硅线石精矿合成莫来石的工艺研究

　　硅线石精矿合成莫来石的工艺条件试验

　　(一)高铝物料的选择

　　高铝物料选择刚玉、工业氧化铝、高铝矾土生料三种，其化学成分见表 28-1，原料配比见表28-2。

　　表28-2合成莫来石原料的细度与配比

　　合成莫来石原料的细度与配比

　　先按成型压力170MPa，1700℃，4h锻烧，制得莫来石熟料，其理化指标见表 28-3。

　　表28-3莫来石熟料的理化指标

　　莫来石熟料的理化指标

　　从表28-3可见，在本试验条件下，以特级高铝矾土生料、刚玉、工业氧化铝等高铝物料与硅线石一起合成莫来石，莫来石生成量不小于90%。其中又以高铝矾土生料加硅线石的试样(WⅡ1和WⅡ2莫来石的含量高，不小于95%。因此，高铝物料选择高品质高铝矾土生料是可行的。

　　然而，综观整个熟料物理指标尚不理想，如体积密度小、显气孔率大，并且有少量方石英生成，这些都说明合成莫来石工艺参数的选择上尚有不妥之处，如成型压力偏低，细度偏粗，烧成温度与保温时间不够，有待改进。

　　(二)原料Al2O3含量和A/S的选择

　　选择特级矾土生料加酸洗处理后的硅线石精矿(GJ-58)进行合成莫来石的探讨。具体做法是：

　　(1) 按原料Al2O3含量相差约1%进行配方设计，Al2O3含量从66%至72%，A/S从2.15至2.95，共配成9组物料，见表28-4。

　　表28-4高品质铝矾土生料加硅线石配方设计的Al2O3含量与A/S值

　　高品质铝矾土生料加硅线石配方设计的Al2O3含量与A/S值

　　(2) 工艺参数的选择。合成莫来石生产工艺流程按前述工艺，但成型压力、原料细度均有差异。

　　成型压力为200〜210MPa，原料共磨细度15μm 80%以上，煅烧温度仍选择1700℃，保温4h。

　　合成莫来石熟料的物相组成，用X射线衍射分析测定，莫来石形貌和大小用扫描电镜(SEM)测定，见表28-5。

　　表28-5合成莫来石熟料中莫来石的含量与大小

　　合成莫来石熟料中莫来石的含量与大小

　　合成莫来石熟料的理化性能见表28-6。

　　表28-6铝矾土加硅线石合成莫来石熟料的理化性能

　　铝矾土加硅线石合成莫来石熟料的理化性能

　　由表28-6可见，Al2O3含量、Al2O3/SiO2比对莫来石生成量有直接影响。用铝矾土加硅线石，原料Al2O3含量在68% ±1% (理论计算)时。熟料的莫来石含量高，如4号样，Al2O3 68.86% (计算)，莫来石生成量达97%。此时，几乎无刚玉晶相。3号与5号样，原料Al2O3含量与4号样相差1%时，莫来石含量分别为92%与94%。

　　关于配料中Al2O3含量的理想值问题，有人也曾做过大量研究，如洛阳耐火材料研究院采用工业氧化铝加苏州土合成莫来石，研究不同Al2O3含量与熟料莫来石关系得出，Al2O3在68%时，莫来石含量高;上海玻搪所认为配料中Al2O3在66% ~68%时，熟料的莫来石含量高;李广平在研究天然矾土相变化时，也指出Al2O3在65%〜68%时，熟料的莫来石高。我们的研究结果与他们相一致。

　　随Al2O3含量的提高，刚玉相含量也随之增多，如配料中Al2O3含量大于70%的6〜9号样，X射线可见有刚玉衍射峰。Al2O3含量大于72%的9号样，刚玉含量为5%~7%。

　　如果用高铝物料加硅线石合成莫来石，物相含量既要求莫来石含量高又有刚玉晶相，原料的Al2O3含量在72%左右。如果要求熟料中增大刚玉相含量，成为莫来石-刚玉熟料，原料Al2O3含量则要求更高，大于75%。