一种复合型储热材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合型储热材料及其制备方法，以赤铁矿为主料、铝土矿尾渣为成型料、粘土为辅料，加水混合制备而成。其物料配比为：赤铁矿为７０～８７％，铝土矿尾渣为７～１５％，粘土为６～１５％。其制备方法是先混料：将尾渣和粘土混合均匀，加入水至浸湿状态，然后加入赤铁矿混合，放置于通风处并控制其水分含量；再成型：将混合料置于模具中，压制成型，制成试块；然后干燥：将试块放入烘箱中干燥；最后焙烧，冷却即为所述储热材料。材料的比热为０．１５０～０．１６６ｃａｌ.ｇ↑［－１］.Ｋ↑［－１］，导热系数为１．１８～１．３０Ｗ.ｍ↑［－１］.Ｋ↑［－１］。其制备储热材料的方法具有工艺简单、成本低廉、矿物尾渣增值等特点；制备的复合型储热材料比热大，导热性能良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能源材料和热能工程领域，涉及一种复合型储热材料及其制 备方法。
技术介绍
复合型储热材料在能源材料和热能工程领域中有着重要的作用，复合型 储热材料的性能及成本是决定其在这些领域能否大范围推广和使用的重要因 素。因此，研制出高储能密度、低成本的复合型储热材料至关重要。目前，复合型储热材料主要是胶囊型、无机盐/陶瓷基复合型、有机/无机 复合型储热材料，其面向的应用对象是中低温储热领域，而且在制备过程多 采用成本较高的结合剂将物相不同的原料粘结。目前这些制备技术，存在以下不足1)比热小，储热能力一般；2)在储热材料成型压制过程中，需要 采用成本较高的结合剂；3)只适用于中低温储热领域。由此导致此类复合型 储热材料不能适用于高温储热领域，而且储能密度一般，制备成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，所提供的储 热材料具有比热大，化学稳定性高、适用于高温储热领域等特点；所提供的 制备储热材料的方法具有工艺简单、成本低廉、矿物尾渣增值的特点。为了实现上述目的，本专利技术提出如下技术方案一种制备储热材料的方法，其特征是，以赤铁矿为主料、铝土矿尾渣为 成型料、粘土为辅料，加水混合均匀，成型、干燥、焙烧。所述的物料配比为赤铁矿70~87%，尾渣为7~15%,粘土为6 15%。所述的赤铁矿，其颗粒为微米级，且粒度均匀所述的铝土矿尾渣，主 要成分为Si02和Al2Cb。本专利技术所述储热材料的制备方法，1)混料先将铝土矿尾渣和粘土混合 均匀，加水至浸湿状态，然后加入赤铁矿混合，放置于通风处并控制其水分 含量2~4%; 2)成型将混合料置于模具中，压制成型，制成试块；3)干燥: 试块放入烘箱中IOO'C干燥；4)焙烧试块在95(TC焙烧，冷却即为所述储热材料。本专利技术以价格低廉的赤铁矿为主料，使得整个复合型储热材料具有很好的抗压性能；采用铝土矿尾渣为成型料，充分利用其主要成分Si02和Al203， 增强了储热材料的耐火性、化学稳定性、比热容以及导热性能，而且使复合 型储热材料适用于髙温储热领域；利用粘土为辅料， 一方面在混合过程中增 强了赤铁矿颗粒之间的粘结力，无需外加成本较高的结合剂，另一方面提高 了储热材料的物理稳定性。材料的比热为O.lSO-O.WGcaPg+K",导热系数为 U8~1.30 (W'm化1)。 具体实施例方式下面的实施例仅为了进一步说明本专利技术，而不是限制本专利技术。本专利技术可以 按
技术实现思路
所述的任一种方式实施。 实施例1 -取铝土矿尾渣(粒度约为19pm) 1.4g、粘土 1.2g,均匀混合，加水至浸 湿状态。将17.4g赤铁矿加入加入其中，混合均匀。放置于通风处干燥至水分 含量在4wty。后，将混合料置于模具中，压制成型，制成试块。试块置于烘箱 中100'C干燥后，在950'C焙烧，冷却即为储热材料。采用JR-3激光导热仪测 试试块的比热为0.153cal'g+K:1，导热系数为1.30W'm'、K"。实施例2:取铝土矿尾渣(粒度约为12^irn) 1.4g、粘土 1.2g,均匀混合，加水至浸 湿状态。将17.4g赤铁矿加入其中，混合均匀。放置于通风处干燥至水分含量 在3wt。/。后，将混合料置于模具中,压制成型，制成试块。试块置于烘箱中100°C 干燥后，在950'C焙烧，冷却即为储热材料。采用JR-3激光导热仪测试试块 的比热为0.150cal'g"'K'1,导热系数为1.18W'm+K'1。实施例3:取铝土矿尾渣(粒度约为19pm) 3.0g、粘土 3.0g，均匀混合，加水至浸 湿状态。将14.0g赤铁矿加入其中，混合均匀。放置于通风处干燥至水分含量 在2wty。后，将混合料置于模具中，压制成型，制成试块。试块置于烘箱中IOO'C 干燥后，在95(TC焙烧，冷却即为储热材料。采用JR-3激光导热仪测试试块 的比热为0.166cal'g"'K"，导热系数为U8W'm+K'1。实施例4:取铝土矿尾渣(粒度约为12pm) 3.0g、粘土 3.0g，均匀混合，加水至浸湿状态。将14.0g赤铁矿加入其中，混合均匀。放置于通风处干燥至水分含量 在3wt。/。后，将混合料置于模具中，压制成型，制成试块。试块置于烘箱中100'C 干燥后，在950'C焙烧，冷却即为储热材料。采用JR-3激光导热仪测试试块 的比热为0.154cal'g"'K'1,导热系数为1.23W'm'、K'1。权利要求1、一种储热材料，其特征在于以赤铁矿为主料、铝土矿尾渣为成型料、粘土为辅料，按质量百分比计，物料配比为赤铁矿70～87％，铝土矿尾渣为7～15％，粘土为6～15％。2、 根据权利要求1所述的储热材料，其特征在于所述赤铁矿的颗粒为 微米级，且粒度均匀。3、 根据权利要求1所述的储热材料的制备方法，其特征在于包括以下步 1)混料先将铝土矿尾渣和粘土混合均匀，加入水至浸湿状态，然后加 入赤铁矿混合，放置于通风处控制其水分含量2 4wt%; 2)成型将混合料 置于模具中，压制成型，制成试块；3)干燥试块放入烘箱中100'C干燥；4) 焙烧试块在950'C焙烧，冷却即为所述储热材料。全文摘要本专利技术公开了，以赤铁矿为主料、铝土矿尾渣为成型料、粘土为辅料，加水混合制备而成。其物料配比为赤铁矿为70～87％，铝土矿尾渣为7～15％，粘土为6～15％。其制备方法是先混料将尾渣和粘土混合均匀，加入水至浸湿状态，然后加入赤铁矿混合，放置于通风处并控制其水分含量；再成型将混合料置于模具中，压制成型，制成试块；然后干燥将试块放入烘箱中干燥；最后焙烧，冷却即为所述储热材料。材料的比热为0.150～0.166cal·g^-1·K^-1，导热系数为1.18～1.30W·m^-1·K^-1。其制备储热材料的方法具有工艺简单、成本低廉、矿物尾渣增值等特点；制备的复合型储热材料比热大，导热性能良好。文档编号C09K5/00GK101649186SQ20091004423公开日2010年2月17日 申请日期2009年9月2日 优先权日2009年9月2日专利技术者唐爱东, 李传常, 杨华明, 欧阳静 申请人:中南大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储热材料，其特征在于：以赤铁矿为主料、铝土矿尾渣为成型料、粘土为辅料，按质量百分比计，物料配比为：赤铁矿７０～８７％，铝土矿尾渣为７～１５％，粘土为６～１５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨华明，李传常，唐爱东，欧阳静，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[]