煤系高岭土在耐火材料中的应用

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2021.03.019

耐火材料 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (3): 272-276.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2021.03.019

• 综合评述 • 上一篇

煤系高岭土在耐火材料中的应用

周丽¹⁾(), 冯琦¹⁾, 李远兵²⁾(), 李永全³⁾, 柴俊兰³⁾

1)湖南超牌科技有限公司湖南长沙 410015
2)武汉科技大学湖北武汉 430081
3)中国耐火材料行业协会北京 100730

收稿日期:2020-10-08 出版日期:2021-06-15 发布日期:2021-06-24
通讯作者: 李远兵,男,1971年生,博士,教授。E-mail: lybref2002@yahoo.com.cn
作者简介:周丽:女,1968年生,工程师。E-mail: lisazhou08@126.com

Application of coal series kaolin in refractories

Zhou Li¹⁾(), Feng Qi¹⁾, Li Yuanbing²⁾(), Li Yongquan³⁾, Chai Junlan³⁾

1)Hunan Chaopai Technology Co.,Ltd.,Changsha 410015,Hunan,China

Received:2020-10-08 Online:2021-06-15 Published:2021-06-24
Contact: Li Yuanbing

摘要/Abstract

摘要：

针对我国优质高铝原料日益稀缺的现状,简要概述了高岭土资源的全球分布及我国的资源特色,重点阐述了煤系高岭土在耐火材料中的应用,如制备Al₂O₃-SiO₂系耐火原料、轻质/半轻质隔热耐火制品和不定形耐火材料等。并指出了煤系高岭土的发展方向,期望为煤系高岭土在耐火材料行业的研究和综合利用提供参考。

关键词: 煤系高岭土, Al₂O₃-SiO₂系耐火原料, 莫来石, 轻质隔热砖, 发展方向

Abstract:

In view of the increasing shortage of high quality alumina raw materials in China,the global distribution of kaolin resources and the resource characteristics of China were summarized.The application of coal series kaolin in refractories was mainly stated,such as preparation of Al₂O₃-SiO₂ refractories,light/semi-light weight insulation refractory products and monolithic refractories.The development direction of coal series kaolin was indicated in order to provide reference for the research and comprehensive utilization of coal series kaolin in refractory industry.

Key words: coal series kaolin, alumina-silica refractory raw materials, mullite, light weight insulation brick, development direction

中图分类号:

TQ175

周丽, 冯琦, 李远兵, 李永全, 柴俊兰. 煤系高岭土在耐火材料中的应用[J]. 耐火材料, 2021, 55(3): 272-276.

Zhou Li, Feng Qi, Li Yuanbing, Li Yongquan, Chai Junlan. Application of coal series kaolin in refractories[J]. Refractories, 2021, 55(3): 272-276.

图/表 5

参考文献 26

[1]	GOLUBEVA O Y, ALIKINA Y A, KALASHNIKOVA T A. Influence of hydrothermal synjournal conditions on the morphology and sorption properties of porous aluminosilicates with kaolinite and halloysite structures[J]. Applied Clay Science, 2020,199:105879. DOI URL
[2]	吴小缓, 王文利. 我国高岭土市场现状及发展趋势[J]. 非金属矿, 2005(4):1-3+11.
[3]	朱淮北. 煤系高岭土熟料特性分析及应用前景[J]. 中国非金属矿工业导刊, 2012(3):9-10+15.
[4]	DAVE F. Calcined kaolin[J]. Ceramics Monthly, 2015,63(4):62-63.
[5]	王时晨, 胡永莉, 王展志, 等. 烧结温度对煤系高岭土制备堇青石陶瓷的影响[J]. 人工晶体学报, 2018,47(12):2648-2654.
[6]	YUAN S, LI Y J, HAN Y X, et al. Effects of carbonaceous matter additives on kinetics,phase and structure evolution of coal-series kaolin during calcination[J]. Applied Clay Science, 2018,165:124-134. DOI URL
[7]	李强. 煅烧温度对煤矸石活性的影响及机理研究[J]. 非金属矿, 2020,43(3):100-102+106.
[8]	田秀青, 杨凤玲, 马志斌, 等. 气氛对煤矸石中矿物质高温碳热还原反应的影响[J]. 硅酸盐通报, 2018,37(4):1370-1376.
[9]	周丽, 冯建明, 张智, 等. 利用煤矸石制造M47耐火材料的方法:CN111153705A[P]. 2020-05-15.
[10]	HIRST R. Molochite[M]. Berlin:Springer Berlin Heidelberg, 2009: 100-101.
[11]	江龄南, 邓承继. 莫洛凯特(MOLOCHITE)的研制[J]. 耐火材料, 1990(1):60-61.
[12]	李远兵, 祝泉, 常伟, 等. 电熔棕刚玉除尘粉合成莫来卡特的研究[J]. 耐火材料, 2009,43(4):277-280.
[13]	王国平. 辽宁阜新煤矸石资源化研究[D]. 成都:成都理工大学, 2005.
[14]	王相, 李金洪. 准格尔露天矿煤矸石制备精细煅烧高岭土的实验研究[J]. 硅酸盐通报, 2011,30(6):1249-1253.
[15]	肖远淑, 张晓超, 单小红. 高性能陶瓷纤维的性能及其应用[J]. 轻纺工业与技术, 2012,41(4):44-46+53.
[16]	杨苗苗. 氧化铝基陶瓷纤维的制备及其性质研究[D]. 济南:山东大学, 2013.
[17]	张伟刚, 戈敏, 田跃龙, 等. 复相陶瓷纤维及其制备方法:CN104233512A[P]. 2014-12-24.
[18]	BEHERA P S, BHATTACHARYYA S. Effect of different alumina sources on phase formation and densification of single-phase mullite ceramic—Reference clay alumina system[J]. Materials Today Communications, 2020: 101818.
[19]	WANG Z, FENG P, WANG X, et al. Fabrication and properties of freeze-cast mullite foams derived from coal-series kaolin[J]. Ceramics International, 2016,42(10):12414-12421. DOI URL
[20]	刘静静. 煤矸石合成莫来石轻质隔热材料及性能研究[D]. 武汉:武汉科技大学, 2013.
[21]	吴国天. 煤矸石制备堇青石多孔陶瓷的烧结与性能研究[D]. 合肥:安徽建筑大学, 2015.
[22]	杨涛, 侯新梅, 周国治. 利用煤矸石制备堇青石多孔陶瓷[J]. 耐火材料, 2014,48(3):197-200.
[23]	耿鹏. 煤系高岭土冷冻干燥法制备多孔堇青石的研究[D]. 徐州:中国矿业大学, 2018.
[24]	舒小妹, 桑绍柏, 李亚伟, 等. 基于高岭土制备轻量微孔莫来石骨料结构与性能研究[J]. 硅酸盐通报, 2018,37(2):424-427.
[25]	李鑫浩, 顾幸勇, 董伟霞, 等. 铝源对煤矸石烧结合成莫来石结构与性能的影响[J]. 耐火材料, 2019,53(1):43-45+49.
[26]	张寒, 赵惠忠. 一种硅酸铝轻质喷补料及其制备方法:CN107117975A[P]. 2017-09-01.

类型	分布省份	矿产特征	主要应用
非煤系高岭土	福建、广东、江西、江苏、湖南等	由长石或其他硅酸盐矿物经风化作用形成。各个高岭土矿区开采的高岭土品质差异较大,下游应用的领域也有较大的差别	陶瓷、造纸、涂料、填料、催化剂载体、耐火材料等
煤系高岭土	山西、陕西、内蒙古等煤炭大省	与煤炭矿床伴生的高岭土矿物,主要成分是高岭石,储量约20亿t。煤系高岭土含有炭质,铁钛含量低,煅烧后白度高,分散性好,粒度细,但可塑性差	造纸、橡胶填料、中低端陶瓷、耐火材料

类型	分布省份	矿产特征	主要应用
非煤系高岭土	福建、广东、江西、江苏、湖南等	由长石或其他硅酸盐矿物经风化作用形成。各个高岭土矿区开采的高岭土品质差异较大,下游应用的领域也有较大的差别	陶瓷、造纸、涂料、填料、催化剂载体、耐火材料等
煤系高岭土	山西、陕西、内蒙古等煤炭大省	与煤炭矿床伴生的高岭土矿物,主要成分是高岭石,储量约20亿t。煤系高岭土含有炭质,铁钛含量低,煅烧后白度高,分散性好,粒度细,但可塑性差	造纸、橡胶填料、中低端陶瓷、耐火材料

产品性能及应用		产品名称
产品性能及应用		M70	M65	M55
体积密度/ (g·cm^-3)	110 ℃	1.83	1.74	1.63
	1 100 ℃	1.75	1.64	1.70
	1 300 ℃		1.69	1.67
	1 450 ℃	1.78
显气孔率/%	110 ℃	33.54	38.97	46.68
	1 100 ℃	40.28	43.93	42.21
	1 300 ℃		43.67	43.07
	1 450 ℃	41.57
常温抗折强度/MPa	110 ℃	1.95	1.93	1.76
	1 100 ℃	5.96	3.37	4.54
	1 300 ℃		7.12	6.58
	1 450 ℃	6.49
常温耐压强度/MPa	110 ℃	9.5	11.73	9.28
	1 100 ℃	28.17	20.19	22.72
	1 300 ℃		28.13	28.63
	1 450 ℃	29.49
热导率/(W·m^-1·K^-1)		0.513 (900 ℃)	0.539 (900 ℃)	0.515 (900 ℃)
线变化率/%		-0.18 (1 450 ℃, 3 h)	1.74 (1 300 ℃, 3 h)	0.98 (1 300 ℃, 3 h)
应用		用于高温窑内衬,保温材料

产品性能及应用		产品名称
产品性能及应用		M70	M65	M55
体积密度/ (g·cm^-3)	110 ℃	1.83	1.74	1.63
	1 100 ℃	1.75	1.64	1.70
	1 300 ℃		1.69	1.67
	1 450 ℃	1.78
显气孔率/%	110 ℃	33.54	38.97	46.68
	1 100 ℃	40.28	43.93	42.21
	1 300 ℃		43.67	43.07
	1 450 ℃	41.57
常温抗折强度/MPa	110 ℃	1.95	1.93	1.76
	1 100 ℃	5.96	3.37	4.54
	1 300 ℃		7.12	6.58
	1 450 ℃	6.49
常温耐压强度/MPa	110 ℃	9.5	11.73	9.28
	1 100 ℃	28.17	20.19	22.72
	1 300 ℃		28.13	28.63
	1 450 ℃	29.49
热导率/(W·m^-1·K^-1)		0.513 (900 ℃)	0.539 (900 ℃)	0.515 (900 ℃)
线变化率/%		-0.18 (1 450 ℃, 3 h)	1.74 (1 300 ℃, 3 h)	0.98 (1 300 ℃, 3 h)
应用		用于高温窑内衬,保温材料

煤系高岭土在耐火材料中的应用

Application of coal series kaolin in refractories

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 5

参考文献 26

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	昝文宇, 马北越, 陈广鑫, 曹长坤, 李孟强. 利用低压电瓷废料和二次铝灰制备莫来石陶瓷基多孔骨料[J]. 耐火材料, 2024, 58(4): 302-306.
[2]	高云琴, 郭凯歌, 马爱琼, 牛兴荣, 杨光, 张旭东. 莫来石-刚玉-镁铝尖晶石复相材料的抗碱侵蚀性能研究[J]. 耐火材料, 2024, 58(4): 334-340.
[3]	李坤鹏, 闫双志, 张涛, 石鹏坤, 冯志源, 范沐旭, 王晗, 刘鹏程. 回转窑炉渣对刚玉-莫来石砖的侵蚀研究[J]. 耐火材料, 2024, 58(4): 349-353.
[4]	邵荣丹, 鞠茂奇, 程水明, 夏昌勇, 李旭治, 张寒, 单江博. 氧化硼对Al₂O₃-SiC-C质浇注料力学性能的影响[J]. 耐火材料, 2024, 58(3): 230-233.
[5]	杨德凯, 王周福, 刘浩, 马妍, 王玺堂, 周晶. 土壤聚合物的制备及其对刚玉质浇注料性能的影响[J]. 耐火材料, 2024, 58(2): 104-109.
[6]	孙华云. 低品位蓝晶石制备锂离子电池窑炉用莫来石轻质隔热材料[J]. 耐火材料, 2024, 58(2): 155-160.
[7]	孙家朐, 刘新, 吴锋, 何慧龄, 罗旭东. 工业固废制备莫来石材料的研究进展[J]. 耐火材料, 2024, 58(2): 174-178.
[8]	秦梦黎, 罗颖, 申自强, 刘梦, 宋杰光, 王慈, 刘强. 莫来石晶须/陶瓷纤维增强堇青石质隔热材料[J]. 耐火材料, 2024, 58(1): 8-12.
[9]	夏玉婷, 杨文博, 饶羽彤, 聂锐杉, 姚远. 轻质高强莫来石浇注料的组分优化和性能增强[J]. 耐火材料, 2024, 58(1): 72-75.
[10]	苏玉柱, 罗华明, 王涵宇, 范明明, 金懿, 占华生. 矾土基莫来石的性能分析[J]. 耐火材料, 2024, 58(1): 76-79.
[11]	张巍, 王京阳. 莫来石复合耐火材料的应用进展[J]. 耐火材料, 2024, 58(1): 80-86.
[12]	李鑫, 曹岳岐, 张强, 郭安然. 光固化3D打印制备莫来石纤维基多孔陶瓷[J]. 耐火材料, 2023, 57(6): 461-466.
[13]	车连房, 史成龙, 付卫, 蔡国庆, 张晓序. HIsmelt工艺熔融还原炉用耐火材料的抗侵蚀性研究[J]. 耐火材料, 2023, 57(6): 467-472.
[14]	王治峰, 李亚伟, 马淑龙, 任博, 孟令汉, 徐义彪, 桑绍柏. 基于蓝晶石尾矿制备莫来石-高硅氧玻璃复相材料研究[J]. 耐火材料, 2023, 57(6): 473-478.
[15]	刘鹏程, 茆忠军, 遇龙, 赵嘉亮, 谢志鹏. 莫来石轻质骨料的制备及性能研究[J]. 耐火材料, 2023, 57(6): 491-494.