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硅线石精矿合成莫来石的工艺研究

发布时间:2018/3/15 11:28:00

  硅线石精矿合成莫来石的工艺条件试验

  (一)高铝物料的选择

  高铝物料选择刚玉、工业氧化铝、高铝矾土生料三种,其化学成分见表 28-1,原料配比见表28-2。

  表28-2合成莫来石原料的细度与配比

  合成莫来石原料的细度与配比

  先按成型压力170MPa,1700℃,4h锻烧,制得莫来石熟料,其理化指标见表 28-3。

  表28-3莫来石熟料的理化指标

  莫来石熟料的理化指标

  从表28-3可见,在本试验条件下,以特级高铝矾土生料、刚玉、工业氧化铝等高铝物料与硅线石一起合成莫来石,莫来石生成量不小于90%。其中又以高铝矾土生料加硅线石的试样(WⅡ1和WⅡ2莫来石的含量最高,不小于95%。因此,高铝物料选择优质高铝矾土生料是可行的。

  然而,综观整个熟料物理指标尚不理想,如体积密度小、显气孔率大,并且有少量方石英生成,这些都说明合成莫来石工艺参数的选择上尚有不妥之处,如成型压力偏低,细度偏粗,烧成温度与保温时间不够,有待改进。

  (二)原料Al2O3含量和A/S的选择

  选择特级矾土生料加酸洗处理后的硅线石精矿(GJ-58)进行合成莫来石的探讨。具体做法是:

  (1) 按原料Al2O3含量相差约1%进行配方设计,Al2O3含量从66%至72%,A/S从2.15至2.95,共配成9组物料,见表28-4。

  表28-4优质铝矾土生料加硅线石配方设计的Al2O3含量与A/S值

  优质铝矾土生料加硅线石配方设计的Al2O3含量与A/S值

  (2) 工艺参数的选择。合成莫来石生产工艺流程按前述工艺,但成型压力、原料细度均有差异。

  成型压力为200〜210MPa,原料共磨细度15μm 80%以上,煅烧温度仍选择1700℃,保温4h。

  合成莫来石熟料的物相组成,用X射线衍射分析测定,莫来石形貌和大小用扫描电镜(SEM)测定,见表28-5。

  表28-5合成莫来石熟料中莫来石的含量与大小

  合成莫来石熟料中莫来石的含量与大小

  合成莫来石熟料的理化性能见表28-6。

  表28-6铝矾土加硅线石合成莫来石熟料的理化性能

  铝矾土加硅线石合成莫来石熟料的理化性能

  由表28-6可见,Al2O3含量、Al2O3/SiO2比对莫来石生成量有直接影响。用铝矾土加硅线石,原料Al2O3含量在68% ±1% (理论计算)时。熟料的莫来石含量最高,如4号样,Al2O3 68.86% (计算),莫来石生成量达97%。此时,几乎无刚玉晶相。3号与5号样,原料Al2O3含量与4号样相差1%时,莫来石含量分别为92%与94%。

  关于配料中Al2O3含量的最佳值问题,有人也曾做过大量研究,如洛阳澳门英皇宫殿官网研究院采用工业氧化铝加苏州土合成莫来石,研究不同Al2O3含量与熟料莫来石关系得出,Al2O3在68%时,莫来石含量最高;上海玻搪所认为配料中Al2O3在66% ~68%时,熟料的莫来石含量最高;李广平在研究天然矾土相变化时,也指出Al2O3在65%〜68%时,熟料的莫来石最高。大家的研究结果与他们相一致。

  随Al2O3含量的提高,刚玉相含量也随之增多,如配料中Al2O3含量大于70%的6〜9号样,X射线可见有刚玉衍射峰。Al2O3含量大于72%的9号样,刚玉含量为5%~7%。

  如果用高铝物料加硅线石合成莫来石,物相含量既要求莫来石含量高又有刚玉晶相,原料的Al2O3含量在72%左右。如果要求熟料中增大刚玉相含量,成为莫来石-刚玉熟料,原料Al2O3含量则要求更高,大于75%。

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