人工合成莫来石高稳定性低成本制备工艺的制作方法

1.本发明涉及莫来石技术领域，具体为一种人工合成莫来石高稳定性低成本制备工艺。


背景技术：

2.莫来石指的是一系列由铝硅酸盐组成的矿物统称，值得一提的是 sio2-al2o3系是陶瓷中最重要的二元系，从1909年公布的第一张莫来石相图，陆续发表了十几张不同的相图，争论的焦点是就是中间相莫来石是稳定化合物还是非稳定化合物，后来问题得到统一，莫来石的成分是不固定的，它的氧化铝含量在72％～78％之间波动。
3.现有的莫来石生产，往往需要采用高纯电熔、普通电熔、全天然烧结和轻烧，在实际的生产过程中，都会产生大量的废气和丢弃物，实际的环保效果不佳，且在后续的记录过程中，发现生产的成本较高，主要集中于加热阶段的能耗较高，花费大量的时间，浪费于原料的初步加热，且成品的质量也不稳定。


技术实现要素：

4.本发明提供的发明目的在于提供一种人工合成莫来石高稳定性低成本制备工艺。通过本发明一种人工合成莫来石高稳定性低成本制备工艺，该人工合成莫来石高稳定性低成本制备工艺，在结合铝单质和氧化铁产生的铝热反应，可以实现对多种原料进行初步的热熔，在后续的炉窑的烧结过程中，节约了加热的能耗比，做好保温，即可降低生产莫来石的生产能耗比，且不会产生大量的废气，实际的环保性能也较高，利用多种原料配比氧化铝的占比，可以实现稳定的成品质量。
5.为了实现上述效果，本发明提供如下技术方案：一种人工合成莫来石高稳定性低成本制备工艺，包括以下步骤：
6.步骤一、预先准备原料，其中包括a原料、b原料与c原料，对所有的原料都进行初步的破碎、筛选和晾干。
7.步骤二、将a原料中的三氧化二铁和铝单质进行配比与混合，将 b原料含有的高铝矾土与高岭土，进行氧化铝占比调整，烘干粉碎。
8.步骤三、c原料包含二氧化硅、六铝酸钙和氧化钙，采用球磨机湿法粉碎，随后晾干和打散。
9.步骤四、首先将a原料放置到反应釜的内部，利用镁粉点燃，此时将足量的b原料投入到反应釜的内部，剔除液态铁水，随后将c原料投入反应釜。
10.步骤五、利用窑炉烧制，烧成温度在1450摄氏度～1800摄氏度，冷却后即可制得成品。
11.进一步的，包括以下步骤：根据步骤一中的操作步骤，a原料、 b原料与c原料在准备前，需要提前进行加湿，湿度保持在15％。
12.进一步的，包括以下步骤：根据步骤二中的操作步骤，三氧化二铁和铝单质进行摩
尔质量配比为2：1-1.25。
13.进一步的，包括以下步骤：根据步骤二中的操作步骤，高铝矾土与高岭土氧化铝含量不小于45％。
14.进一步的，包括以下步骤：根据步骤三中的操作步骤，二氧化硅、六铝酸钙和氧化钙的比例为5：1：2。进一步的，包括以下步骤：根据步骤三中的操作步骤，c原料晾干打散后的含水量低于1％。进一步的，包括以下步骤：根据步骤四中的操作步骤，c原料晾干后的含水量低于1％。进一步的，包括以下步骤：根据步骤四中的操作步骤，剔除液态铁水，采用倾斜反应釜，使得铁水流出，残留的铁水会在降温等待与 c原料时，产生氧化，生成氧化铁。
15.进一步的，包括以下步骤：根据步骤五中的操作步骤，窑炉烧制时间控制5-12小时，加热温度在前1小时，每十分钟提高100摄氏度。
16.进一步的，包括以下步骤：根据步骤五中的操作步骤，冷却，需要降温到780摄氏度，持续1小时即可。
17.本发明提供了一种人工合成莫来石高稳定性低成本制备工艺，具备以下有益效果：
18.该人工合成莫来石高稳定性低成本制备工艺，在结合铝单质和氧化铁产生的铝热反应，可以实现对多种原料进行初步的热熔，在后续的炉窑的烧结过程中，节约了加热的能耗比，做好保温，即可降低生产莫来石的生产能耗比，且不会产生大量的废气，实际的环保性能也较高，利用多种原料配比氧化铝的占比，可以实现稳定的成品质量。
附图说明
19.图1为本发明的示意图。
具体实施方式
20.本发明提供一种技术方案：请参阅图1，一种人工合成莫来石高稳定性低成本制备工艺，包括以下步骤：
21.步骤一、预先准备原料，其中包括a原料、b原料与c原料，对所有的原料都进行初步的破碎、筛选和晾干。
22.步骤二、将a原料中的三氧化二铁和铝单质进行配比与混合，将 b原料含有的高铝矾土与高岭土，进行氧化铝占比调整，烘干粉碎。
23.步骤三、c原料包含二氧化硅、六铝酸钙和氧化钙，采用球磨机湿法粉碎，随后晾干和打散。
24.步骤四、首先将a原料放置到反应釜的内部，利用镁粉点燃，此时将足量的b原料投入到反应釜的内部，剔除液态铁水，随后将c原料投入反应釜。
25.步骤五、利用窑炉烧制，烧成温度在1450摄氏度～1800摄氏度，冷却后即可制得成品。
26.具体的，包括以下步骤：根据步骤一中的操作步骤，a原料、b 原料与c原料在准备前，需要提前进行加湿，湿度保持在15％。
27.具体的，包括以下步骤：根据步骤二中的操作步骤，三氧化二铁和铝单质进行摩尔质量配比为2：1-1.25。
28.具体的，包括以下步骤：根据步骤二中的操作步骤，高铝矾土与高岭土氧化铝含量不小于45％。
29.具体的，包括以下步骤：根据步骤三中的操作步骤，二氧化硅、六铝酸钙和氧化钙的比例为5：1：2。
30.具体的，包括以下步骤：根据步骤三中的操作步骤，c原料晾干打散后的含水量低于1％
31.具体的，包括以下步骤：根据步骤四中的操作步骤，c原料晾干后的含水量低于1％。
32.具体的，包括以下步骤：根据步骤四中的操作步骤，剔除液态铁水，采用倾斜反应釜，使得铁水流出，残留的铁水会在降温等待与c 原料时，产生氧化，生成氧化铁。
33.具体的，包括以下步骤：根据步骤五中的操作步骤，窑炉烧制时间控制5-12小时，加热温度在前1小时，每十分钟提高100摄氏度。
34.具体的，包括以下步骤：根据步骤五中的操作步骤，冷却，需要降温到780摄氏度，持续1小时即可。实施例的方法进行检测分析，
35.并与现有技术进行对照，得出如下数据：
[0036] 生产成本环保性能能耗比实施例较低较高较低现有技术较高较低较高
[0037]
根据上述表格数据可以得出，当实施实施例时，通过本发明一种人工合成莫来石高稳定性低成本制备工艺，该人工合成莫来石高稳定性低成本制备工艺，在结合铝单质和氧化铁产生的铝热反应，可以实现对多种原料进行初步的热熔，在后续的炉窑的烧结过程中，节约了加热的能耗比，做好保温，即可降低生产莫来石的生产能耗比，且不会产生大量的废气，实际的环保性能也较高，利用多种原料配比氧化铝的占比，可以实现稳定的成品质量。本发明提供了一种人工合成莫来石高稳定性低成本制备工艺，包括以下步骤：
[0038]
步骤一、预先准备原料，其中包括a原料、b原料与c原料，对所有的原料都进行初步的破碎、筛选和晾干，a原料、b原料与c原料在准备前，需要提前进行加湿，湿度保持在15％，步骤二、将a原料中的三氧化二铁和铝单质进行配比与混合，将b原料含有的高铝矾土与高岭土，进行氧化铝占比调整，烘干粉碎，三氧化二铁和铝单质进行摩尔质量配比为2：1-1.25，高铝矾土与高岭土氧化铝含量不小于45％，步骤三、c原料包含二氧化硅、六铝酸钙和氧化钙，采用球磨机湿法粉碎，随后晾干和打散，二氧化硅、六铝酸钙和氧化钙的比例为5：1：2，c原料晾干打散后的含水量低于1％，步骤四、首先将 a原料放置到反应釜的内部，利用镁粉点燃，铝热反应的原理，是铝单质在高温的条件下进行的一种氧化还原反应，体现出了铝的强还原性，由于氧化铝的生成焓(-1645kj/mol)极低，故反应会放出巨大的热，甚至可以使生成的金属以熔融态出现，另一方面，反应放出大量热使铝熔化，反应在液相中进行使反应速率极快，短时间放出极大量的热，铝热反应的剧烈程度，由金属离子氧化性所决定，据估计， 500克铝热剂(成分是氧化铁和铝)会在30秒内燃烧殆尽，此时将足量的b原料投入到反应釜的内部，剔除液态铁水，随后将c原料投入反应釜，c原料晾干后的含水量低于1％，剔除液态铁水，采用倾斜反应釜，使得铁水流出，残留的铁水会在降温等待与c原料时，产生氧化，生成氧化铁，步骤五、利用窑炉烧制，烧成温度在1450摄氏度～1800摄氏度，冷却后即
可制得成品，窑炉烧制时间控制5-12小时，加热温度在前1小时，每十分钟提高100摄氏度，冷却，需要降温到780摄氏度，持续1小时即可，实际的成品主要成分为氧化铝 68％-73％、氧化铁≤1.0％与氧化硅22％-25％。
[0039]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。