燒結(jié)合成系列礬土基均質(zhì)料的研究.pdf

1、本課題立足我國豐富的高鋁礬土資源特點，以高鋁礬土為基料，部分配以適量煤矸石，必需時加入少量Al203微調(diào)成份，采用均化工藝和高溫?zé)蓪χ苽銩l203含量為60．90wt．％的系列礬土基均質(zhì)料進(jìn)行了研究。 以不同等級高鋁礬土為原料，制備出組成均勻、結(jié)構(gòu)均勻和性能穩(wěn)定的系列均質(zhì)料。Al203含量～90wt.％和～80wt.％剛玉質(zhì)均質(zhì)料的燒結(jié)溫度為1550℃，氣孔率<25％，體積密度分別為3.45g/cm3和3.29g/cm3；Al

2、203含量～70wt.％和～60wt.％莫來石質(zhì)均質(zhì)料的燒結(jié)溫度分別為1700℃和1650℃，氣孔率<25％，體積密度分別為2.75g/cm3和2.64g/cm3。其中，Al203含量～90wt.％剛玉質(zhì)均質(zhì)料的指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，莫來石質(zhì)均質(zhì)料的指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平；制備莫來石質(zhì)均質(zhì)料的燒結(jié)溫度及荷重軟化點(1530、1580℃)高于剛玉質(zhì)均質(zhì)料(1450、1500℃)，這主要因為前者二次莫來石化較多以及顯微結(jié)構(gòu)特征為發(fā)育良好的莫來

3、石構(gòu)成交錯連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 研究了以Ⅱ等高鋁礬土為原料，加入適量煤矸石以及需要時加入活性Al203微調(diào)來提高純度，制備出Al203含量為68.72wt.％、Al203/Si02比為2.68：3.18系列和Al203含量為58.62wt.％的礬土基莫來石均質(zhì)料。其燒結(jié)溫度分別為1700℃和1650℃，氣孔率<25％，體積密度為2.66－2.75g/cm3，荷重軟化點(T0.6:O.2MPa，0.6％，下同)分別為～1605℃和～1

4、550℃，指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。得出了只要控制好原料化學(xué)組成(Al203含量、Al203/Si02比和雜質(zhì)含量)，采用均化工藝和適當(dāng)高溫?zé)Y(jié)即可制得礬土基莫來石均質(zhì)料的結(jié)論。Al203含量為68.72wt.％的均質(zhì)料所用高鋁礬土Al203≥72wt.％、Ti02≤3.5wt.％和Fe203≤2.5wt.％；Al203含量為58.62wt.％的均質(zhì)料所用高鋁礬土的Al203≥62wt.％、Ti02≤3.0wt.％和Fe203≤2.0wt.

5、％。從而充分利用Ⅱ等高鋁礬土和碎礦，促進(jìn)高鋁礬土熟料質(zhì)量、檔次和價格的提高。采用濕法真空擠泥工藝制備Al203含量為68.72wt．％礬土基莫來石均質(zhì)料的工業(yè)生產(chǎn)實踐(5000Kg)表明，其燒結(jié)溫度為16∞℃時，均質(zhì)料的氣孔率<1.0％、體積密度≥2.81g/cm3，荷重軟化點為1610℃，性能指標(biāo)穩(wěn)定，初步驗證了本工藝方案的工業(yè)可行性。 為降低燒結(jié)溫度、節(jié)約能源和降低生產(chǎn)成本，研究了加入Ce02和MgO助燒結(jié)劑對制備礬土基莫來

6、石均質(zhì)料燒結(jié)性能的影響。初步驗證了加入復(fù)合助燒結(jié)劑CeO2/MgO的工業(yè)可行性。 研究了以高鋁礬土為原料，部分加入適量煤矸石，制備Al203含量為68．72wt．％的均質(zhì)料在1000、1700℃加熱過程的變化。結(jié)果表明：其加熱過程變化可分為三個階段：一次莫來石已經(jīng)形成(1000、1200℃)、二次莫來石化階段(12∞．15∞℃)和液相燒結(jié)階段(1500、1700℃)。隨溫度升高，莫來石晶體發(fā)育不斷完善：從初始(1200℃)呈發(fā)育