一种利用稀土尾砂制备的堇青石材料及其制造方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102951899 A(43)申请公布日 2013.03.06CN102951899A*CN102951899A*(21)申请号 201210491530.1(22)申请日 2012.11.27C04B 35/185(2006.01)C04B 35/622(2006.01)(71)申请人景德镇陶瓷学院地址 333001 江西省景德镇市珠山区陶阳南路景德镇陶瓷学院(72)发明人周健儿刘阳包启富李小龙(74)专利代理机构广州广信知识产权代理有限公司 44261代理人李玉峰(54) 发明名称一种利用稀土尾砂制备的堇青石材料及其制造方法(57) 摘要本发明公开了一种利用。

2、稀土尾砂制备的堇青石材料，按重量百分比其组成为：稀土尾砂4055%、轻烧镁1315%、铝矾土3047%。此外还公开了上述堇青石材料的制造方法。本发明以稀土尾砂为主要原料，配合廉价的镁质原料轻烧镁以及铝矾土获得了堇青石低膨胀材料，在充分利用资源、减少对环境污染的同时，大幅度降低了原料成本，并降低了堇青石材料的烧成温度，有利于节能减排，对于堇青石材料的技术和产业化发展具有极大的促进作用。(51)Int.Cl.权利要求书1页说明书4页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页说明书 4 页1/1页21.一种利用稀土尾砂制备的堇青石材料，其特征在于按重量百分比其组成。

3、为：稀土尾砂4055%、轻烧镁1315%、铝矾土3047%。2.根据权利要求1所述的利用稀土尾砂制备的堇青石材料，其特征在于：所述稀土尾砂按重量百分比含有长石16.721.3%、粘土42.545.0%、石英36.238.3%。3.根据权利要求1或2所述的利用稀土尾砂制备的堇青石材料，其特征在于：所述稀土尾砂按重量百分比其化学组成含有：Na2O 0.490.81%、K2O 2.322.55%、MgO 0.210.32%、CaO 0.100.12%、Al2O319.9920.23%、SiO265.9667.95%、TiO20.60.70%、Fe2O31.672.94%、烧失量6.306.74%。4。

4、.权利要求1-3之一所述利用稀土尾砂制备的堇青石材料的制造方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将所述各物料加入球磨机内湿法球磨而获得浆料；(2)所述浆料过筛后，干燥、压制成型获得生坯；(3)所述生坯在13001350温度下烧成，烧成总用时为1012小时，其中高温保温时间为3060分钟，烧制后即得产品。5.根据权利要求4所述的利用稀土尾砂制备的堇青石材料的制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中浆料过-250目筛。权利要求书CN 102951899 A1/4页3一种利用稀土尾砂制备的堇青石材料及其制造方法技术领域0001 本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种堇青石低膨胀材料及其制造方法。

5、。背景技术0002 堇青石具有较低的热膨胀系数和较高的耐热性，作为一种低膨胀材料已广泛应用于热交换器用的轻质砖、蜂窝陶瓷等领域的生产。目前，现有技术堇青石低膨胀材料的制备通常采用以下两种方法：0003 一种是熔融玻璃结晶法，以滑石、高岭土、石英、氧化铝等为原料，在1600以上的熔融温度下合成。这种方法合成温度很高，而且需要先合成出堇青石，然后再利用合成出的堇青石制备低膨胀材料，工艺较为复杂。0004 另一种是烧结法，以滑石、蛇纹石、菱镁矿、轻烧镁、绿泥石、粘土、氧化铝等为原料，合成温度在1400以上。这种方法虽然可以一步法完成从堇青石到低膨胀材料的合成制备，但其制备温度仍然比较高，而且一般都需。

6、要采用纯度较高的原料，生产成本高。0005 由此可见，现有技术堇青石低膨胀材料的制备，对原料的要求较高，而且能耗大，普遍存在着生产成本高的问题，无疑对堇青石材料的生产和发展造成了阻碍。如何拓宽堇青石材料的制备途径，改善合成工艺条件，是目前堇青石材料技术发展急需解决的问题。0006 此外，我国稀土资源丰富，储量及产品出口均居世界首位。而稀土矿产资源的大力开发和生产，使得每年都产生大量的稀土尾砂。稀土尾砂长年累月堆积于尾砂坝，不仅造成大量资源的浪费，存在着很大的安全隐患，而且为我国大力发展循环经济、保护生态环境带来了极大的压力和难题。充分利用再生资源开发节能材料，不仅是经济发展的战略需求，也是建立。

7、资源、能源节约型社会的迫切要求。发明内容0007 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种以稀土尾砂为主要原料制备的堇青石材料，在废弃资源得到充分利用的同时，以较低的生产成本实现堇青石材料的生产，从而促进堇青石材料技术及生产的发展。本发明的另一目的在于提供上述堇青石材料的制造方法，0008 本发明的目的通过以下技术方案予以实现：0009 本发明提供的一种利用稀土尾砂制备的堇青石材料，按重量百分比其组成为：稀土尾砂4055%、轻烧镁1315%、铝矾土3047%。本发明以稀土尾砂为主要原料，配合廉价的镁质原料轻烧镁以及铝矾土获得了堇青石材料，并大幅度降低了原料成本。0010 稀土尾砂成分复杂，。

8、其组成中含有石英、粘土、钾钠长石矿物，按重量百分比含有长石16.721.3%、粘土42.545.0%、石英36.238.3%。通常认为，原料中钾钠长石的存在不利于制备堇青石低膨胀材料，但本发明所采用的配方体系克服了这一问题，并获得了堇青石含量高、热膨胀系数低的堇青石材料。0011 上述方案中，本发明所述稀土尾砂按重量百分比其化学组成含有：Na2O 0.49说明书CN 102951899 A2/4页40.81%、K2O 2.322.55%、MgO 0.210.32%、CaO 0.100.12%、Al2O319.9920.23%、SiO265.9667.95%、TiO20.60.70%、Fe2。

9、O31.672.94%、烧失量6.306.74%。0012 本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：0013 本发明提供的上述利用稀土尾砂制备的堇青石材料的制造方法，包括以下步骤：0014 (1)将所述各物料加入球磨机内湿法球磨而获得浆料；0015 (2)所述浆料过筛后，以过-250目筛、筛余为0为宜，干燥、压制成型获得生坯；0016 (3)所述生坯在13001350温度下烧成，烧成总用时为1012小时，其中高温保温时间为3060分钟，烧制后即得产品。0017 本发明具有以下有益效果：0018 (1)以大量的稀土尾砂作为制备堇青石低膨胀材料的主要原料，结合廉价的镁质原料轻烧镁以及铝矾土的使用。

10、，获得了热膨胀系数在2.192.7210-6/范围的低膨胀材料，不仅大大降低了生产成本，拓宽了堇青石材料的制备途径，而且充分利用了资源，减少了对环境的污染，具有重大的经济效益和社会效益。0019 (2)工艺简单，一步法完成并制备出了堇青石低膨胀材料。同时，降低了堇青石材料的烧成温度，能耗低，有利于节能减排及产业化的实现，对堇青石材料技术和生产的发展具有极大的促进作用。0020 下面将结合实施例对本发明作进一步的详细描述。具体实施方式0021 本发明实施例采用江西省赣南寻乌县稀土矿体的稀土尾砂。该矿体的稀土尾砂按重量百分比主要含有长石16.721.3%、粘土42.545.0%、石英36.238.。

11、3%。其化学组成含有Na2O 0.81%、K2O 2.55%、MgO 0.21%、CaO 0.10%、Al2O319.99%、SiO265.96%、TiO20.70%、Fe2O32.94%、烧失量6.74%。0022 实施例一：0023 1、本实施例利用稀土尾砂制备的堇青石材料，按重量百分比其组成为：稀土尾砂55%、轻烧镁14%、铝矾土31%。0024 2、本实施例堇青石材料制备方法如下：0025 (1)将各物料加入球磨机内湿法球磨而获得浆料；0026 (2)浆料过-250目筛后，干燥、压制成型获得生坯；0027 (3)生坯在1320温度下烧成，烧成总用时为10小时，其中高温保温时间为30分钟。

12、，烧制后即得产品。0028 实施例二：0029 1、本实施例利用稀土尾砂制备的堇青石材料，按重量百分比其组成为：稀土尾砂53%、轻烧镁14%、铝矾土33%。0030 2、本实施例堇青石材料制备方法如下：0031 (1)将各物料加入球磨机内湿法球磨而获得浆料；0032 (2)浆料过-250目筛后，干燥、压制成型获得生坯；0033 (3)生坯在1350温度下烧成，烧成总用时为10小时，其中高温保温时间为50分钟，烧制后即得产品。说明书CN 102951899 A3/4页50034 实施例三：0035 1、本实施例利用稀土尾砂制备的堇青石材料，按重量百分比其组成为：稀土尾砂45%、轻烧镁13%、。

13、铝矾土42%。0036 2、本实施例堇青石材料制备方法如下：0037 (1)将各物料加入球磨机内湿法球磨而获得浆料；0038 (2)浆料过-250目筛后，干燥、压制成型获得生坯；0039 (3)生坯在1320温度下烧成，烧成总用时为11小时，其中高温保温时间为40分钟，烧制后即得产品。0040 实施例四：0041 1、本实施例利用稀土尾砂制备的堇青石材料，按重量百分比其组成为：稀土尾砂40%、轻烧镁13%、铝矾土47%。0042 2、本实施例堇青石材料制备方法如下：0043 (1)将各物料加入球磨机内湿法球磨而获得浆料；0044 (2)浆料过-250目筛后，干燥、压制成型获得生坯；0045 (。

14、3)生坯在1300温度下烧成，烧成总用时为12小时，其中高温保温时间为60分钟，烧制后即得产品。0046 实施例五：0047 1、本实施例利用稀土尾砂制备的堇青石材料，按重量百分比其组成为：稀土尾砂48%、轻烧镁15%、铝矾土37%。0048 2、本实施例堇青石材料制备方法如下：0049 (1)将各物料加入球磨机内湿法球磨而获得浆料；0050 (2)浆料过-250目筛后，干燥、压制成型获得生坯；0051 (3)生坯在1320温度下烧成，烧成总用时为10小时，其中高温保温时间为40分钟，烧制后即得产品。0052 实施例六：0053 1、本实施例利用稀土尾砂制备的堇青石材料，按重量百分比其组成为：。

15、稀土尾砂40%、轻烧镁14%、铝矾土46%。0054 2、本实施例堇青石材料制备方法如下：0055 (1)将各物料加入球磨机内湿法球磨而获得浆料；0056 (2)浆料过-250目筛后，干燥、压制成型获得生坯；0057 (3)生坯在1300温度下烧成，烧成总用时为11小时，其中高温保温时间为30分钟，烧制后即得产品。0058 上述实施例一六所获得的堇青石材料，在室温800温度下测定热膨胀系数，其性能指标如表1所示。0059 表1 本发明实施例一六堇青石材料性能指标0060 0061 本发明一种利用稀土尾砂制备的堇青石材料及其制造方法，各组分的用量及工艺说明书CN 102951899 A4/4页6参数不局限于以上述列举的实施例。说明书CN 102951899 A。

摘要
申请专利号：	CN201210491530.1	申请日：	2012.11.27
公开号：	CN102951899A	公开日：	2013.03.06
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C04B 35/185申请日:20121127\|\|\|公开
IPC分类号：	C04B35/185; C04B35/622	主分类号：	C04B35/185
申请人：	景德镇陶瓷学院
发明人：	周健儿; 刘阳; 包启富; 李小龙
地址：	333001 江西省景德镇市珠山区陶阳南路景德镇陶瓷学院
优先权：
专利代理机构：	广州广信知识产权代理有限公司 44261	代理人：	李玉峰
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内容摘要

本发明公开了一种利用稀土尾砂制备的堇青石材料，按重量百分比其组成为：稀土尾砂40～55%、轻烧镁13～15%、铝矾土30～47%。此外还公开了上述堇青石材料的制造方法。本发明以稀土尾砂为主要原料，配合廉价的镁质原料轻烧镁以及铝矾土获得了堇青石低膨胀材料，在充分利用资源、减少对环境污染的同时，大幅度降低了原料成本，并降低了堇青石材料的烧成温度，有利于节能减排，对于堇青石材料的技术和产业化发展具有极大的促进作用。

权利要求书

权利要求书一种利用稀土尾砂制备的堇青石材料，其特征在于按重量百分比其组成为：稀土尾砂40～55%、轻烧镁13～15%、铝矾土30～47%。
根据权利要求1所述的利用稀土尾砂制备的堇青石材料，其特征在于：所述稀土尾砂按重量百分比含有长石16.7～21.3%、粘土42.5～45.0%、石英36.2～38.3%。
根据权利要求1或2所述的利用稀土尾砂制备的堇青石材料，其特征在于：所述稀土尾砂按重量百分比其化学组成含有：Na2O 0.49～0.81%、K2O 2.32～2.55%、MgO 0.21～0.32%、CaO 0.10～0.12%、Al2O319.99～20.23%、SiO265.96～67.95%、TiO20.6～0.70%、Fe2O31.67～2.94%、烧失量6.30～6.74%。
权利要求1‑3之一所述利用稀土尾砂制备的堇青石材料的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将所述各物料加入球磨机内湿法球磨而获得浆料；
(2)所述浆料过筛后，干燥、压制成型获得生坯；
(3)所述生坯在1300～1350℃温度下烧成，烧成总用时为10～12小时，其中高温保温时间为30～60分钟，烧制后即得产品。
根据权利要求4所述的利用稀土尾砂制备的堇青石材料的制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中浆料过‑250目筛。

说明书

说明书一种利用稀土尾砂制备的堇青石材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种堇青石低膨胀材料及其制造方法。
背景技术
堇青石具有较低的热膨胀系数和较高的耐热性，作为一种低膨胀材料已广泛应用于热交换器用的轻质砖、蜂窝陶瓷等领域的生产。目前，现有技术堇青石低膨胀材料的制备通常采用以下两种方法：
一种是熔融玻璃结晶法，以滑石、高岭土、石英、氧化铝等为原料，在1600℃以上的熔融温度下合成。这种方法合成温度很高，而且需要先合成出堇青石，然后再利用合成出的堇青石制备低膨胀材料，工艺较为复杂。
另一种是烧结法，以滑石、蛇纹石、菱镁矿、轻烧镁、绿泥石、粘土、氧化铝等为原料，合成温度在1400℃以上。这种方法虽然可以一步法完成从堇青石到低膨胀材料的合成制备，但其制备温度仍然比较高，而且一般都需要采用纯度较高的原料，生产成本高。
由此可见，现有技术堇青石低膨胀材料的制备，对原料的要求较高，而且能耗大，普遍存在着生产成本高的问题，无疑对堇青石材料的生产和发展造成了阻碍。如何拓宽堇青石材料的制备途径，改善合成工艺条件，是目前堇青石材料技术发展急需解决的问题。
此外，我国稀土资源丰富，储量及产品出口均居世界首位。而稀土矿产资源的大力开发和生产，使得每年都产生大量的稀土尾砂。稀土尾砂长年累月堆积于尾砂坝，不仅造成大量资源的浪费，存在着很大的安全隐患，而且为我国大力发展循环经济、保护生态环境带来了极大的压力和难题。充分利用再生资源开发节能材料，不仅是经济发展的战略需求，也是建立资源、能源节约型社会的迫切要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种以稀土尾砂为主要原料制备的堇青石材料，在废弃资源得到充分利用的同时，以较低的生产成本实现堇青石材料的生产，从而促进堇青石材料技术及生产的发展。本发明的另一目的在于提供上述堇青石材料的制造方法，
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的一种利用稀土尾砂制备的堇青石材料，按重量百分比其组成为：稀土尾砂40～55%、轻烧镁13～15%、铝矾土30～47%。本发明以稀土尾砂为主要原料，配合廉价的镁质原料轻烧镁以及铝矾土获得了堇青石材料，并大幅度降低了原料成本。
稀土尾砂成分复杂，其组成中含有石英、粘土、钾钠长石矿物，按重量百分比含有长石16.7～21.3%、粘土42.5～45.0%、石英36.2～38.3%。通常认为，原料中钾钠长石的存在不利于制备堇青石低膨胀材料，但本发明所采用的配方体系克服了这一问题，并获得了堇青石含量高、热膨胀系数低的堇青石材料。
上述方案中，本发明所述稀土尾砂按重量百分比其化学组成含有：Na2O 0.49～0.81%、K2O 2.32～2.55%、MgO 0.21～0.32%、CaO 0.10～0.12%、Al2O3 19.99～20.23%、SiO265.96～67.95%、TiO20.6～0.70%、Fe2O31.67～2.94%、烧失量6.30～6.74%。
本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的上述利用稀土尾砂制备的堇青石材料的制造方法，包括以下步骤：
(1)将所述各物料加入球磨机内湿法球磨而获得浆料；
(2)所述浆料过筛后，以过‑250目筛、筛余为0为宜，干燥、压制成型获得生坯；
(3)所述生坯在1300～1350℃温度下烧成，烧成总用时为10～12小时，其中高温保温时间为30～60分钟，烧制后即得产品。
本发明具有以下有益效果：
(1)以大量的稀土尾砂作为制备堇青石低膨胀材料的主要原料，结合廉价的镁质原料轻烧镁以及铝矾土的使用，获得了热膨胀系数在2.19～2.72×10‑6/℃范围的低膨胀材料，不仅大大降低了生产成本，拓宽了堇青石材料的制备途径，而且充分利用了资源，减少了对环境的污染，具有重大的经济效益和社会效益。
(2)工艺简单，一步法完成并制备出了堇青石低膨胀材料。同时，降低了堇青石材料的烧成温度，能耗低，有利于节能减排及产业化的实现，对堇青石材料技术和生产的发展具有极大的促进作用。
下面将结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
具体实施方式
本发明实施例采用江西省赣南寻乌县稀土矿体的稀土尾砂。该矿体的稀土尾砂按重量百分比主要含有长石16.7～21.3%、粘土42.5～45.0%、石英36.2～38.3%。其化学组成含有Na2O 0.81%、K2O 2.55%、MgO 0.21%、CaO 0.10%、Al2O319.99%、SiO265.96%、TiO20.70%、Fe2O32.94%、烧失量6.74%。
实施例一：
1、本实施例利用稀土尾砂制备的堇青石材料，按重量百分比其组成为：稀土尾砂55%、轻烧镁14%、铝矾土31%。
2、本实施例堇青石材料制备方法如下：
(1)将各物料加入球磨机内湿法球磨而获得浆料；
(2)浆料过‑250目筛后，干燥、压制成型获得生坯；
(3)生坯在1320℃温度下烧成，烧成总用时为10小时，其中高温保温时间为30分钟，烧制后即得产品。
实施例二：
1、本实施例利用稀土尾砂制备的堇青石材料，按重量百分比其组成为：稀土尾砂53%、轻烧镁14%、铝矾土33%。
2、本实施例堇青石材料制备方法如下：
(1)将各物料加入球磨机内湿法球磨而获得浆料；
(2)浆料过‑250目筛后，干燥、压制成型获得生坯；
(3)生坯在1350℃温度下烧成，烧成总用时为10小时，其中高温保温时间为50分钟，烧制后即得产品。
实施例三：
1、本实施例利用稀土尾砂制备的堇青石材料，按重量百分比其组成为：稀土尾砂45%、轻烧镁13%、铝矾土42%。
2、本实施例堇青石材料制备方法如下：
(1)将各物料加入球磨机内湿法球磨而获得浆料；
(2)浆料过‑250目筛后，干燥、压制成型获得生坯；
(3)生坯在1320℃温度下烧成，烧成总用时为11小时，其中高温保温时间为40分钟，烧制后即得产品。
实施例四：
1、本实施例利用稀土尾砂制备的堇青石材料，按重量百分比其组成为：稀土尾砂40%、轻烧镁13%、铝矾土47%。
2、本实施例堇青石材料制备方法如下：
(1)将各物料加入球磨机内湿法球磨而获得浆料；
(2)浆料过‑250目筛后，干燥、压制成型获得生坯；
(3)生坯在1300℃温度下烧成，烧成总用时为12小时，其中高温保温时间为60分钟，烧制后即得产品。
实施例五：
1、本实施例利用稀土尾砂制备的堇青石材料，按重量百分比其组成为：稀土尾砂48%、轻烧镁15%、铝矾土37%。
2、本实施例堇青石材料制备方法如下：
(1)将各物料加入球磨机内湿法球磨而获得浆料；
(2)浆料过‑250目筛后，干燥、压制成型获得生坯；
(3)生坯在1320℃温度下烧成，烧成总用时为10小时，其中高温保温时间为40分钟，烧制后即得产品。
实施例六：
1、本实施例利用稀土尾砂制备的堇青石材料，按重量百分比其组成为：稀土尾砂40%、轻烧镁14%、铝矾土46%。
2、本实施例堇青石材料制备方法如下：
(1)将各物料加入球磨机内湿法球磨而获得浆料；
(2)浆料过‑250目筛后，干燥、压制成型获得生坯；
(3)生坯在1300℃温度下烧成，烧成总用时为11小时，其中高温保温时间为30分钟，烧制后即得产品。
上述实施例一～六所获得的堇青石材料，在室温～800℃温度下测定热膨胀系数，其性能指标如表1所示。
表1 本发明实施例一～六堇青石材料性能指标

本发明一种利用稀土尾砂制备的堇青石材料及其制造方法，各组分的用量及工艺参数不局限于以上述列举的实施例。