本發明涉及一種固相反應燒結法合成堇青石耐火原料的方法，以來源廣泛、成本低廉的結合粘土、滑石粉、焦寶石粉、礬土為原料，經混料、干燥、研磨、成型、燒成，制備堇青石耐火原料。本發明方法制備的堇青石耐火原料熱膨脹系數低，由此種耐火原料所制成的耐火材料具有較好的抗熱震穩定性，通過本發明的制備方法制備的耐火原料應用在耐火材料合成方面，能夠提高合成的耐火材料的綜合品質。

技術領域

本發明涉及無機化工領域，具體涉及一種固相反應燒結法合成堇青石耐火原料的方法。

背景技術

堇青石有很多優良的性能,特別是其較低的熱膨脹系數、優異的熱震穩定性以及優異的機械性能,使堇青石成為很多熱工窯爐和熱工設備用理想的耐火制品的原料。但天然堇青石比較分散，分布于許多變質巖、巖漿巖和偉晶巖中,一般含量較低,很少富集成礦，因此直接利用天然堇青石作為工業用原料還面臨一定的困難，這就需要從不同途徑來進行人工合成堇青石。

國內外許多研究者對堇青石的合成方法進行了大量研究，例如溶膠凝膠法、玻璃晶化法和固相反應法。相比而言，溶膠凝膠法雖然可以適當降低合成溫度，但合成純度難以得到控制；玻璃晶化法可以在低溫條件下得到高純堇青石粉體，但操作工藝較為繁瑣，并且成本高，不利于產業化；固相反應法操作最為簡單，并且成本最低，最適于大規模工業化生產。固相反應合成堇青石常用的原料有高純氧化物和天然礦物兩種，高純氧化物化工原料合成堇青石的合成溫度較低，產物的純度較高，但成本較高，不利于大規模工業化生產；而利用天然礦物來合成堇青石成本較低，適于工業化生產，但熱膨脹系數較高，從而導致制品的熱震穩定性有所降低。

故市面上急需一種固相反應燒結法合成堇青石耐火原料的制備方法，既可以擁有低廉的成本，又可以使材料的熱膨脹系數降低。故本發明有效利用天然礦物為原料，通過固相反應法合成堇青石耐火原料，降低材料生產成本和熱膨脹系數，實現大規模工業化生產。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種固相反應燒結法合成堇青石耐火原料的方法，通過本發明方法制備的堇青石耐火原料熱膨脹系數低，所制成的耐火材料具有抗熱震穩定性好的優點，且成本低廉，工藝流程簡單。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種固相反應燒結法合成堇青石耐火原料的方法，其特征在于，以結合粘土、滑石粉、焦寶石粉、礬土為原料，經混料、干燥、研磨、成型、燒成，得到一種固相反應燒結法合成堇青石耐火原料，其具體操作步驟如下：

（1）混料，以質量百分比計，將10-15%結合粘土、35-45%滑石粉、25-35%焦寶石和5-20%礬土一同置于球磨罐中，以無水乙醇為研磨介質，研磨24h，得堇青石耐火原料漿料；

（2）干燥，將球磨后的堇青石耐火原料漿料于90-120℃干燥10-12h，得干燥的堇青石耐火原料；

（3）研磨，將干燥的堇青石耐火原料研磨至150目以下，得干燥的堇青石耐火原料細粉；

（4）成型，將干燥的堇青石耐火原料細粉以4-6MPa干壓成型，得堇青石耐火原料坯體；

（5）燒成，將堇青石耐火原料坯體在1300-1450℃高溫爐中煅燒，保溫3-6h，隨爐自然冷卻后取出，即得堇青石耐火原料。