權(quán)利要求書: 1.一種鋁礬土
尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體,其特征在于,所述RTO蜂窩陶瓷蓄熱體由基料、添加劑和水制成,其中基料按重量份計,由以下重量份的組分制成:30?65份鋁礬土尾礦、10?50份鉻鐵礦、15?35助熔劑;
所述添加劑為粘結(jié)劑、潤滑劑、塑化劑,所述粘結(jié)劑為基料質(zhì)量的2?5%,所述潤滑劑為基料的3?5%,所述塑化劑為基料的3?5%,所述水的用量為基料的20?24%;所述鋁礬土尾礦由35?60%的Al2O3,30.00?38.16%的SiO2,4.00?15.18%的Fe2O3,1.00?2.00%的TiO2,
0.50?1.00%的CaO組成,鋁礬土尾礦所有成分加和為100%;
所述助熔劑為鋰瓷石、透輝石中的一種或兩種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體,其特征在于,所述基料中各成分的粒度為220目篩以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體,其特征在于,所述潤滑劑為豆油、桐油、白色礦物油、黃色礦物油中的一種或幾種按任意比例的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體,其特征在于,所述塑化劑為甘油。
5.一種如權(quán)利要求1所述的鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體的制備方法,其特征在于,包括以下操作步驟:(1)將基料和粘結(jié)劑干法混合后,制得具有緊密堆積的均勻混合物;
(2)然后將步驟(1)制得的均勻混合物置于捏合機中加入水進行捏合6?8分鐘,加入潤滑劑和塑化劑捏合8?12分鐘,制得泥料;
(3)將步驟(2)制得的泥料制成泥段;
(4)將步驟(3)制得的泥段,擠出成蜂窩狀結(jié)構(gòu),帶外皮擠出,然后進行微波干燥,得到坯體;
(5)將步驟(4)中干燥后的坯體切割成固定高度后在1070?1120℃的高溫中進行燒結(jié),得到RTO蜂窩陶瓷蓄熱體。
說明書: 一種鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及陶瓷材料制備技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體及其制備方法。背景技術(shù)[0002] 蜂窩陶瓷因比表面積大、蓄熱能力高、抗熱沖擊性能好、壓降小、熱阻小、導(dǎo)熱性能好、適應(yīng)性強等等優(yōu)點,用作RTO蜂窩陶瓷蓄熱體,被廣泛的用于汽車、化工、石油、印刷、醫(yī)藥、涂料、電力等行業(yè)的揮發(fā)性有機廢氣(OCs)蓄熱燃燒處理。[0003] 目前,常見的RTO裝置中蜂窩陶瓷蓄熱體常見的材質(zhì)有莫來石質(zhì)、堇青石質(zhì)、鈦酸鋁質(zhì)、剛玉質(zhì)、石英質(zhì)、碳化硅質(zhì)的一種或多種材質(zhì)的復(fù)合。雖然目前蜂窩陶瓷蓄熱體的材質(zhì)種類繁多,但存在原料價格昂貴、燒成溫度高導(dǎo)致成本高的缺點。如中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?01611218000.4,使用碳化硅、莫來石、高嶺土等,為主要原材料,在1300?1400℃溫度下燒成,焙燒時間為36?38小時,得到蜂窩陶瓷蓄熱體,中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?01410704755.X,使用
稀土尾砂、鋁礬土、莫來石為主要原材料,在1350?1400℃溫度下燒成,保溫2?3小時,獲得蜂窩陶瓷蓄熱體。
[0004] 目前每年均會產(chǎn)生大量的鋁礬土尾礦,帶來了環(huán)境污染、土地占用和安全堆存等系列問題,而且造成了資源浪費,因此對鋁礬土尾礦的再生利用,將產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。發(fā)明內(nèi)容[0005] 為此,本發(fā)明的目的之一是,提供利用鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體,在充分利用鋁礬土尾礦等工業(yè)
固廢的同時,降低蜂窩陶瓷蓄熱體的生產(chǎn)成本,從而促進鋁礬土尾礦等工業(yè)固廢的高值利用、以及蜂窩陶瓷蓄熱體技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體的制備工藝。[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。[0007] 一種鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體,所述RTO蜂窩陶瓷蓄熱體包括基料、添加劑和水,[0008] 其中基料按重量份計,由以下重量份的組分制成:30?65份鋁礬土尾礦、10?50份鉻鐵礦、15?35助熔劑;[0009] 所述添加劑包括粘結(jié)劑、潤滑劑、塑化劑,所述粘結(jié)劑為基料質(zhì)量的2?5%,所述潤滑劑為基料的3?5%,所述塑化劑為基料的3?5%,所述水的用量為基料的20?24%。[0010] 具體地,所述基料中各成分的粒度為220目篩以下。[0011] 具體地,所述助熔劑為鋰瓷石、透灰石、硅灰石中的一種或幾種。[0012] 具體地,所述粘結(jié)劑為羥丙基甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素、聚乙烯醇中的一種或幾種按任意比例的混合物。[0013] 具體地,所述潤滑劑為豆油、桐油、白色礦物油、黃色礦物油中的一種或幾種按任意比例的混合物。[0014] 具體地,所述塑化劑為甘油。[0015] 具體地,所述鋁礬土尾礦主要包括35?60%的Al2O3,30.00?38.16%的SiO2,4.00?15.18%的Fe2O3,1.00?2.00%的TiO2,0.50?1.00%的CaO。
[0016] 本發(fā)明還提供一種鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體的制備方法,包括以下操作步驟:[0017] (1)將基料和粘結(jié)劑干法混合后,制得具有緊密堆積的均勻混合物;[0018] (2)然后將步驟(1)制得的均勻混合物置于捏合機中加入水進行捏合6?8分鐘,加入潤滑劑和塑化劑捏合8?12分鐘,制得泥料;[0019] (3)將步驟(2)制得的泥料制成泥段;[0020] (4)將步驟(3)制得的泥段,擠出成蜂窩狀結(jié)構(gòu),帶外皮擠出,然后進行微波干燥,得到坯體;[0021] (5)將步驟(4)中干燥后的坯體切割成固定高度后在1070?1120℃的高溫中進行燒結(jié),得到RTO蜂窩陶瓷蓄熱體。[0022] 由以上的技術(shù)方案可知,本發(fā)明的有益效果是:[0023] 1)使用鋁礬土尾礦作為原材料大大降低了蜂窩陶瓷蓄熱體的生產(chǎn)成本;[0024] 2)實現(xiàn)了鋁礬土尾礦高值化利用,減少了鋁礬土尾礦帶來的侵占土地、污染環(huán)境、破壞生態(tài)等問題,變廢為寶,具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益,服務(wù)生態(tài)文明建設(shè);[0025] 3)鋁礬土尾礦中的鐵鈦含量較高,促進高溫熔體的形成,降低了蜂窩陶瓷蓄熱體的燒結(jié)溫度,有利于節(jié)能減排,降低生產(chǎn)成本;[0026] 4)本發(fā)明制備的蜂窩陶瓷蓄熱體密度為2.46g/cm3,甚至2.89g/cm3,強度高,軸向?6抗壓強度達到45MPa,甚至52MPa,CTE為7.25?7.82×10 /℃,可滿足各種RTO蓄熱式裝置中蓄熱材料的性能要求。
附圖說明[0027] 圖1為220目篩下鋁礬土尾礦SEM500倍顯微照片。[0028] 圖2為本發(fā)明制得的蜂窩陶瓷蓄熱體SEM500倍顯微照片。具體實施方式[0029] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明,但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是,對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。[0030] 實施例1[0031] 一種鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體的制備方法,包括以下操作步驟:[0032] (1)按重量份計,采用干法混合65份的鋁礬土尾礦粉,10份的鉻鐵礦,25份鋰瓷石,2%基料質(zhì)量的甲基纖維素,制得具有緊密堆積的均勻混合物,其中基料為鋁礬土尾礦粉、鉻鐵礦、鋰瓷石;(2)將混合完畢的均勻混合物置于捏合機器中加入基料質(zhì)量22%的水進行捏合7分鐘,加入基料質(zhì)量3%的豆油和基料質(zhì)量4%的甘油捏合10分鐘;(3)練制步驟(2)中捏合的泥料成泥段;(4)將具有塑性的泥段擠出成蜂窩狀結(jié)構(gòu),帶外皮擠出,然后進行微波干燥;(5)干燥后的坯體切割成固定高度后在1170?1120℃的高溫中進行燒結(jié)。
[0033] 實施例2[0034] 一種鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體的制備方法,包括以下操作步驟:[0035] (1)按重量份計,采用干法混合55份的鋁礬土尾礦粉,15份的鉻鐵礦,25份鋰瓷石,3%基料質(zhì)量的甲基纖維素,制得具有緊密堆積的均勻混合物,其中基料為鋁礬土尾礦粉、鉻鐵礦、鋰瓷石;(2)將混合完畢的均勻混合物置于捏合機器中加入基料質(zhì)量21%的水進行捏合7分鐘,加入3份的豆油和3%甘油捏合10分鐘;(3)練制步驟(2)中捏合的泥料成泥段;
(4)將具有塑性的泥段擠出成蜂窩狀結(jié)構(gòu),帶外皮擠出,然后進行微波干燥;(5)干燥后的坯體切割成固定高度后在1070?1120℃的高溫中進行燒結(jié)。
[0036] 實施例3[0037] 一種鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體的制備方法,包括以下操作步驟:[0038] (1)按重量份計,采用干法混合55份的鋁礬土尾礦粉,10份的鉻鐵礦,35份透輝石,3%基料質(zhì)量的甲基纖維素,制得具有緊密堆積的均勻混合物,其中基料為鋁礬土尾礦粉、鉻鐵礦、透輝石;(2)將混合完畢的均勻混合物置于捏合機器中加入基料質(zhì)量21%的水進行捏合7分鐘,加入基料質(zhì)量3%的黃色礦物油和基料質(zhì)量4%的甘油捏合10分鐘;(3)練制步驟(2)中捏合的泥料成泥段;(4)將具有塑性的泥段擠出成蜂窩狀結(jié)構(gòu),帶外皮擠出,然后進行微波干燥;(5)干燥后的坯體切割成固定高度后在1070?1120℃的高溫中進行燒結(jié)。
[0039] 實施例4[0040] 一種鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體的制備方法,包括以下操作步驟:[0041] (1)按重量份計,采用干法混合45份的鋁礬土尾礦粉,25份的鉻鐵礦,30份鋰瓷石,4%基料質(zhì)量的甲基纖維素,制得具有緊密堆積的均勻混合物,其中基料為鋁礬土尾礦粉、鉻鐵礦、鋰瓷石;(2)將混合完畢的均勻混合物置于捏合機器中加入基料質(zhì)量21%的水進行捏合7分鐘,加入基料質(zhì)量4%的桐油和基料質(zhì)量4%的甘油捏合10分鐘;(3)練制步驟(2)中捏合的泥料成泥段;(4)將具有塑性的泥段擠出成蜂窩狀結(jié)構(gòu),帶外皮擠出,然后進行微波干燥;(5)干燥后的坯體切割成固定高度后在1070?1120℃的高溫中進行燒結(jié)。
[0042] 實施例5[0043] 一種鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體的制備方法,包括以下操作步驟:[0044] (1)按重量份計,采用干法混合35份的鋁礬土尾礦粉,30份的鉻鐵礦,35份鋰瓷石,2%基料質(zhì)量的甲基纖維素,制得具有緊密堆積的均勻混合物,其中基料為鋁礬土尾礦粉、鉻鐵礦、鋰瓷石;(2)將混合完畢的均勻混合物置于捏合機器中加入基料質(zhì)量21%的水進行捏合7分鐘,加入基料質(zhì)量3%的豆油和基料質(zhì)量4%的甘油捏合10分鐘;(3)練制步驟(2)中捏合的泥料成泥段;(4)將具有塑性的泥段擠出成蜂窩狀結(jié)構(gòu),帶外皮擠出,然后進行微波干燥;(5)干燥后的坯體切割成固定高度后在1070?1120℃的高溫中進行燒結(jié)。
[0045] 對比例1[0046] 一種鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體的制備方法,包括以下操作步驟:[0047] (1)按重量份計,采用干法混合65份的特級鋁礬土尾,35份鋰瓷石,2%基料質(zhì)量的甲基纖維素,制得具有緊密堆積的均勻混合物,其中基料為特級鋁礬土尾、鋰瓷石;(2)將混合完畢的均勻混合物置于捏合機器中加入基料質(zhì)量21%的水進行捏合7分鐘,加入基料質(zhì)量3%的豆油和基料質(zhì)量4%的甘油捏合10分鐘;(3)練制步驟(2)中捏合的泥料成泥段;(4)將具有塑性的泥段擠出成蜂窩狀結(jié)構(gòu),帶外皮擠出,然后進行微波干燥;(5)干燥后的坯體切割成固定高度后在1070?1120℃的高溫中進行燒結(jié)。[0048] 對比例2[0049] 一種鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體的制備方法,包括以下操作步驟:[0050] (1)按重量份計,采用干法混合45份的特級鋁礬土尾,30份的
氧化鋁粉,25份的鋰瓷石,2%基料質(zhì)量的甲基纖維素,制得具有緊密堆積的均勻混合物,其中基料為特級鋁礬土尾、氧化鋁粉、鋰瓷石;(2)將混合完畢的均勻混合物置于捏合機器中加入基料質(zhì)量21%的水進行捏合7分鐘,加入基料質(zhì)量3%的豆油和基料質(zhì)量4%的甘油捏合10分鐘;(3)練制步驟(2)中捏合的泥料成泥段;(4)將具有塑性的泥段擠出成蜂窩狀結(jié)構(gòu),帶外皮擠出,然后進行微波干燥;(5)干燥后的坯體切割成固定高度后在1070?1120℃的高溫中進行燒結(jié)。[0051] 對比例3[0052] 一種鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體的制備方法,包括以下操作步驟:[0053] (1)按重量份計,采用干法混合17份的石英石、18份的莫來石、12份的堇青石、10份的高嶺土、15份的鉀長石、3份的氮化硅、4份的氮化硼、3份的氧化鋁,并添加基料質(zhì)量2%的甲基纖維素、基料質(zhì)量1%的氰乙基纖維素、基料質(zhì)量1%的羥乙基纖維素、基料質(zhì)量1%的聚乙烯醇、基料質(zhì)量1%的聚氧化乙烯、基料質(zhì)量2%的丁二醇制得具有緊密堆積的均勻混合物,其中基料為石英石、莫來石、堇青石、高嶺土、鉀長石、氮化硅、氮化硼、氧化鋁;(2)將混合完畢的均勻混合物置于捏合機器中加入基料質(zhì)量21%的水進行捏合7分鐘,加入基料質(zhì)量3%的桐油和基料質(zhì)量4%的甘油捏合30分鐘;(3)練制步驟(2)中捏合的泥料成泥段;(4)將具有塑性的泥段擠出成蜂窩狀結(jié)構(gòu),帶外皮擠出,然后進行微波干燥;(5)干燥后的坯體切割成固定高度后在1550?1600℃的高溫中進行燒結(jié)。
[0054] 分別對上述實施例和對比例制得的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體進行性能測試,性能測試結(jié)果如表1所示:[0055][0056] 為了對實施例和對比例制得的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體的軸向抗壓強度作對比,這里制備了150mm×150mm×150mm,單邊20孔的蜂窩陶瓷,當(dāng)然材料的規(guī)格不僅僅局限于此。[0057] 本專利列舉了部分實施例說明本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制,可以進行許多修改。[0058] 從實施例1?5和比較例1?3可以看出,在CTE、軸向抗壓強度、體積密度等性能方面沒有大的差距,燒使用鋁礬尾礦制備蜂窩陶瓷蓄熱體,燒結(jié)溫度降低了300?400℃,鋁礬土尾礦中的鐵鈦含量較高,促進高溫熔體的形成,降低了蜂窩陶瓷蓄熱體的燒結(jié)溫度,有利于節(jié)能減排,降低生產(chǎn)成本。另外,鋁礬土尾礦價格遠遠低于其它陶瓷原材料的價格,大大減少了蜂窩陶瓷蓄熱體的生產(chǎn)成本。[0059] 以上所述,僅是本申請的幾個實施例,并非對本申請做任何形式的限制,雖然本申請以較佳實施例揭示如上,然而并非用以限制本申請,任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員,在不脫離本申請技術(shù)方案的范圍內(nèi),利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許的變動或修飾均等同于等效實施案例,均屬于技術(shù)方案范圍內(nèi)。
聲明:
“鋁礬土尾礦制備的RTO蜂窩陶瓷蓄熱體及其制備方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)