本發(fā)明屬于氧化鈣材料技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

氧化鈣制品是以氧化鈣（方鈣石）為主要礦物（CaO為主要成分）制得的特種耐火材料。方鈣石（CaO）的真密度為3.75g/cm3，熔點(diǎn)為2570℃，屬堿性耐火材料；方鈣石（主要成分為CaO）的莫氏硬度為6度、0~1700℃平均線膨脹系數(shù)為13.8×10-6/℃、1000℃的熱導(dǎo)率為7.71 W/(m·K)、930℃電阻率為4.175×106 Ω·cm和1460℃電阻率為91Ω·cm。氧化鈣制品具有高溫性能好、抗堿性爐渣侵蝕強(qiáng)和可凈化高溫熔體等優(yōu)點(diǎn)，在貴金屬冶煉等冶金行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。

氧化鈣熟料是制備氧化鈣制品的主要原料。氧化鈣熟料的制備方法包括燒結(jié)法和電熔法，燒結(jié)法是先將石灰石在1200～1300℃條件下煅燒，冷卻后壓制成塊，再將塊料于1700℃左右條件下燒成，冷卻后破碎成氧化鈣顆粒料。電熔法是直接將大理石塊在三相電弧中電熔制備氧化鈣熟料，電熔前需將大理石破碎成顆粒料或成球，然后才能放入電爐中電熔。在燒結(jié)法的技術(shù)路線中也有人提出：先將石灰石輕燒，制得活性氧化鈣，再將活性氧化鈣消化（加水）制得氫氧化鈣漿體，將漿體過濾、干燥后得到的氫氧化鈣坯體；然后加入各種添加劑和氫氧化鈣坯體共磨后，壓制成坯；在將得到的坯體于1600~1800℃條件下高溫煅燒，制得氧化鈣坯體，最后將氧化鈣坯體破碎得到氧化鈣顆粒。

可以看出，現(xiàn)有的氧化鈣顆粒制備方法不僅成本和能耗高，且工藝復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)不足，目的是提供一種工藝簡單、成本低和能耗低的質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料的制備方法，用方法制備的質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料的使用溫度高、高溫性能穩(wěn)定和輕質(zhì)隔熱。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：先將氫氧化鈣粉體置于造粒設(shè)備的料桶中，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為每分鐘1000~3000轉(zhuǎn)的條件下，向所述料筒加入占?xì)溲趸}粉體10~30wt%的水，當(dāng)開始有氫氧化鈣顆粒形成時(shí)，將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速調(diào)至每分鐘500~1000轉(zhuǎn)，待全部形成氫氧化鈣顆粒時(shí)，取出氫氧化鈣顆粒。

在整個(gè)造粒過程中，轉(zhuǎn)子和料筒始終保持反向運(yùn)行。

再將所述氫氧化鈣顆粒置于加熱爐中于600~1300℃的條件下保溫1~5小時(shí)，然后以每分鐘0.5~5升的流速向爐內(nèi)通入氮?dú)饣驓鍤庵?5℃，即得質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料。

所述氫氧化鈣粉體中Ca(OH)₂含量≥95wt%；粒徑為1~300μm。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：

1）本發(fā)明直接對氫氧化鈣粉體造粒，中低溫處理后即得顆粒氧化鈣；生產(chǎn)工藝簡單，成本和能耗低。

2）本發(fā)明在中低溫處理過程中，由于氫氧化鈣的脫水反應(yīng)，最終得到的氧化鈣材料的孔隙度較高，作為耐火材料和高溫陶瓷的原料，可以起到降低材料重量和隔熱的使用效果。

3）本發(fā)明制備的質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料的使用溫度高達(dá)2000℃以上，在真空條件下不易分解，高溫性能穩(wěn)定。同時(shí)，其體積密度較低，具備輕質(zhì)隔熱的特點(diǎn)。所述質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料經(jīng)檢測：CaO含量≥95wt%，體積密度≤2.5g/cm³。

因此，本發(fā)明具有工藝簡單、成本低和能耗低的特點(diǎn)；所制備的質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料的使用溫度高、高溫性能穩(wěn)定、體積密度低和輕質(zhì)隔熱，是制備氧化鈣耐火材料和陶瓷等高級材料的新型原料。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對其保護(hù)范圍的限制。

本具體實(shí)施方式中：所述氫氧化鈣粉體中Ca(OH)₂含量≥95wt%；粒徑為1~300μm。實(shí)施例中不再贅述。

實(shí)施例1

一種質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料及其制備方法。先將氫氧化鈣粉體置于造粒設(shè)備的料桶中，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為每分鐘1000~2000轉(zhuǎn)的條件下，向所述料筒加入占?xì)溲趸}粉體10~20wt%的水，當(dāng)開始有氫氧化鈣顆粒形成時(shí)，將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速調(diào)至每分鐘500~800轉(zhuǎn)，待全部形成氫氧化鈣顆粒時(shí)，取出氫氧化鈣顆粒。

在整個(gè)造粒過程中，轉(zhuǎn)子和料筒始終保持反向運(yùn)行。

再將所述氫氧化鈣顆粒置于加熱爐中于600~900℃的條件下保溫3~5小時(shí)，然后以每分鐘0.5~2升的流速向爐內(nèi)通入氮?dú)庵?5℃，即得質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料。

本實(shí)施例制備的質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料經(jīng)檢測：CaO含量≥95wt%；體積密度≤2.5g/cm³。

實(shí)施例2

一種質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料及其制備方法。先將氫氧化鈣粉體置于造粒設(shè)備的料桶中，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為每分鐘2000~3000轉(zhuǎn)的條件下，向所述料筒加入占?xì)溲趸}粉體20~30wt%的水，當(dāng)開始有氫氧化鈣顆粒形成時(shí)，將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速調(diào)至每分鐘800~1000轉(zhuǎn)，待全部形成氫氧化鈣顆粒時(shí)，取出氫氧化鈣顆粒。

在整個(gè)造粒過程中，轉(zhuǎn)子和料筒始終保持反向運(yùn)行。

再將所述氫氧化鈣顆粒置于加熱爐中于900~1000℃的條件下保溫1~3小時(shí)，然后以每分鐘2~4升的流速向爐內(nèi)通入氬氣至35℃，即得質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料。

本實(shí)施例制備的質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料經(jīng)檢測：CaO含量≥97wt%；體積密度≤1.8g/cm³。

實(shí)施例3

一種質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料及其制備方法。先將氫氧化鈣粉體置于造粒設(shè)備的料桶中，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為每分鐘2000~3000轉(zhuǎn)的條件下，向所述料筒加入占?xì)溲趸}粉體20~30wt%的水，開始造粒，當(dāng)開始有氫氧化鈣顆粒造成時(shí)，將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速調(diào)至每分鐘800~1000轉(zhuǎn)，待全部形成氫氧化鈣顆粒時(shí)，取出氫氧化鈣顆粒。

在整個(gè)造粒過程中，轉(zhuǎn)子和料筒始終保持反向運(yùn)行。

再將所述氫氧化鈣顆粒置于加熱爐中于1000~1300℃的條件下保溫1~3小時(shí)，然后以每分鐘4~5升的流速向爐內(nèi)通入氮?dú)庵?5℃，即得質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料。

本實(shí)施例制備的質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料經(jīng)檢測：CaO含量≥98wt%；體積密度≤2.0g/cm³。

本具體實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：

1）本具體實(shí)施方式直接對氫氧化鈣粉體造粒，中低溫處理后即得顆粒氧化鈣；生產(chǎn)工藝簡單，成本和能耗低。

2）本具體實(shí)施方式在中低溫處理過程中，由于氫氧化鈣的脫水反應(yīng)，最終得到的氧化鈣材料的孔隙度較高，作為耐火材料和高溫陶瓷的原料，可以起到降低材料重量和隔熱的使用效果。

3）本具體實(shí)施方式制備的質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料的使用溫度高達(dá)2000℃以上，在真空條件下不易分解，高溫性能穩(wěn)定。同時(shí)，其體積密度較低，具備輕質(zhì)隔熱的特點(diǎn)。所述質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料經(jīng)檢測：CaO含量≥95wt%，體積密度≤2.5g/cm³。

因此，本具體實(shí)施方式具有工藝簡單、成本低和能耗低的特點(diǎn)；所制備的質(zhì)輕顆粒氧化鈣材料的使用溫度高、高溫性能穩(wěn)定、體積密度低和輕質(zhì)隔熱，是制備氧化鈣耐火材料和陶瓷等高級材料的新型原料。