及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
先将氢氧化钙颗粒置于造粒设备的圆盘或转鼓中，启动造粒设备，在所述圆盘或转鼓的转速为150～200转/分钟的条件下，向所述圆盘或转鼓喷入占所述氢氧化钙颗粒5～8wt％的偶联剂溶液；然后将包覆有偶联剂的氢氧化钙颗粒取出，于105～110℃条件下干燥8～16小时；再置于加热炉中，在1600～1700℃条件下保温1～3小时，自然冷却，即得核壳结构氧化钙颗粒。
所述偶联剂溶液为铝锆酸脂溶液。
本发明制备的核壳结构氧化钙颗粒经检测：粒径为0.1～8mm，CaO含量为95～96wt％，体积密度为2.8～2.95g/cm3；在50℃和90％湿度条件下保持10h，于110℃烘干，核壳结构氧化钙颗粒的水化增重率为0.3～0.5％。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
本具体实施方式采用的铝酸酯溶液、钛酸酯溶液、锆酸脂溶液或铝锆酸脂溶液的热分解产物(氧化铝、氧化钛和氧化锆及其复合氧化物)与氢氧化钙的热分解产物氧化钙发生反应，在氧化钙颗粒表面形成性能稳定的保护壳(铝酸钙、钛酸钙或锆酸钙氧化物等)，将氧化钙与空气隔离，从根本上避免氧化钙颗粒的水化。同时，制得的核壳结构氧化钙颗粒无需破碎，可直接使用，避免了传统再次破碎成粒工艺对材料抗水化性能带来的不利影响。
本具体实施方式制备的核壳结构氧化钙颗粒经检测：粒径为0.1～8mm，CaO含量≥95wt％，体积密度≥2.7g/cm3；在50℃和90％湿度条件下保持10h，于110℃烘干，氧化钙颗粒的水化增重率≤0.8％。
本具体实施方式所制备的核壳结构氧化钙颗粒具有使用温度高、高温性能稳定和抗水化性能好的特点，是制备氧化钙陶瓷和耐火材料等高级材料的优选原料。

Claims (4)

1.一种核壳结构氧化钙颗粒的制备方法，其特征在于：先将氢氧化钙颗粒置于造粒设备的圆盘或转鼓中，启动造粒设备，在所述圆盘或转鼓的转速为20～200转/分钟的条件下，向所述圆盘或转鼓喷入占所述氢氧化钙颗粒0.5～8wt％的偶联剂溶液；然后将包覆有偶联剂的氢氧化钙颗粒取出，于90～110℃条件下干燥8～24小时；再置于加热炉中，在1500～1700℃条件下保温1～5小时，自然冷却，即得核壳结构氧化钙颗粒。
2.根据权利要求1所述的核壳结构氧化钙颗粒的制备方法，其特征在于所述偶联剂溶液为铝酸酯溶液、钛酸酯溶液、锆酸脂溶液或铝锆酸脂溶液的一种。
3.根据权利要求1所述的核壳结构氧化钙颗粒的制备方法，其特征在于所述氢氧化钙颗粒的Ca(OH)2含量≥95wt％；粒径为0.2～12mm。
4.一种核壳结构氧化钙颗粒，其特征在于所述核壳结构氧化钙颗粒是根据权利要求1～3项中任一项所述的核壳结构氧化钙颗粒的制备方法所制备的核壳结构氧化钙颗粒。
CN201910133484.XA 2019-02-22 2019-02-22 一种核壳结构氧化钙颗粒及其制备方法 Withdrawn CN109678190A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910133484.XA CN109678190A (zh) 2019-02-22 2019-02-22 一种核壳结构氧化钙颗粒及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910133484.XA CN109678190A (zh) 2019-02-22 2019-02-22 一种核壳结构氧化钙颗粒及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109678190A true CN109678190A (zh) 2019-04-26

Family

ID=66196012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910133484.XA Withdrawn CN109678190A (zh) 2019-02-22 2019-02-22 一种核壳结构氧化钙颗粒及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109678190A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110041085A (zh) * 2019-04-08 2019-07-23 武汉科技大学 一种钙碳复合材料及其制备方法
CN111268711A (zh) * 2020-02-17 2020-06-12 武汉科技大学 一种包覆抗水化氧化钙材料及其制备方法
CN113603125A (zh) * 2021-03-08 2021-11-05 台湾塑胶工业股份有限公司 贝类外壳煅烧粉体及其制造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106219585A (zh) * 2016-07-08 2016-12-14 武汉科技大学 一种致密颗粒氧化钙材料及其制备方法
WO2017051400A1 (en) * 2015-09-25 2017-03-30 Clean World Technologies Ltd. Producing calcium oxides
CN106631074A (zh) * 2017-01-05 2017-05-10 武汉科技大学 一种高氧化钙含量的氧化钙材料及其制备方法
CN108164274A (zh) * 2018-01-03 2018-06-15 武汉科技大学 一种钙锆耐火材料及其制备方法
CN108264364A (zh) * 2018-03-01 2018-07-10 武汉科技大学 一种钛涂覆氧化钙材料及其制备方法
CN108557856A (zh) * 2018-05-08 2018-09-21 武汉科技大学 一种基于真空烧结的氧化钙颗粒及其制备方法
CN108911710A (zh) * 2018-08-24 2018-11-30 武汉科技大学 一种氧化钙颗粒及其制备方法
CN109179470A (zh) * 2018-09-30 2019-01-11 武汉科技大学 一种钝化氧化钙颗粒及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017051400A1 (en) * 2015-09-25 2017-03-30 Clean World Technologies Ltd. Producing calcium oxides
CN106219585A (zh) * 2016-07-08 2016-12-14 武汉科技大学 一种致密颗粒氧化钙材料及其制备方法
CN106631074A (zh) * 2017-01-05 2017-05-10 武汉科技大学 一种高氧化钙含量的氧化钙材料及其制备方法
CN108164274A (zh) * 2018-01-03 2018-06-15 武汉科技大学 一种钙锆耐火材料及其制备方法
CN108264364A (zh) * 2018-03-01 2018-07-10 武汉科技大学 一种钛涂覆氧化钙材料及其制备方法
CN108557856A (zh) * 2018-05-08 2018-09-21 武汉科技大学 一种基于真空烧结的氧化钙颗粒及其制备方法
CN108911710A (zh) * 2018-08-24 2018-11-30 武汉科技大学 一种氧化钙颗粒及其制备方法
CN109179470A (zh) * 2018-09-30 2019-01-11 武汉科技大学 一种钝化氧化钙颗粒及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110041085A (zh) * 2019-04-08 2019-07-23 武汉科技大学 一种钙碳复合材料及其制备方法
CN111268711A (zh) * 2020-02-17 2020-06-12 武汉科技大学 一种包覆抗水化氧化钙材料及其制备方法
CN113603125A (zh) * 2021-03-08 2021-11-05 台湾塑胶工业股份有限公司 贝类外壳煅烧粉体及其制造方法
CN113603125B (zh) * 2021-03-08 2023-02-28 台湾塑胶工业股份有限公司 贝类外壳煅烧粉体及其制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109678190A (zh) 一种核壳结构氧化钙颗粒及其制备方法
CN106219585B (zh) 一种致密颗粒氧化钙材料及其制备方法
CN106145686B (zh) 一种复合利用铅锌尾矿、电解锰废渣的微晶玻璃及其制作方法
CN103011707B (zh) 建筑陶粒及其制备方法
CN101921072B (zh) 一种除去煅烧活性石灰回转窑结圈的方法
CN103880441A (zh) 一种微孔轻量刚玉耐火骨料及其制备方法
CN106186021B (zh) 一种质轻颗粒氧化钙材料及其制备方法
CN103351166B (zh) 六铝酸钙/钙铝黄长石复相隔热保温耐火材料及其制备方法
CN109320266A (zh) 一种采用废旧镁钙砖生产环保型速干转炉喷补料的方法
CN109095897A (zh) 一种中间包镁钙质包盖浇注料及其制备方法
CN103979567A (zh) 一种低温制备CrB或CrB2粉体的方法
CN101921071A (zh) 一种除去回转窑喷煤结圈的方法
CN111099902B (zh) 一种转炉遥控湿式自流喷注料
CN115385665B (zh) 一种高炉渣溜槽防粘结方法
CN112210740A (zh) 一种球形空心氧化锆热喷涂粉的制备方法
CN111484345A (zh) 一种电熔镁铁铝尖晶石的制备方法
CN108840349A (zh) 一种超细无定形硼粉的制备方法
CN102659448A (zh) 一种氧化锆特种泡沫陶瓷过滤器及其制备方法
CN109485387A (zh) 一种环境障涂层用空心球形bsas粉末的制备方法
CN113683418A (zh) 一种用于热喷涂的钽酸盐球形粉体CaMoTa2O9及其制备方法
CN108083825B (zh) 一种再生铁水包永久层用快干自流浇注料
CN101318809B (zh) 90%低温Al2O3瓷粉
CN111217613A (zh) 一种镁钙材料及其制备方法
CN109400213A (zh) 一种具有高附着力、耐高温还原及耐碱侵蚀的复合六铝酸钙涂层材料的制备方法
CN101391885B (zh) 95%低温Al2O3瓷粉

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190426