一种用石英矿石制备高性能轻质保温砖的方法技术

一种用石英矿石制备高性能轻质保温砖的方法，该方法采用价格低廉的天然优质石英矿石为基本原料，将粉碎的天然石英石与纯碱反应后制备成水玻璃，填充入骨架材料，采用溶胶－凝胶技术成型来制备高性能轻质保温砖。采用本发明专利技术制备的保温砖在室温下导热系数为０．０５～０．０６Ｗ／ｍ.Ｋ，密度为５００～６００Ｋｇ／ｍ３。在长期使用温度不超过１０００℃的工业炉内保温效果非常优异。也可使用于其他需要隔热、保温的地方。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，该方法采用价格低廉的天然优质石英矿石为基本原料，属于化工建材制造及应用

技术介绍
现在市售的工业炉衬用保温砖大都是镁质、铝质耐火砖，它们的导热系数较高，在炉膛加热后炉外部温度也升的很高，这样炉体升温慢，热损失大，耗电量高。所以本专利技术提供了一种高性能轻质保温砖的方法。该方法采用的原料价格低廉，工艺简单，可很好的满足长期使用温度不超过100(TC的工业炉衬的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种采用价格低廉的天然优质石英矿石为基本原料制备具有低导热、低密度、可加工成型、保温性能好的工业炉衬用保温砖的工艺方法。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案，该方法是将粉碎的天然石英矿石与纯碱反应成硅盐。经过反应后填充入骨架材料，并采用溶胶_凝胶法使硅盐中碱度降低，从而诱发硅酸根的聚合反应，使体系中的胶态粒子形式存在的高聚态硅酸根离子粒径不断增大，形成硅溶胶，随着体系pH值的进一步降低，Si02胶粒凝聚形成硅凝胶。 具体方法 (1)对天然优质石英矿石进行粉碎。取一定量的石英矿石块进行颚破成小块后球磨，将得到的石英石粉末过200目筛，留下筛过部分。 (2)对按步骤(1)制备的石英石粉进行除杂处理。取一定量石英石粉，加入0. 7-1. 2mol/L的盐酸，使石英石粉完全浸末在酸中，搅拌4-5小时。加入蒸馏水洗涤，洗至用AgN03检测没有氯离子，过滤后将其烘干。 (3)对按步骤(2)制备的石英石粉原料与纯碱按摩尔比1 : 1. 3-1. 5的比例均匀混合，在高温炉中熔融，控制熔制温度为940-96(TC保持30分钟，得到固体硅酸钠。 (4)将按步骤(3)制得的固体硅酸钠缓慢冷却至室温后加入蒸馏水，加热至90-100。C下溶解，过滤得到浓度为0. 1-0. 2mol/L的澄清溶液。 (5)用0. 5-1. Omol/L的NaOH溶液把阴离子交换树脂洗涤成pH值在11-11. 5范围，用0. 7-1. 2mol/L的盐酸把阳离子交换树脂洗涤成pH值在1. 5-2. 5范围。 (6)将步骤(4)得到的水玻璃溶液缓缓倒入步骤(5)处理完的20cm长，直径2cm的阴离子交换柱中使溶液pH值在10. 5-11范围，得到的溶液再缓缓倒入步骤(5)处理完的20cm长，直径2cm的阳离子交换柱中使溶液pH值在4. 5_5. 5范围。 (7)向步骤(6)得到的水玻璃溶液倒入保温砖模具中并加入莫来石纤维质量分数为20-35%，搅拌10-15分钟，使纤维分散均匀，静置等待其凝胶。 (8)将步骤(7)得到的凝胶块体取出放在7(TC的无水乙醇中浸泡72小时。取出后50-70。C烘干。 (9)将步骤(8)得到的块体放入加热炉内快速升温至60(TC保温直至得到白色块体，经手工修葺后得到高性能轻质保温砖。 本专利技术制备的保温砖与市售的保温砖相比有如下的明显优点和效果 1.本专利技术采用的制备高性能轻质保温砖的基本原料为价格低廉的天然优质石英矿石原料。 2.本专利技术制备的高性能轻质保温砖的隔热性能优异其导热系数在室温下为0. 05 0. 06W/m K，而一般的保温砖室温下导热系数只能达到0. 1 0. 2W/m K。 3.本专利技术制备的高性能轻质保温砖，其密度低仅为500 600Kg/m3。 4.用本专利技术制备的高性能轻质保温砖防护的炉整体重量轻，炉升温快，热损失小，耗电量低。具体实施方式 实施例1 本专利技术采用的基本原料天然石英石矿产地是沈阳市法库县。该矿石绝大部分为白色、外层略呈淡黄色。它的品位高，Si(^含量在98. 5X以上，杂质有FeA、Al^、CaO、MgO、化20等，其他微量元素含量均低于检测极限，不含结晶水。 将上述基料，经过反应后填充入骨架材料，采用溶胶_凝胶技术成型来制备高性能轻质保温砖。其工艺过程是对天然优质石英矿石进行粉碎，取一定量的石英矿石块进行颚破成小块后球磨，将得到的石英石粉末过200目筛，留下筛过部分。向其中加入1.0mo1/L的盐酸，使石英石粉完全浸末在酸中，搅拌5小时。加入蒸馏水洗涤，洗至用AgN(^检测没有氯离子，过滤后将其烘干后与纯碱按摩尔比1 : 1.5的比例均匀混合，在高温炉中熔融，控制熔制温度为95(TC保持30分钟，得到固体硅酸钠。将制得的固体硅酸钠缓慢冷却至室温后加入蒸馏水，加热至IO(TC下溶解，过滤得到浓度为0. 2mol/L的澄清水玻璃溶液。用1. Omol/L的NaOH溶液把阴离子交换树脂洗涤成pH值在11. 5，用1. Omol/L的盐酸把阳离子交换树脂洗涤成PH值在1. 5。将澄清水玻璃溶液缓缓倒入处理完的20cm长，直径2cm的阴离子交换柱中使溶液pH值在ll，得到的溶液再缓缓倒入处理完的20cm长，直径2cm的阳离子交换柱中使溶液pH值在4. 5。而后得到的水玻璃溶液倒入保温砖模具中并加入莫来石纤维质量分数为20% ，搅拌15分钟，使纤维分散均匀，静置等待其凝胶。将得到的凝胶块体取出放在7(TC的无水乙醇中浸泡72小时。取出后5(TC烘干。得到的块体放入加热炉内快速升温至60(TC保温直至得到白色块体，经手工修葺后得到高性能轻质保温砖。 实施例2 将石英矿石为基本原料，经过反应后填充入骨架材料，采用溶胶一凝胶技术成型来制备高性能轻质保温砖。其工艺过程是对天然优质石英矿石进行粉碎，取一定量的石英矿石块进行颚破成小块后球磨，将得到的石英石粉末过200目筛，留下筛过部分。向其中加入1. 2mol/L的盐酸，使石英石粉完全浸末在酸中，搅拌4小时。加入蒸馏水洗涤，洗至用AgN03检测没有氯离子，过滤后将其烘干后与纯碱按摩尔比l : 1.3的比例均匀混合，在高温炉中熔融，控制熔制温度为96(TC保持30分钟，得到固体硅酸钠。将制得的固体硅酸钠缓慢冷却至室温后加入蒸馏水，加热至95t:下溶解，过滤得到浓度为0. 15mol/L的澄清水玻4璃溶液。用0. 7mol/L的NaOH溶液把阴离子交换树脂洗涤成pH值在11，用0. 7mol/L的盐酸把阳离子交换树脂洗涤成pH值在2. 5。将澄清水玻璃溶液缓缓倒入处理完的20cm长，直径2cm的阴离子交换柱中使溶液pH值在10. 5，得到的溶液再缓缓倒入处理完的20cm长，直径2cm的阳离子交换柱中使溶液pH值在5. 5。而后得到的水玻璃溶液倒入保温砖模具中并加入莫来石纤维质量分数为30% ，搅拌15分钟，使纤维分散均匀，静置等待其凝胶。将得到的凝胶块体取出放在7(TC的无水乙醇中浸泡72小时。取出后6(TC烘干。得到的块体放入加热炉内快速升温至60(TC保温直至得到白色块体，经手工修葺后得到高性能轻质保温砖。 上述实施例1和2制得的产品，其导热系数在室温下为0. 05 0. 06W/m K，密度为500 600Kg/m3。可手工加工成型。 该产品可长期使用在温度不超过IOO(TC的工业炉内，保温效果非常优异。也可使用于其他需要隔热、保温的地方。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用石英矿石制备高性能轻质保温砖的方法，以天然石英矿石为基本原料，将其粉碎后与纯碱反应生成硅盐，并填充入骨架材料，采用溶胶－凝胶法使硅盐中碱度降低，从而诱发硅酸根的聚合反应，使体系中的胶态粒子形式存在的高聚态硅酸根离子粒径不断增大，形成硅溶胶，随着体系ｐＨ值的进一步降低，ＳｉＯ↓［２］胶粒凝聚形成硅凝胶。

【技术特征摘要】
一种用石英矿石制备高性能轻质保温砖的方法，以天然石英矿石为基本原料，将其粉碎后与纯碱反应生成硅盐，并填充入骨架材料，采用溶胶-凝胶法使硅盐中碱度降低，从而诱发硅酸根的聚合反应，使体系中的胶态粒子形式存在的高聚态硅酸根离子粒径不断增大，形成硅溶胶，随着体系pH值的进一步降低，SiO2胶粒凝聚形成硅凝胶。2. 如权利要求1所述的一种用石英矿石制备高性能轻质保温砖的方法，它是通过下述具体工艺步骤实现的(1) 对天然石英矿石进行粉碎，将石英矿石块进行颚破成小块后球磨，将得到的石英石粉末过200目筛，留下筛过部分；(2) 对按步骤(1)制备的石英石粉进行除杂处理后，取石英石粉，加入O. 7-1. 2mol/L的盐酸，使石英石粉完全浸末在酸中，搅拌4-5小时，加入蒸馏水洗涤，洗至用AgN03检测没有氯离子，过滤后将其烘干；(3) 对按步骤(2)制备的石英石粉原料与纯碱按摩尔比1 : 1. 3-1. 5的比例均匀混合，在高温炉中熔融，控制熔制温度为940-96(TC保持30分钟，得到固体硅酸钠；(4) 将按步骤(3)制得的固体...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩绍娟，许壮志，薛健，赵明，亢永珍，周涛，
申请(专利权)人：沈阳临德陶瓷研发有限公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]