CN112094127A - 一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺，属于耐高温材料技术领域，包括匣钵及所述匣钵的制备方法；所述匣钵由以下原料制成：蓝晶石尾矿、软质粘土、结合剂；所述结合剂为木素磺酸盐或糊精；所述蓝晶石尾矿的粒径为0‑2mm。本发明用于煅烧氧化铝，煅烧温度为1400‑1500℃，使用次数可达到5‑6次，使用寿命提高一倍；有效的提高了匣钵的抗腐蚀以及耐高温的性能，解决匣钵使用次数少的问题，节约原料，大大降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及耐高温材料技术领域，具体涉及一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺。
背景技术
目前，煅烧氧化铝是利用匣钵承载物料高温煅烧而成，一般采用圆形匣钵来装载工业氧化铝及添加剂进行高温反应，在高温下碱性氧化钠与匣钵表层中酸性氧化物二氧化硅、两性氧化物三氧化二铝发生一定的化学反应，产生玻璃质物质，侵蚀匣钵导致开裂、变形、粘料，匣钵消耗的平均指标是每吨氧化铝消耗300公斤左右。匣钵经过冷热交替重复使用，传统产品一般使用2~3次就会报废，目前匣钵主要问题是使用次数少。
公开号为CN101274842的专利文献公开了一种以蓝晶石矿尾矿为原料制备烧结砖的方法，主要特点是利用蓝晶石矿尾矿粉、废矿石、剥离层作原料制备烧结砖，不仅解决了蓝晶石矿尾矿难以制备烧结砖的难题，使蓝晶石矿山废料得以利用，减轻了其对土地环境的占用污染，降低了矿山废料的处理成本，而且取代粘土原料节约了土地资源，产品可与粘土砖媲美，用于传统墙体砌砖，亦可框架墙填充，替代免烧广场砖、行道砖等室外地面砖更具经用耐践踏。本发明将给矿山治理、建筑材料市场、建筑行业及市政建设带来积极影响和显著的社会经济效益。
授权公告号为CN104150916B的专利公开了一种焙烧炉炉底用隔热砖及其制备方法，由蓝晶石粉、氧化铝粉、煅烧高岭土粉、生粘土粉挤压煅烧而成，以质量百分比计，蓝晶石粉10~15%、粒度≤0.1mm；氧化铝粉5~10%、细度≤0.073mm；煅烧高岭土粉35~40%、细度≤0.088mm；生粘土粉40~45%、细度≤0.088mm。该隔热砖制备的工艺步骤为：(1)、生粘土粉、煅烧高岭土粉研磨成细粉；(2)煅烧高岭土粉、蓝晶石粉、氧化铝粉、生粘土粉按比例混合；(3)、加入EPS小球和锯末混炼；(4)、加入水后混炼；(5)、挤泥成型；(6)、干燥后煅烧制成成品。
上述两种方法均是利用蓝晶石粉、与其他矿石粉为主要原料制成强度高的制品，但是用于匣钵，仍存在易变形、开裂，使用次数少等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺，有效提高了匣钵的抗腐蚀以及耐高温的性能，解决匣钵使用次数少的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺，包括匣钵及所述匣钵的制备方法；所述匣钵由以下原料制成：蓝晶石尾矿、软质粘土、结合剂。
进一步的，所述结合剂为木素磺酸盐或糊精。
进一步的，所述蓝晶石尾矿的粒径为0-2mm。
进一步的，所述匣钵的制备方法，包含以下步骤：
S1：配料：按比例称取各重量份数的原料，并将结合剂事先与所需总加水量充分搅拌，制成水溶液；
S2：混料：将蓝晶石尾矿各种颗粒料在搅拌机中预混均匀，3分钟后加入总加水量一半的水溶液，继续混合3分钟后加入软质粘土，再混合3分钟后，加入剩余的一半水溶液，接着混合5-10分钟后，得到混合料，然后将混合料放入泥料仓中困料≥4小时；
S3：成型：将困好的泥料放入模具中，经液压机液压成型，出砖后，在模型上刷一层脱模剂；
S4：干燥：将成型的生坯装入干燥车中，自然干燥1天，然后进入隧道干燥室内干燥1-2天；
S5：烧成：将干燥后的生坯在高温推板窑内烧成，最高烧成温度为1350-1450℃，保温时间为4-6h；
S6：成品：出窑后，拣选，合格品码垛入库，包装。
进一步的，所述匣钵的制备方法，步骤S1中，搅拌机的转速为20r/min。
进一步的，所述匣钵的制备方法，步骤S4中，残余水分控制在小于1%。
进一步的，所述匣钵的制备方法，步骤S5中，升温速率为40-50℃/小时。
进一步的，所述匣钵用于装载煅烧氧化铝所需要的氧化铝及添加剂。
进一步的，所述匣钵由以下质量百分数的原料制成：粒径为1-2mm的蓝晶石尾矿10-30%、粒径为0.1-1mm的蓝晶石尾矿20-30%、粒径为0-0.1mm的蓝晶石尾矿10-30%、软质粘土20-40%、结合剂0.5-2%。
进一步的，所述匣钵的制备方法，步骤S3中，脱模剂为自制脱模剂，包含的成分重量之比为：柴油：滑石粉为3:1。
进一步的，所述匣钵的制备方法，步骤S4中，隧道干燥室内干燥温度为：进口40-50℃，出口80-100℃。
进一步的，所述原料和水的重量之比为：水：原料为1:10-12。
匣钵，是用耐火泥料烧制成的各种规格的圆钵，经高温焙烧而成，匣钵为装烧瓷器的重要窑具之一，各种瓷坯，均须先装入匣钵，然后才进行窑炉焙烧。匣钵是盛料器皿，在陶瓷工业中所起的作用是不言而喻的。现在市场上的匣钵多为碳化硅、莫来石等材料制作，能够提高使用的寿命和受热温度，但是受热温度超过1000℃后，使用寿命大大缩短。授权公告号为CN108373324B的专利公开了一种用于锂电池正极材料焙烧的轻质匣钵及其制备方法。其技术方案是：先以30～45wt％的锂辉石、30～40wt％的锆英石、10～20wt％的苏州土和5～10wt％的钛白粉为原料，外加4～6wt％水，混合均匀，制得釉料。然后以45～65wt％的莫来石轻质骨料、15～20wt％的蓝晶石、10～20wt％的氧化铝微粉和10～20wt％的苏州土为混合料，外加所述混合料10～15wt％的结合剂，混匀，机压成型，得到匣钵基体。将釉料均匀分布至匣钵基体底部工作面，再次机压，干燥，在1330～1400℃条件下保温3～10h，制得用于锂电池正极材料焙烧的轻质匣钵。该匣钵用于1000℃下合成锂电池正极材料钴酸锂，超过1000℃，匣钵就容易变形、开裂。
在物料烧成后，有的匣钵直接破成两半，有的出现裂缝，破损率非常高，这样不仅增加了生产成本，而且产生较多的废弃匣钵，占用较大的存放空间，增大处理难度。为此，本领域的技术人员研究了利用废弃的匣钵回收，重新制造匣钵的方法。如公开号为CN106083087A的专利文献公开了一种利用废弃匣钵制备莫来石基匣钵的方法，采用莫来石和废弃匣钵作为主原料，以钠长石、锆石英、纳米氧化铝、电熔镁砂、水玻璃、硅酸锆、氮化硅和增强纤维为辅料，同时，在制备过程中，采用水淬、油浸和后处理工艺，提高所制备产品的物化性能，所制备的匣钵热稳定性好，抗压能力强，耐腐蚀，且不易开裂的。但是，这种方法不能从根本上解决匣钵使用寿命短的技术问题，即便是回收利用，仍需添加其他原料，匣钵使用次数少，生产成本仍然很高。因此，亟需研究一种能够在高温条件下，延长匣钵使用寿命的新工艺。
本发明的有益效果是：
1、本发明主要原材料为蓝晶石尾矿，废物利用，节省资源；蓝晶石尾矿含部分蓝晶石，蓝晶石耐高温、抗碱侵蚀，高温时转换成莫来石，产生体积膨胀，可以抵消结合粘土的烧成收缩，保持制品高温体积稳定。
2、合理的颗粒级配，将蓝晶石尾矿粉碎成多种粒度，科学搭配，使匣钵在保证足够强度的同时，又具有一定的透气性。
3、合理的烧成温度曲线，确保蓝晶石充分莫来石化，转化成针状莫来石，生产出的制品耐高温、抗侵蚀、高温体积稳定，并具有较高的高温强度。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺，包括匣钵及所述匣钵的制备方法；所述匣钵由以下质量百分数的原料制成：粒径为1-2mm的蓝晶石尾矿10%、粒径为0.1-1mm的蓝晶石尾矿20%、粒径为0-0.1mm的蓝晶石尾矿30%、软质粘土39.5%、结合剂0.5%。所述结合剂为木素磺酸盐。所述原料和水的重量之比为：水：原料为1:10。
所述匣钵的制备方法，包含以下步骤：
S1：配料：按比例称取各重量份数的原料，并将结合剂事先与所需总加水量充分搅拌，制成水溶液；
S2：混料：将蓝晶石尾矿各种颗粒料在搅拌机中预混均匀，搅拌机的转速为20r/min，3分钟后加入总加水量一半的水溶液，继续混合3分钟后加入软质粘土，再混合3分钟后，加入剩余的一半水溶液，接着混合5分钟后，得到混合料，然后将混合料放入泥料仓中困料6小时；
S3：成型：将困好的泥料放入模具中，经300t液压机液压成型，出砖后，在模型上刷一层脱模剂，所述脱模剂为自制脱模剂，包含的成分重量之比为：柴油：滑石粉为3:1；
S4：干燥：将成型的生坯装入干燥车中，自然干燥1天，然后进入隧道干燥室内干燥2天，隧道干燥室内干燥温度为：进口40℃，出口80℃，残余水分控制在小于1%；
S5：烧成：将干燥后的生坯在高温推板窑内烧成，平装5个高，最高烧成温度为1350℃，保温时间为6h，升温速率为40℃/小时；
S6：成品：出窑后，拣选，合格品码垛入库，包装。
实施例2
一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺，包括匣钵及所述匣钵的制备方法；所述匣钵由以下质量百分数的原料制成：粒径为1-2mm的蓝晶石尾矿10%、粒径为0.1-1mm的蓝晶石尾矿30%、粒径为0-0.1mm的蓝晶石尾矿30%、软质粘土28%、结合剂2%。所述结合剂为糊精。所述原料和水的重量之比为：水：原料为1:11。
所述匣钵的制备方法，包含以下步骤：
S1：配料：按比例称取各重量份数的原料，并将结合剂事先与所需总加水量充分搅拌，制成水溶液；
S2：混料：将蓝晶石尾矿各种颗粒料在搅拌机中预混均匀，搅拌机的转速为20r/min，3分钟后加入总加水量一半的水溶液，继续混合3分钟后加入软质粘土，再混合3分钟后，加入剩余的一半水溶液，接着混合6分钟后，得到混合料，然后将混合料放入泥料仓中困料5小时；
S3：成型：将困好的泥料放入模具中，经300t液压机液压成型，出砖后，在模型上刷一层脱模剂，所述脱模剂为自制脱模剂，包含的成分重量之比为：柴油：滑石粉为3:1；
S4：干燥：将成型的生坯装入干燥车中，自然干燥1天，然后进入隧道干燥室内干燥2天，隧道干燥室内干燥温度为：进口50℃，出口100℃，残余水分控制在小于1%；
S5：烧成：将干燥后的生坯在高温推板窑内烧成，平装5个高，最高烧成温度为1400℃，保温时间为5h，升温速率为45℃/小时；
S6：成品：出窑后，拣选，合格品码垛入库，包装。
实施例3
一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺，包括匣钵及所述匣钵的制备方法；所述匣钵由以下质量百分数的原料制成：粒径为1-2mm的蓝晶石尾矿13.5%、粒径为0.1-1mm的蓝晶石尾矿25%、粒径为0-0.1mm的蓝晶石尾矿20%、软质粘土40%、结合剂1.5%。所述结合剂为木素磺酸盐。所述原料和水的重量之比为：水：原料为1:12。
所述匣钵的制备方法，包含以下步骤：
S1：配料：按比例称取各重量份数的原料，并将结合剂事先与所需总加水量充分搅拌，制成水溶液；
S2：混料：将蓝晶石尾矿各种颗粒料在搅拌机中预混均匀，搅拌机的转速为20r/min，3分钟后加入总加水量一半的水溶液，继续混合3分钟后加入软质粘土，再混合3分钟后，加入剩余的一半水溶液，接着混合7分钟后，得到混合料，然后将混合料放入泥料仓中困料6小时；
S3：成型：将困好的泥料放入模具中，经300t液压机液压成型，出砖后，在模型上刷一层脱模剂，所述脱模剂为自制脱模剂，包含的成分重量之比为：柴油：滑石粉为3:1；
S4：干燥：将成型的生坯装入干燥车中，自然干燥1天，然后进入隧道干燥室内干燥1.5天，隧道干燥室内干燥温度为：进口45℃，出口90℃，残余水分控制在小于1%；
S5：烧成：将干燥后的生坯在高温推板窑内烧成，平装5个高，最高烧成温度为1400℃，保温时间为5h，升温速率为45℃/小时；
S6：成品：出窑后，拣选，合格品码垛入库，包装。
实施例4
一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺，包括匣钵及所述匣钵的制备方法；所述匣钵由以下质量百分数的原料制成：粒径为1-2mm的蓝晶石尾矿20%、粒径为0.1-1mm的蓝晶石尾矿30%、粒径为0-0.1mm的蓝晶石尾矿28%、软质粘土20%、结合剂2%。所述结合剂为糊精。所述原料和水的重量之比为：水：原料为1:10。
所述匣钵的制备方法，包含以下步骤：
S1：配料：按比例称取各重量份数的原料，并将结合剂事先与所需总加水量充分搅拌，制成水溶液；
S2：混料：将蓝晶石尾矿各种颗粒料搅拌机中预混均匀，搅拌机的转速为20r/min，3分钟后加入总加水量一半的水溶液，继续混合3分钟后加入软质粘土，再混合3分钟后，加入剩余的一半水溶液，接着混合8分钟后，得到混合料，然后将混合料放入泥料仓中困料4小时；
S3：成型：将困好的泥料放入模具中，经300t液压机液压成型，出砖后，在模型上刷一层脱模剂，所述脱模剂为自制脱模剂，包含的成分重量之比为：柴油：滑石粉为3:1；
S4：干燥：将成型的生坯装入干燥车中，自然干燥1天，然后进入隧道干燥室内干燥1天，隧道干燥室内干燥温度为：进口50℃，出口100℃，残余水分控制在小于1%；
S5：烧成：将干燥后的生坯在高温推板窑内烧成，平装5个高，最高烧成温度为1350℃，保温时间为6h，升温速率为50℃/小时；
S6：成品：出窑后，拣选，合格品码垛入库，包装。
实施例5
一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺，包括匣钵及所述匣钵的制备方法；所述匣钵由以下质量百分数的原料制成：粒径为1-2mm的蓝晶石尾矿25%、粒径为0.1-1mm的蓝晶石尾矿25%、粒径为0-0.1mm的蓝晶石尾矿25%、软质粘土24%、结合剂1%。所述结合剂为糊精。所述原料和水的重量之比为：水：原料为1:11。
所述匣钵的制备方法，包含以下步骤：
S1：配料：按比例称取各重量份数的原料，并将结合剂事先与所需总加水量充分搅拌，制成水溶液；
S2：混料：将蓝晶石尾矿各种颗粒料在搅拌机中预混均匀，搅拌机的转速为20r/min，3分钟后加入总加水量一半的水溶液，继续混合3分钟后加入软质粘土，再混合3分钟后，加入剩余的一半水溶液，接着混合9分钟后，得到混合料，然后将混合料放入泥料仓中困料4小时；
S3：成型：将困好的泥料放入模具中，经300t液压机液压成型，出砖后，在模型上刷一层脱模剂，所述脱模剂为自制脱模剂，包含的成分重量之比为：柴油：滑石粉为3:1；
S4：干燥：将成型的生坯装入干燥车中，自然干燥1天，然后进入隧道干燥室内干燥2天，隧道干燥室内干燥温度为：进口40℃，出口90℃，残余水分控制在小于1%；
S5：烧成：将干燥后的生坯在高温推板窑内烧成，平装5个高，最高烧成温度为1450℃，保温时间为4h，升温速率为40℃/小时；
S6：成品：出窑后，拣选，合格品码垛入库，包装。
实施例6
一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺，包括匣钵及所述匣钵的制备方法；所述匣钵由以下质量百分数的原料制成：粒径为1-2mm的蓝晶石尾矿30%、粒径为0.1-1mm的蓝晶石尾矿29%、粒径为0-0.1mm的蓝晶石尾矿10%、软质粘土30%、结合剂1%。所述结合剂为木素磺酸盐。所述原料和水的重量之比为：水：原料为1:12。
所述匣钵的制备方法，包含以下步骤：
S1：配料：按比例称取各重量份数的原料，并将结合剂事先与所需总加水量充分搅拌，制成水溶液；
S2：混料：将蓝晶石尾矿各种颗粒料在搅拌机中预混均匀，搅拌机的转速为20r/min，3分钟后加入总加水量一半的水溶液，继续混合3分钟后加入软质粘土，再混合3分钟后，加入剩余的一半水溶液，接着混合10分钟后，得到混合料，然后将混合料放入泥料仓中困料6小时；
S3：成型：将困好的泥料放入模具中，经200t液压机液压成型，出砖后，在模型上刷一层脱模剂，所述脱模剂为自制脱模剂，包含的成分重量之比为：柴油：滑石粉为3:1；
S4：干燥：将成型的生坯装入干燥车中，自然干燥1天，然后进入隧道干燥室内干燥2天，隧道干燥室内干燥温度为：进口40℃，出口80℃，残余水分控制在小于1%；
S5：烧成：将干燥后的生坯在高温推板窑内烧成，平装5个高，最高烧成温度为1350℃，保温时间为6h，升温速率为40℃/小时；
S6：成品：出窑后，拣选，合格品码垛入库，包装。
本申请实施例1-6中，所述匣钵用于装载煅烧氧化铝所需要的氧化铝及添加剂。
本发明蓝晶石具有耐高温、抗侵蚀、受热膨胀不可逆等特点，作为匣钵制作的主要原料可以有效改善传统产品性能，提高产品内在质量，增加使用次数，故选用蓝晶石尾矿替代硬质粘土原料。将各原料分步，在室温下搅拌混合，达到优异的混合效果。出砖后，在模型上刷一层脱模剂，防止粘模，确保半成品表面光滑致密。将实施例1-6制备的匣钵用于煅烧氧化铝，煅烧温度为1400-1500℃，使用次数可达到5-6次，使用寿命提高一倍。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺，其特征在于：包括匣钵及所述匣钵的制备方法；所述匣钵由以下原料制成：蓝晶石尾矿、软质粘土、结合剂。
2.如权利要求1所述的一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺，其特征在于：所述结合剂为木素磺酸盐或糊精。
3.如权利要求2所述的一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺，其特征在于：所述蓝晶石尾矿的粒径为0-2mm。
4.如权利要求3所述的一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺，其特征在于：所述匣钵的制备方法，包含以下步骤：
S1：配料：按比例称取各重量份数的原料，并将结合剂事先与所需总加水量充分搅拌，制成水溶液；
S2：混料：将蓝晶石尾矿各种颗粒料在搅拌机中预混均匀，3分钟后加入总加水量一半的水溶液，继续混合3分钟后加入软质粘土，再混合3分钟后，加入剩余的一半水溶液，接着混合5-10分钟后，得到混合料，然后将混合料放入泥料仓中困料≥4小时；
S3：成型：将困好的泥料放入模具中，经液压机液压成型，出砖后，在模型上刷一层脱模剂；
S4：干燥：将成型的生坯装入干燥车中，自然干燥1天，然后进入隧道干燥室内干燥1-2天；
S5：烧成：将干燥后的生坯在高温推板窑内烧成，最高烧成温度为1350-1450℃，保温时间为4-6h；
S6：成品：出窑后，拣选，合格品码垛入库，包装。
5.如权利要求4所述的一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺，其特征在于：所述匣钵的制备方法，步骤S1中，搅拌机的转速为20r/min。
6.如权利要求5所述的一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺，其特征在于：所述匣钵的制备方法，步骤S4中，残余水分控制在小于1%。
7.如权利要求6所述的一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺，其特征在于：所述匣钵的制备方法，步骤S5中，升温速率为40-50℃/小时。
8.如权利要求7所述的一种蓝晶石尾矿系列匣钵的制作工艺，其特征在于：所述匣钵用于装载煅烧氧化铝所需要的氧化铝及添加剂。
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