碳酸稀土改性粉煤灰低导热灌浆料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了碳酸稀土改性粉煤灰低导热灌浆料及其制备方法和应用，包括粉煤灰

【技术实现步骤摘要】
碳酸稀土改性粉煤灰低导热灌浆料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于灌浆料
，尤其是涉及碳酸稀土改性粉煤灰低导热灌浆料及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]碳酸稀土是稀土碳酸盐的混合物，属于稀土分离中的初级产品
。
稀土分离提取过程中，稀土精矿与硫酸混合焙烧，经过焙烧的矿用水浸出，则可溶性的稀土硫酸盐就进入水溶液（浸出液），然后往浸出液中加入碳酸氢铵，则稀土呈碳酸盐沉淀下来，将沉淀物过滤后即得碳酸稀土
。
目前报道中未见碳酸稀土应用于工业窑炉保温隔热灌浆料中
。
[0003]灌浆料是以高强度材料作为骨料，常以水泥作为结合剂，它在施工现场加一定量的水，搅拌均匀后即可使用
。
灌浆料具有自流性好，快硬
、
早强
、
等特点
。
但在使用过程中，它也存在一些局限性，如脆性大
、
导热系数偏高
、
耐高温性差等缺点，尤其是应用高温工业窑炉的中高温作业层时，受冷热交替应力作用下更容易出现剥蚀
、
拱起，开裂等现象
。
[0004]目前，固废粉煤灰作为高温工业窑炉灌浆料主要基材的研究几乎没有，对利用碳酸稀土解决粉煤灰基灌浆料力学强度偏低的研究未见报道
。
因此，为解决粉煤灰基灌浆料力学强度偏低难题，利用碳酸稀土研发一种适用于中高温条件下
、
保温性优良，具备优异力学强度的粉煤灰基灌浆料具有很大的应用和市场价值
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术旨在克服现有技术中的缺陷，提出碳酸稀土改性粉煤灰低导热灌浆料及其制备方法和应用
。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：碳酸稀土改性粉煤灰低导热灌浆料，包括粉煤灰
、
碳酸稀土和粘结剂，其中，粉煤灰
、
碳酸稀土的质量比为（
85
‑
99
）：（1‑
15
），粘结剂的质量占粘结剂
、
粉煤灰和碳酸稀土总质量的
15%~42%
，其中，所述粉煤灰中各组分的质量百分比为：
SiO230.82
‑
55%
，
Al2O
3 25.72
‑
36.6%
，
CaO≤15%
，
MgO≤8%
，
Fe2O3≤9%
，钾钠
≤3%
，余量为难溶物
。
[0007]其中，粘结剂的加入量例如可以加入
15%、20%、25%、30%、35%、40%、42%
以及上述数值之间的具体点值
。
[0008]优选地，所述碳酸稀土和粉煤灰的粒径均满足1μ
m≤D
50
≤3
μ
m。
[0009]优选地，所述粉煤灰为将粉煤灰原料进行
750℃
‑
900℃
高温焙烧1‑
10h
后制得
。
[0010]更优选地，所述粉煤灰经过如下步骤的处理：将粉煤灰原料置入回转窑焙烧，以
10
‑
60rpm
的转速
、3
‑
15℃/min
的升温速率自室温加热至
200℃
，保温
0.5
‑
2h
后以7‑
20℃/min
加热至
750
‑
900℃
保温1‑
10h
后出料空冷至室温，焙烧后粉煤灰以
200
‑
450rpm
球磨3‑
5h
至
D
50
满足1‑3μ
m
后出料烘干
。
[0011]优选地，所述碳酸稀土为碳酸稀土原料经过
80℃
‑
275℃
温度下烘干1‑
5h
后制得
。
[0012]优选地，所述粘结剂为水玻璃
、
硅溶胶
、
铝溶胶
、
锆溶胶
、
水泥
、
酚醛树脂
、
磷酸二氢
铝中的一种或多种
。
[0013]优选地，所述碳酸稀土为碳酸镧
、
碳酸铈
、
碳酸钐
、
碳酸钆
、
碳酸钇
、
碳酸镧铈
、
碳酸镧钐中一种或多种
。
[0014]本专利技术的另一方面，还提供了上述灌浆料的制备方法，包括如下步骤：将碳酸稀土与粉煤灰共混后加入粘结剂，搅拌
3~20min
后制备成灌浆料
。
[0015]搅拌时间为
3~20min
，例如可以是
3min、10min、15min、20min
以及上述数值之间的具体点值
。
[0016]本专利技术的第三方面，还提供了上述灌浆料在制备工业窑炉的作业层中的应用
。
[0017]优选地，所述作业层为工业窑炉炉体
、
炉腰或炉喉部位表面的作业层
。
[0018]本专利技术的第四方面，还提供了应用上述灌浆料的固化工艺，所述固化工艺为：将上述灌浆料注入模具后以
0.1
‑
5℃/min
升温速率升至
180℃~350℃
保温1‑
10h
即可固化成型
。
[0019]烧结在温度在
180℃~350℃
，例如可以是
180℃、185℃、190℃、195℃
以及上述数值之间的具体点值；保温时间时间为1‑
10h
，例如可以是
2h、3h、5h、6h
以及上述数值之间的具体点值
。
[0020]相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：（1）本专利技术的灌浆料较常规灌浆料导热系数下降
50%
以上，保温性强，除去漂珠后的粉煤灰材料导热系数在
0.55W/m
·
K
左右，碳酸稀土导热系数在
0.2
‑
0.4 W/m
·
K
之间，且碳酸稀土在加热固化成型阶段分解出的气体会形成
100
μ
m
左右的密闭气孔，进一步降低了灌浆料的导热系数
。
[0021]（2）本专利技术的灌浆料中的碳酸稀土和粉煤灰粒径1μ
m≤D
50
≤3
μ
m
，使粉体材料比表面积大，表面活性能高，兼具优异的流动性和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
碳酸稀土改性粉煤灰低导热灌浆料，其特征在于：包括粉煤灰
、
碳酸稀土和粘结剂，其中，粉煤灰
、
碳酸稀土的质量比为（
85
‑
99
）：（1‑
15
），粘结剂的质量占粘结剂
、
粉煤灰和碳酸稀土总质量的
15%~42%
，其中，所述粉煤灰中各组分的质量百分比为：
SiO
2 30.82
‑
55%
，
Al2O
3 25.72
‑
36.6%
，
CaO≤15%
，
MgO≤8%
，
Fe2O3≤9%
，钾钠
≤3%
，余量为难溶物
。2.
根据权利要求1所述的碳酸稀土改性粉煤灰低导热灌浆料，其特征在于：所述碳酸稀土和粉煤灰的粒径均满足1μ
m≤D
50
≤3
μ
m。3.
根据权利要求1所述的碳酸稀土改性粉煤灰低导热灌浆料，其特征在于：所述粉煤灰为将粉煤灰原料进行
750℃
‑
900℃
高温焙烧1‑
10h
后制得
。4.
根据权利要求1所述的碳酸稀土改性粉煤灰低导热灌浆料，其特征在于：所述碳酸稀土为碳酸稀土原料经过
80℃
‑
275℃
温度下烘干1‑
5h
后制得
。5.

【专利技术属性】
技术研发人员：张韵琪，邓冠南，于浩洋，罗学如，尹航，张光睿，李璐，阚丽欣，王计平，谌礼兵，曹建伟，
申请(专利权)人：包头市安德窑炉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：