本发明专利技术属于无机粘结剂技术领域，提供了一种高岭土基结合剂，制备所述高岭土基结合剂的原料包括高岭土和磷酸，所述高岭土和磷酸的质量比为100：(50～300)。本发明专利技术以高岭土为原料，以磷酸为粘结剂，制备高岭土基结合剂；高岭土是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩，来源广泛，成本低，并且具有较强的耐酸性能；高岭土可与磷酸发生化学反应，通过控制磷酸与高岭土的质量比，生成粘结性能较强的磷酸二氢铝、磷酸一氢铝和硅胶。实施例的结果显示，本发明专利技术提供的高岭土基结合剂与石英砂和氧化镁制成的产品的抗压强度为11.59MPa。镁制成的产品的抗压强度为11.59MPa。
【技术实现步骤摘要】
一种高岭土基结合剂及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及无机粘结剂
，尤其涉及一种高岭土基结合剂及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]磷酸盐粘结剂是一种建筑胶凝材料，在凝结硬化前具有可塑性，可根据要求做成任何尺寸和形状的制品；可常温固化也可高温烧结；可与分散剂、固化剂、集料等配合使用，制成与混凝土一样的制品。并且，磷酸盐粘结剂强度大、硬度高、耐水性好、固化收缩率小且环保无毒、施工性能好、对材料的适应性强，进而广泛应用于耐火材料、建筑材料、金属铸造、无机涂料、复合材料等工业和民用领域。
[0003]常见的磷酸盐粘结剂有磷酸二氢铝和磷酸硅，但是，现有技术中通常用高品质氧化铝或氢氧化铝来制备磷酸二氢铝，成本较高，限制了其应用和推广；而现有技术中磷酸硅的制备通常以石英为基础原料，并在高温(700～1000℃)下合成，制造成本也较高。因此，亟需解决现有磷酸盐基粘结剂制造成本较高的问题，以实现磷酸盐粘结剂的广泛应用。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种高岭土基结合剂及其制备方法和应用，本专利技术提供的高岭土基结合剂制造成本低、粘结性能好。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种高岭土基结合剂，制备所述高岭土基结合剂的原料包括高岭土和磷酸，所述高岭土和磷酸的质量比为100：(50～300)。
[0007]优选地，所述高岭土和磷酸的质量比为100：(50～180)。
[0008]优选地，所述高岭土包括高岭土原矿、高岭土精矿、偏高岭土和煅烧高岭土中的一种或多种。
[0009]优选地，所述磷酸以磷酸水溶液的形式加入；所述磷酸水溶液的质量浓度为60～80％。
[0010]本专利技术还提供了上述技术方案所述高岭土基结合剂的制备方法，包括以下步骤：
[0011]将磷酸与高岭土混合成型，得到生球；
[0012]将所述生球进行热合，得到熟球；
[0013]将所述熟球进行粉碎，得到高岭土基结合剂。
[0014]优选地，所述热合的温度为50～200℃；所述热合的时间为30～180min。
[0015]优选地，所述粉碎后还包括：
[0016]将所述粉碎得到的粉料与磷酸混合成型，得到二次球；
[0017]将所述二次球进行第二热合，得到二次熟球；
[0018]将所述二次熟球进行粉碎，得到高岭土基结合剂。
[0019]优选地，所述粉料与磷酸的质量比为100：(60～180)。
[0020]优选地，所述第二热合的温度为500～1000℃；所述第二热合的时间为30～180min。
[0021]本专利技术还提供了上述技术方案所述高岭土基结合剂或所述制备方法制备的高岭土基结合剂在制备无机废弃物固化体和水玻璃固化体中的应用。
[0022]本专利技术提供了一种高岭土基结合剂，制备所述高岭土基结合剂的原料包括高岭土和磷酸，所述高岭土和磷酸的质量比为100：(50～300)。本专利技术以高岭土为原料，以磷酸为粘结剂，制备高岭土基结合剂；高岭土是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩，来源广泛，成本低，并且具有较强的耐酸性能；高岭土可与磷酸发生化学反应，通过控制磷酸与高岭土的质量比，生成粘结性能较强的磷酸二氢铝、磷酸一氢铝和硅胶。实施例的结果显示，本专利技术提供的高岭土基结合剂与石英砂和氧化镁制成的产品的抗压强度为11.59MPa。
[0023]本专利技术提供的高岭土基结合剂的制备方法操作简单，反应条件温和。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种高岭土基结合剂，制备所述高岭土基结合剂的原料包括高岭土和磷酸，所述高岭土和磷酸的质量比为100：(50～300)。
[0025]在本专利技术中，制备所述高岭土基结合剂的原料包括高岭土和磷酸。本专利技术以高岭土为原料，以磷酸为粘结剂，制备高岭土基结合剂；高岭土是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩，来源广泛，成本低，并且具有较强的耐酸性能；高岭土可与磷酸发生化学反应，生成粘结性能较强的磷酸二氢铝、磷酸一氢铝和硅胶。
[0026]在本专利技术中，所述高岭土和磷酸的质量比为100：(50～300)，优选为100：(50～180)。本专利技术通过控制磷酸与高岭土的质量比，可生成粘结性能较强的磷酸二氢铝、磷酸一氢铝和硅胶。
[0027]在本专利技术中，所述高岭土优选包括高岭土原矿、高岭土精矿、偏高岭土和煅烧高岭土中的一种或多种，更优选为高岭土精矿或偏高岭土。本专利技术对所述高岭土的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
[0028]在本专利技术中，所述高岭土中Al2O3的品位优选为≧35％；所述高岭土的粒度优选为
‑
0.074mm，≧95％；所述高岭土的形态优选为粉末状。
[0029]在本专利技术中，所述磷酸优选以磷酸水溶液的形式加入；所述磷酸水溶液的质量浓度优选为60～80％，更优选为72～76％。
[0030]本专利技术以高岭土为原料，以磷酸为粘结剂，制备高岭土基结合剂；高岭土可与磷酸发生化学反应，通过控制磷酸与高岭土的质量比，生成粘结性能较强的磷酸二氢铝、磷酸一氢铝和硅胶。
[0031]本专利技术还提供了上述技术方案所述高岭土基结合剂的制备方法，包括以下步骤：
[0032]将磷酸与高岭土混合成型，得到生球；
[0033]将所述生球进行热合，得到熟球；
[0034]将所述熟球进行粉碎，得到高岭土基结合剂。
[0035]本专利技术将磷酸与高岭土混合成型，得到生球。
[0036]在本专利技术中，所述磷酸在使用前优选进行加热。本专利技术通过将磷酸加热，可使磷酸易于流动，有利于将高岭土与磷酸混合均匀。在本专利技术中，所述加热的温度优选为45～90
℃，更优选为45～70℃。
[0037]本专利技术对所述磷酸与高岭土混合成型的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的成型方式即可。在本专利技术中，所述成型的设备优选为对辊压球机、圆盘造球机或转鼓造粒机，更优选为转鼓造粒机。
[0038]在本专利技术中，所述生球的直径优选为5～30mm，更优选为15～30mm。
[0039]得到生球后，本专利技术将所述生球进行热合，得到熟球。本专利技术通过热合使磷酸和高岭土发生反应，进而生成粘结性能较强的物质。
[0040]在本专利技术中，所述热合的温度优选为50～200℃，更优选为100～150℃；所述热合的时间优选为30～180min，更优选为60～120min。在本专利技术中，所述热合的加热方式优选为直接加热或间接加热；所述热合所用设备优选为烘箱。
[0041]在本专利技术中，所述热合过程中磷酸和高岭土发生以下化学反应：
[0042]H3PO4+2SiO2·
Al2O3·
2H2O
→
Al(H2PO4)3+SiO2·
nH2O
[0043]H3PO4+2SiO2·
Al2O3·...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高岭土基结合剂，制备所述高岭土基结合剂的原料包括高岭土和磷酸，所述高岭土和磷酸的质量比为100：(50～300)。2.根据权利要求1所述的高岭土基结合剂，其特征在于，所述高岭土和磷酸的质量比为100：(50～180)。3.根据权利要求1所述的高岭土基结合剂，其特征在于，所述高岭土包括高岭土原矿、高岭土精矿、偏高岭土和煅烧高岭土中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的高岭土基结合剂，其特征在于，所述磷酸以磷酸水溶液的形式加入；所述磷酸水溶液的质量浓度为60～80％。5.权利要求1～4任一项所述高岭土基结合剂的制备方法，包括以下步骤：将磷酸与高岭土混合成型，得到生球；将所述生球进行热合，得到熟球；将所述熟球进行粉碎，得到高岭土基结合剂。6.根据权利要求5所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘永，王红强，罗明亮，李向阳，王清良，李衡宇，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：
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