本發明屬于鈦鋁酸鈣技術領域。具體涉及一種微孔鈦鋁酸鈣原料及其制備方法。

背景技術：

鈦鋁酸鈣是Al₂O₃、TiO₂和CaO在高溫條件下所形成的一類固溶體，具有耐高溫、耐腐蝕和低導熱等特性，廣泛應用于耐火材料領域。如“一種鋼包包底澆注料及其制備方法”（201510311418.9）、“一種鈦鋁酸鈣-高鋁礬土改性耐火材料及其制備方法和應用”（201510013589.3）和“一種煉釩反射爐內襯用鈦鋁酸鈣預制件及其制備方法”（201510469732.X）等技術，主要將鈦鋁酸鈣和結合劑等混合、成型后燒成，制得耐火材料成品。

目前，高純、大結晶和單相的鈦鋁酸鈣原料的制備、尤其是微孔鈦鋁酸鈣原料的制備多采用添加物燒失法，即通過高溫條件下燒失物的逸出形成氣孔。添加物燒失法雖有其優點，但在高溫燒結過程中，固相間擴散較慢，導致晶粒生長發育不完全，進而降低了微孔原料的純度及晶粒度。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種工藝簡單和生產成本低的微孔鈦鋁酸鈣原料的制備方法。用該方法所制備的微孔鈦鋁酸鈣原料純度高和結晶好。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：按鋁礬土∶金紅石的質量比為(1~1.05)∶1，將鋁礬土和金紅石加入攪拌機中，攪拌0.3~0.5小時，得到混合料；再將所述混合料加入電弧爐中，升溫至1500~1600℃，保溫20~30分鐘；然后向電弧爐加入石灰石，升溫至1630~1650℃，保溫20~30分鐘；除去上層浮渣，隨爐冷卻至室溫，破碎，即得微孔鈦鋁酸鈣原料。

所述石灰石的加入量為所述混合料20~25wt%。

所述鋁礬土的化學成分是：Al₂O₃含量≥90wt%；SiO₂含量為5~8wt%；MgO含量≤0.5wt%。

所述金紅石的TiO₂含量≥95wt%。

所述石灰石的CaCO₃含量≥95wt%。

由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有以下積極效果：

1、本發明采用鋁礬土、石灰石等礦物為原料，礦藏豐富，成本低廉，降低了微孔鈦鋁酸鈣原料的生產成本。

2、本發明通過原料組分的固溶反應，提高了微孔鈦鋁酸鈣原料的純度，結合電熔法的液相傳質過程，顯著提高了微孔鈦鋁酸鈣原料的晶粒度和含量。

本發明所制備的微孔鈦鋁酸鈣原料經檢測：鈦鋁酸鈣含量為85~90wt%；晶粒度為6~11μm。

因此，本發明的制備工藝簡單和生產成本低；所制備的微孔鈦鋁酸鈣原料具有純度高和結晶好的特點。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步的描述，并非對本發明保護范圍的限制：

為避免重復，先將本具體實施方式所涉及的物料統一描述如下，實施例中不再贅述：

所述鋁礬土的化學成分是：Al₂O₃含量≥90wt%；SiO₂含量為5~8wt%；MgO含量≤0.5wt%。

所述金紅石的TiO₂含量≥95wt%。

所述石灰石的CaCO₃含量≥95wt%。

實施例1

一種微孔鈦鋁酸鈣原料及其制備方法。按鋁礬土∶金紅石的質量比為(1~1.02)∶1，將鋁礬土和金紅石加入攪拌機中，攪拌0.3~0.5小時，得到混合料；再將所述混合料加入電弧爐中，升溫至1500~1560℃，保溫20~30分鐘；然后向電弧爐加入石灰石，升溫至1630~1645℃，保溫20~30分鐘；除去上層浮渣，隨爐冷卻至室溫，破碎，即得微孔鈦鋁酸鈣原料。

所述石灰石的加入量為所述混合料20~22wt%。

本實施例所制備的微孔鈦鋁酸鈣原料經檢測：鈦鋁酸鈣含量為85~87wt%；晶粒度為6~8μm。

實施例2

一種微孔鈦鋁酸鈣原料及其制備方法。按鋁礬土∶金紅石的質量比為(1.01~1.03)∶1，將鋁礬土和金紅石加入攪拌機中，攪拌0.3~0.5小時，得到混合料；再將所述混合料加入電弧爐中，升溫至1500~1560℃，保溫20~30分鐘；然后向電弧爐加入石灰石，升溫至1630~1645℃，保溫20~30分鐘；除去上層浮渣，隨爐冷卻至室溫，破碎，即得微孔鈦鋁酸鈣原料。

所述石灰石的加入量為所述混合料21~23wt%。

本實施例所制備的微孔鈦鋁酸鈣原料經檢測：鈦鋁酸鈣含量為86~88wt%；晶粒度為7~9μm。

實施例3

一種微孔鈦鋁酸鈣原料及其制備方法。按鋁礬土∶金紅石的質量比為(1.02~1.04)∶1，將鋁礬土和金紅石加入攪拌機中，攪拌0.3~0.5小時，得到混合料；再將所述混合料加入電弧爐中，升溫至1540~1600℃，保溫20~30分鐘；然后向電弧爐加入石灰石，升溫至1635~1650℃，保溫20~30分鐘；除去上層浮渣，隨爐冷卻至室溫，破碎，即得微孔鈦鋁酸鈣原料。

所述石灰石的加入量為所述混合料22~24wt%。

本實施例所制備的微孔鈦鋁酸鈣原料經檢測：鈦鋁酸鈣含量為87~89wt%；晶粒度為8~10μm。

實施例4

一種微孔鈦鋁酸鈣原料及其制備方法。按鋁礬土∶金紅石的質量比為(1.03~1.05)∶1，將鋁礬土和金紅石加入攪拌機中，攪拌0.3~0.5小時，得到混合料；再將所述混合料加入電弧爐中，升溫至1540~1600℃，保溫20~30分鐘；然后向電弧爐加入石灰石，升溫至1635~1650℃，保溫20~30分鐘；除去上層浮渣，隨爐冷卻至室溫，破碎，即得微孔鈦鋁酸鈣原料。

所述石灰石的加入量為所述混合料23~25wt%。

本實施例所制備的微孔鈦鋁酸鈣原料經檢測：鈦鋁酸鈣含量為88~90wt%；晶粒度為9~11μm。

本具體實施方式與現有技術相比具有以下積極效果：

1、本具體實施方式采用鋁礬土、石灰石等礦物為原料，礦藏豐富，成本低廉，降低了微孔鈦鋁酸鈣原料的生產成本。

2、本具體實施方式通過原料組分的固溶反應，提高了微孔鈦鋁酸鈣原料的純度，結合電熔法的液相傳質過程，顯著提高了微孔鈦鋁酸鈣原料的晶粒度和含量。

本具體實施方式所制備的微孔鈦鋁酸鈣原料經檢測：鈦鋁酸鈣含量為85~90wt%；晶粒度為6~11μm。

因此，本具體實施方式的制備工藝簡單和生產成本低；所制備的微孔鈦鋁酸鈣原料具有純度高和結晶好的特點。