專利名稱：一種免燒耐酸陶瓷的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種免燒耐酸陶瓷的制備方法。
背景技術(shù)：
耐酸陶瓷，是指化工行業(yè)中用于反應(yīng)塔罐、防腐容器、溝槽等設(shè)施內(nèi)襯及耐酸地面 所用的以耐酸磚為主的陶瓷制品?，F(xiàn)在市場上廣泛應(yīng)用的耐酸陶瓷制品大多是以高嶺土為 主的粘土通過濕磨、打漿、濃縮、成型、烘干、然后高溫?zé)Y(jié)的方法制備的。該方法制備的耐 酸陶瓷制品全部采用天然原料，能耗高，污染環(huán)境，碳排放高，成本高，生產(chǎn)周期長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種綠色環(huán)保的免燒耐酸陶瓷的制備方法，它可替代目前化
工行業(yè)普遍采用的用高溫?zé)Y(jié)制備耐酸陶瓷的方法，能起到降低成本且節(jié)能降耗的作用。 本發(fā)明的免燒耐酸陶瓷的制備方法，包括如下順序的步驟 (1)準(zhǔn)備好如下四種原料，這四種原料的預(yù)處理方法及要求分別如下 原料l，采用以非結(jié)晶的鋁硅酸鹽為主的粉體的一種或幾種的混合物，粉體的勃氏
比表面積> 400m7Kg，當(dāng)產(chǎn)品抗酸性要求大于或等于97%時，粉體中鐵與鈣的氧化物的質(zhì)
量百分含量均應(yīng)《0. 5%，如果大于0. 5%，則用過量鹽酸或硫酸在常溫到IO(TC的溫度下
且在攪拌狀態(tài)下浸泡1-5小時后，再用去離子水洗滌至ra > 6，然后過濾，在105-12(TC溫
度下烘干備用； 原料2，非結(jié)晶二氧化硅、硅酸鹽、鋁酸鹽和鋁硅酸鹽中的一種或幾種混合的超細(xì) 粉，BET比表面積> 15000m2/Kg ; 原料3，結(jié)晶氧化硅、氧化鋁、硅酸鹽、鋁酸鹽和鋁硅酸鹽礦物的一種或幾種混合的 粉體，粒徑小于5mm; 原料4，堿金屬硅酸鹽溶液，模數(shù)是0. 8-1. 4，固含量是30-60% ;
(2)待步驟(1)完成后，首先，將原料1和原料2混和均勻，然后再與原料4充分混 和至呈均勻糊狀，再將原料3與上述糊狀物混和剪切均勻，其中，原料1 、原料2、原料3、原料 4的質(zhì)量百分含量分別是10-30% 、0. 5-6% 、40-75% 、10-25% ; (3)將第(2)步所得半干易結(jié)的混合物在常溫下充模，在20-150MPa加壓成型；或 是在60-9(TC的溫度和^ 90%的濕度環(huán)境中保溫10-30分鐘至其充分軟化，在混和物未硬 化前充模，在20-150MPa壓力下成型；加壓成型后再連模在60-90°C的溫度和^ 90%的濕度 環(huán)境中養(yǎng)護(hù)約半小時到數(shù)小時，使試塊充分硬化定型； (4)在試塊充分硬化定型后脫模，然后繼續(xù)在60-9(TC的溫度和^ 90%的濕度環(huán) 境中養(yǎng)護(hù)1-6天或在常溫下養(yǎng)護(hù)10-28天。 本發(fā)明利用堿激發(fā)硅鋁質(zhì)材料膠凝的原理來制備耐酸陶瓷。在堿性激發(fā)劑作用 下，耐酸的固體原料在低溫下溶解并進(jìn)行無機(jī)聚合，形成網(wǎng)絡(luò)狀硅鋁質(zhì)聚合物，這樣以化學(xué) 鍵連接的膠凝體在壓力成型并有超細(xì)粉體充填空隙的條件下可以形成致密的結(jié)構(gòu)，從而具
3有很高的強(qiáng)度和耐酸性，而這一過程在適當(dāng)加溫的條件下短時間快速反應(yīng)完成。因此，本發(fā) 明的免燒耐酸陶瓷制備方法利用工業(yè)廢料，具有物耗低、能耗低、碳排放低、環(huán)保節(jié)能且成 本低等優(yōu)點(diǎn)，可望取代傳統(tǒng)燒結(jié)制備耐酸陶瓷的方法，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
具體實施例方式
實施例一 粉煤灰26. 5克，鍛燒高嶺土 10克，硅灰4. 0克，模數(shù)為0. 9、濃度40% 的鈉水玻璃溶液25克混合，再加細(xì)石英粉80克，焦寶石粉20克，輝綠巖粉60克，全部碾壓 混勻，入鋼模中，于20MPa靜壓力下成型，65t:、濕度^ 90%養(yǎng)護(hù)72小時后取出試塊，檢測 抗折強(qiáng)度20. 5Mpa，抗壓強(qiáng)度84. 2Mpa，吸水率5. 58%，耐酸性94. 4%，比重2. 4。
實施例二 粉煤灰39克，硅灰1.0克，模數(shù)為1.0、濃度50%的鈉水玻璃溶液23克 混合，再加細(xì)石英粉60克，焦寶石粉60克，碾壓混勻?；旌衔锱c鋼模一起于85t:保溫15分 鐘后入鋼模中，迅速于120MPa靜壓力下成型，在85°C 、濕度^ 90%下連模養(yǎng)護(hù)24小時后取 出試塊，檢測抗折強(qiáng)度35. 4Mpa，抗壓強(qiáng)度136. 2Mpa，吸水率5. 14%，耐酸性94. 5%，比重 2. 30。 實施例三粉煤灰19克，鍛燒高嶺土 19克，硅灰2.0克，模數(shù)為1.2、濃度60%的 鈉水玻璃溶液23克混合，再加細(xì)石英粉80克，輝綠巖粉50克混合均勻于85t:保溫15分鐘 后迅速入鋼模中，于130MPa靜壓力下成型，85t:、濕度^ 90%養(yǎng)護(hù)24小時后取出試塊，檢 測抗折強(qiáng)度40. OMpa，抗壓強(qiáng)度162. 4Mpa，吸水率3. 41%，耐酸性96. 6%，比重2. 35。
實施例四煅燒高嶺土 30克，硅灰3. 0克，模數(shù)為0. 9、濃度36. 5%的鈉水玻璃溶 液24. 1克混合，再加輝綠巖粉170克，碾壓混合均勻后入鋼模中，于150MPa靜壓力下成型， 65t:、濕度^ 90%養(yǎng)護(hù)6天后取出試塊，檢測抗折強(qiáng)度26. 5MPa，抗壓強(qiáng)度86. 5MPa，吸水 率4. 77 % ，耐酸性96. 04 % ，比重2. 45 。 實施例五用濃度為20^的過量鹽酸于9(TC酸煮粉煤灰5小時后用去離子水洗滌 至ra^ 6，過濾，在ll(TC下烘干，所得的酸洗粉煤灰50克，與硅灰5.0克，模數(shù)為1.0、濃 度36. 5%的鈉水玻璃溶液25. 7克混合，再加細(xì)石英粉20，焦寶石粉50克，輝綠巖粉50克 碾壓混合均勻，入鋼模中，于130MPa靜壓力下成型，65°C 、濕度^ 90%養(yǎng)護(hù)6天后取出試塊， 檢測抗折強(qiáng)度27. 7Mpa，抗壓強(qiáng)度143. 3Mpa，吸水率4. 27%，耐酸性98. 47%，比重2. 34。
實施例六粉煤灰39克，硅灰7. 0克，模數(shù)為1. 3、濃度31 %的鉀水玻璃溶液35克 混合，再加細(xì)石英粉80克，入鋼模中，于130MPa靜壓力下成型，8(TC，濕度^ 90%養(yǎng)護(hù)3天 后取出試塊，檢測抗折強(qiáng)度22. 1Mpa，抗壓強(qiáng)度83. 2Mpa，吸水率5. 77%，耐酸性94. 04%， 比重2. 15。 以上實施例均在試塊充分硬化定型脫模后，繼續(xù)在60-90°C的溫度和^ 90%的濕 度環(huán)境中養(yǎng)護(hù)1-6天或在常溫下養(yǎng)護(hù)10-28天。 本發(fā)明的免燒耐酸陶瓷的比重在2. 0-2. 5之間，試塊抗壓強(qiáng)度在80-200MPa之間， 抗折強(qiáng)度在15-50MPa之間，按國標(biāo)8488-87檢測的吸水率在3_6%之間，耐酸性在95-99% 之間，接近3類耐酸磚的指標(biāo)。
權(quán)利要求
一種免燒耐酸陶瓷的制備方法，其特征在于包括如下順序的步驟(1)準(zhǔn)備好如下四種原料，這四種原料的預(yù)處理方法及要求分別如下原料1，采用以非結(jié)晶的鋁硅酸鹽為主的粉體的一種或幾種的混合物，粉體的勃氏比表面積＞400m2/Kg，當(dāng)產(chǎn)品抗酸性要求大于或等于97％時，粉體中鐵與鈣的氧化物的質(zhì)量百分含量均應(yīng)≤0.5％，如果大于0.5％，則用過量鹽酸或硫酸在常溫到100℃的溫度下且在攪拌狀態(tài)下浸泡1-5小時后，再用去離子水洗滌至PH≥6，然后過濾，在105-120℃溫度下烘干備用；原料2，非結(jié)晶二氧化硅、硅酸鹽、鋁酸鹽和鋁硅酸鹽中的一種或幾種混合的超細(xì)粉，BET比表面積＞15000m2/Kg；原料3，結(jié)晶氧化硅、氧化鋁、硅酸鹽、鋁酸鹽和鋁硅酸鹽礦物的一種或幾種混合的粉體，粒徑小于5mm；原料4，堿金屬硅酸鹽溶液，模數(shù)是0.8-1.4，固含量是30-60％；(2)待步驟(1)完成后，首先，將原料1和原料2混和均勻，然后再與原料4充分混和至呈均勻糊狀，再將原料3與上述糊狀物混和剪切均勻，其中，原料1、原料2、原料3、原料4的質(zhì)量百分含量分別是10-30％、0.5-6％、40-75％、10-25％；(3)將第(2)步所得半干易結(jié)的混合物在常溫下充模，在20-150MPa加壓成型；或是在60-90℃的溫度和≥90％的濕度環(huán)境中保溫10-30分鐘至其充分軟化，在混和物未硬化前充模，在20-150MPa壓力下成型；加壓成型后再連模在60-90℃的溫度和≥90％的濕度環(huán)境中養(yǎng)護(hù)約半小時到數(shù)小時，使試塊充分硬化定型；(4)在試塊充分硬化定型后脫模，然后繼續(xù)在60-90℃的溫度和≥90％的濕度環(huán)境中養(yǎng)護(hù)1-6天或在常溫下養(yǎng)護(hù)10-28天。
全文摘要
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種免燒耐酸陶瓷的制備方法。本發(fā)明的步驟主要包括，首先準(zhǔn)備好四種原料原料1，采用以非結(jié)晶的鋁硅酸鹽為主的粉體的一種或幾種的混合物；原料2，非結(jié)晶二氧化硅、硅酸鹽、鋁酸鹽和鋁硅酸鹽中的一種或幾種混合的超細(xì)粉；原料3，結(jié)晶氧化硅、氧化鋁、硅酸鹽、鋁酸鹽和鋁硅酸鹽礦物的一種或幾種混合的粉體；原料4，堿金屬硅酸鹽溶液；然后，將原料1和原料2混和均勻，再與原料4充分混和至呈均勻糊狀，再將原料3與上述糊狀物混和剪切均勻，將所得半干易結(jié)的混合物充模，在20-150MPa加壓成型，并使試塊充分硬化定型。本發(fā)明方法利用工業(yè)廢料，具有物耗低、能耗低、碳排放低、環(huán)保節(jié)能且成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C04B35/622GK101786868SQ20101010000
公開日2010年7月28日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者彭美勛 申請人:湖南科技大學(xué)