硅線石精礦合成莫來石的工藝研究

　　硅線石精礦合成莫來石的工藝條件試驗

　　(一)高鋁物料的選擇

　　高鋁物料選擇剛玉、工業(yè)氧化鋁、高鋁礬土生料三種，其化學成分見表 28-1，原料配比見表28-2。

　　表28-2合成莫來石原料的細度與配比

　　合成莫來石原料的細度與配比

　　先按成型壓力170MPa，1700℃，4h鍛燒，制得莫來石熟料，其理化指標見表 28-3。

　　表28-3莫來石熟料的理化指標

　　莫來石熟料的理化指標

　　從表28-3可見，在本試驗條件下，以特級高鋁礬土生料、剛玉、工業(yè)氧化鋁等高鋁物料與硅線石一起合成莫來石，莫來石生成量不小于90%。其中又以高鋁礬土生料加硅線石的試樣(WⅡ1和WⅡ2莫來石的含量高，不小于95%。因此，高鋁物料選擇高品質(zhì)高鋁礬土生料是可行的。

　　然而，綜觀整個熟料物理指標尚不理想，如體積密度小、顯氣孔率大，并且有少量方石英生成，這些都說明合成莫來石工藝參數(shù)的選擇上尚有不妥之處，如成型壓力偏低，細度偏粗，燒成溫度與保溫時間不夠，有待改進。

　　(二)原料Al2O3含量和A/S的選擇

　　選擇特級礬土生料加酸洗處理后的硅線石精礦(GJ-58)進行合成莫來石的探討。具體做法是：

　　(1) 按原料Al2O3含量相差約1%進行配方設(shè)計，Al2O3含量從66%至72%，A/S從2.15至2.95，共配成9組物料，見表28-4。

　　表28-4高品質(zhì)鋁礬土生料加硅線石配方設(shè)計的Al2O3含量與A/S值

　　高品質(zhì)鋁礬土生料加硅線石配方設(shè)計的Al2O3含量與A/S值

　　(2) 工藝參數(shù)的選擇。合成莫來石生產(chǎn)工藝流程按前述工藝，但成型壓力、原料細度均有差異。

　　成型壓力為200〜210MPa，原料共磨細度15μm 80%以上，煅燒溫度仍選擇1700℃，保溫4h。

　　合成莫來石熟料的物相組成，用X射線衍射分析測定，莫來石形貌和大小用掃描電鏡(SEM)測定，見表28-5。

　　表28-5合成莫來石熟料中莫來石的含量與大小

　　合成莫來石熟料中莫來石的含量與大小

　　合成莫來石熟料的理化性能見表28-6。

　　表28-6鋁礬土加硅線石合成莫來石熟料的理化性能

　　鋁礬土加硅線石合成莫來石熟料的理化性能

　　由表28-6可見，Al2O3含量、Al2O3/SiO2比對莫來石生成量有直接影響。用鋁礬土加硅線石，原料Al2O3含量在68% ±1% (理論計算)時。熟料的莫來石含量高，如4號樣，Al2O3 68.86% (計算)，莫來石生成量達97%。此時，幾乎無剛玉晶相。3號與5號樣，原料Al2O3含量與4號樣相差1%時，莫來石含量分別為92%與94%。

　　關(guān)于配料中Al2O3含量的理想值問題，有人也曾做過大量研究，如洛陽耐火材料研究院采用工業(yè)氧化鋁加蘇州土合成莫來石，研究不同Al2O3含量與熟料莫來石關(guān)系得出，Al2O3在68%時，莫來石含量高;上海玻搪所認為配料中Al2O3在66% ~68%時，熟料的莫來石含量高;李廣平在研究天然礬土相變化時，也指出Al2O3在65%〜68%時，熟料的莫來石高。我們的研究結(jié)果與他們相一致。

　　隨Al2O3含量的提高，剛玉相含量也隨之增多，如配料中Al2O3含量大于70%的6〜9號樣，X射線可見有剛玉衍射峰。Al2O3含量大于72%的9號樣，剛玉含量為5%~7%。

　　如果用高鋁物料加硅線石合成莫來石，物相含量既要求莫來石含量高又有剛玉晶相，原料的Al2O3含量在72%左右。如果要求熟料中增大剛玉相含量，成為莫來石-剛玉熟料，原料Al2O3含量則要求更高，大于75%。