[发明专利]赛隆陶瓷粉体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于工程陶瓷技术领域，尤其是一种以煤矸石为主要原料的赛隆陶瓷粉体及其制备方法。

背景技术

赛隆陶瓷粉体（赛隆粉体）作为一种高性能陶瓷粉体，广泛应用于耐火材料行业、有色金属冶炼行业和耐磨材料等方面。传统赛隆粉体生产工艺比较复杂，配料严谨，操作技术要求严格，使用条件比较苛刻，不便实施，而且其制备都是在小型真空氮化炉内进行，生产规模受到限制，产量低，成本高，不能满足市场需求。

煤矸石在露天堆放中对环境会造成很大危害。目前，煤矸石的主要应用集中在建材方面，如制砖、水泥、轻骨料、和砌块等。煤矸石的以上应用都属于简单的低附加值应用，未能充分利用煤矸石中的主要成分SiO₂、Al₂O₃。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以煤矸石为主要原料的赛隆陶瓷粉体，以充分利用煤矸石中的主要成分SiO₂、Al₂O₃；本发明还提供了上述赛隆陶瓷粉体的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用下述原料制成：主料：煤矸石20～50wt%，硅粉20～50wt%，铝粉17～35wt%；配料：主料总重5～15%的稀释剂。

本发明所述的稀释剂为赛隆粉体或氮化硅粉。

本发明所述各原料粒度为-325目。

本发明所述的煤矸石为煅烧除碳的煤矸石。

本发明制备方法的工艺步骤为：

（1）将煤矸石、硅粉、铝粉和稀释剂混合均匀，得到混合粉体；

（2）将混合粉体松装于刚玉料舟中；然后置于真空管式炉中，抽真空，通入流动氮气，混合粉体预热升温，然后在温度为1300～1500℃的条件下反应，得到合成赛隆粉体；

（3）将合成赛隆粉体冷却、研磨成粉末，即可得到本赛隆陶瓷粉体。

本发明制备方法所述步骤（2）中，抽真空至真空度为0.09MPa以上。

本发明制备方法所述步骤（2）中，反应时间为2～5h。

本发明制备方法所述步骤（2）中预热升温过程为：混合粉体温度在1000℃以下时，以3～9℃/min的速度升温；在1000～1300℃时，以1～5℃/min的速度升温；在1300～1500℃时，以0～3℃/min的速度升温。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1、煤矸石为采煤工业中排出的废渣，在露天堆放过程中严重污染环境和水源，本发明通过对煤矸石进一步的应用，有效的减少了环境污染。

2、现有的赛隆粉体多采用金属硅粉、金属铝粉、氧化铝粉等高纯原料生产，造成产品价格居高不下，限制了其推广应用。本发明以煤矸石为原料合成赛隆粉体，降低了生产成本，且反应周期明显缩短，能耗降低。

3、本发明大幅降低反应所用氮气压力，减少设备了的投入，有效的降低了生产成本，具有工艺过程简单的特点。

4、本发明所得的赛隆粉体中塞隆含量达90wt%左右，Si含量3～5wt%，Al₂O₃含量3～5wt%。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：本赛隆陶瓷粉体采用下述原料配比及其制备方法。

原料配比：煤矸石∶硅粉∶铝粉的重量配比为20∶50∶30，以及煤矸石、硅粉和铝粉总重5%的氮化硅粉；各原料均能过325目筛。

制备方法：将上述配比的煤矸石、硅粉、铝粉和氮化硅粉烘干，然后在振动球磨机中混料30min，得到混合粉体；混合粉体松装于80mm×30mm×20mm（长×宽×高）的刚玉料舟中，将其置于真空管式炉中，抽真空达到0.09MPa，然后通入流动氮气，开始升温，1000℃以下时升温速度为9℃/min，1000～1300℃时升温速度为3℃/min，1300～1500℃时升温速度为3℃/min，升温至1500℃后保温反应2h；反应结束后自然冷却，经研磨机研磨得到赛隆陶瓷粉体。经检测，所得到的赛隆陶瓷粉体中塞隆含量为93wt%；Si含量为4.2wt%；Al₂O₃含量为3.7wt%。

实施例2：本赛隆陶瓷粉体采用下述原料配比及其制备方法。

原料配比：煤矸石∶硅粉∶铝粉的重量配比为50∶30∶20，以及煤矸石、硅粉和铝粉总重10%的赛隆粉体；各原料均能过325目筛。