長期以來,，電廠排放的粉煤灰主要用作水泥原料和水泥混合材料，后又在輕骨料,，墻體材料,、硅酸鉀肥等領(lǐng)域中得到開發(fā)應(yīng)用。但目前仍有部分粉煤灰未被利用,，被當(dāng)作廢料拋棄而填埋,，這不僅占用大量土地，而且污染環(huán)境,，造成公害,。因而提高粉煤灰的有效利用率已成為一項十分重要的課題。另方面,，近期,，莫來石作為一種精細(xì)陶瓷的原料受到陶瓷業(yè)的重視。因為它系一種氧化類的高溫結(jié)構(gòu)材料,，其高溫強度,，蠕變強度較鋁陶瓷高得多，并不遜色于碳化硅陶瓷,。然而天然莫來石礦物卻十分稀少難以獲取,，而現(xiàn)用莫來石多采用人工合成工藝如溶膠一凝膠法、共同沉淀法,、水解法,，熱分解法制取。由此合成的莫來石強度高,，主要用作精細(xì)陶瓷的原料生產(chǎn)電子陶瓷,、高溫陶瓷等。現(xiàn)市場上還銷售一種由高嶺土與氧化鋁固體反應(yīng)而成的莫來石,。該工藝制取的莫來石較上述合成的莫來石的純度低些,，含有少量不純物如Ｆｅ２Ｏ３,、ＭｇＯ、ＣａＯ,、堿分等,，其性能稍遜一籌，因此用來生產(chǎn)高溫磁性陶瓷,、硬質(zhì)磁性陶瓷,、耐火材料等�,？偟膩碇v,，用溶膠一凝膠法等工藝合成莫來石，成本昂貴,，工藝復(fù)雜,、反應(yīng)時間長，制備效率低,，用高嶺土與氧化鋁制取莫來石,，反應(yīng)性差，需在１８００～１８５０℃高溫下燒成,，燃料費用高,，高嶺土還是一種價格不薄的粘土原料。鑒于這些狀況,，海外某研究機構(gòu)對利用廉價易取的粉煤灰廢料制取莫來石展開了深入的研究,，最終研制出令人滿意的陶瓷用莫來石材料，也為粉煤灰的利用開辟了一條新路,。
一,、粉煤灰制取莫來石的工藝
粉煤灰是在１５００～１６００℃下燃燒后而形成，主要礦物組分是石莫,。高溫下粉煤灰中的二氧化硅與氧化鋁成分反應(yīng),，可生成少量莫來石，其含量為百分之幾,。粉煤灰中存在非晶質(zhì)二氧化硅,，若在粉煤灰中加入氧化鋁混合燒成，非昌質(zhì)二氧化硅與氧化鋁固體反應(yīng),，可生成新莫來石礦物,。粉煤灰中含有的堿金屬和堿土類金屬還起到燒結(jié)助劑的作用，促進莫來石生成,，可在低于燒成溫度３００～５００℃的溫度即１３００～１５００℃下燒制莫來石,。通過這一研究結(jié)果，尋求到用粉煤灰制取莫來石的技術(shù)途徑：將粉煤灰預(yù)先進行脫鐵除碳處理,，再添加氧化鋁混合燒成制取,。
�,。薄⒎勖夯壹捌漕A(yù)處理
粉煤灰是本工藝中的一種主要原料,，最好使用ＳｉＯ２含量在５５％以上,，Ａｌ２Ｏ３含量在２０％以上的粉煤灰，允許含有少量的ＴｉＯ２,、ＣａＯ,、ＭｇＯ、Ｋ２Ｏ,、Ｎａ２Ｏ等,。使用粉煤灰前進行預(yù)處理：將粉煤灰經(jīng)磁選機除鐵，然后在８００～９００℃下焙燒,，消除殘留碳分,，經(jīng)磨機細(xì)磨，按需要用鹽酸,、硫酸進行酸洗,。這里要強調(diào)的是粉煤灰預(yù)處理十分重要,，若預(yù)處理不充分,，在制取莫來石過程中，燒結(jié)體會發(fā)泡,，而且殘留鐵分會使成品呈土紅色,，影響產(chǎn)品質(zhì)量，降低商業(yè)價值,。
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正如上述,，在脫鐵除碳的粉煤灰中配合氧化鋁,，混合燒結(jié)，固相反應(yīng),，可生成新的莫來石,。氧化鋁選用氫氧化鋁、γ型氧化鋁和α型氧化鋁,。氧化鋁的粒徑未作特殊限定,，從費用上考慮，最好在２～１０μｍ范圍內(nèi),。氧化鋁與粉煤灰的配合比也未作特殊限定,，但莫來石的ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比為２８．２：７１．８％（按重量計）。因此以粉煤灰中ＳｉＯ２量計,，理論配合比為最好,，不過氧化鋁屬高價原料,，出自于費用的考慮，配合比以２～１：１為好,，最好１：１,。
３,、成型與燒結(jié)
粉煤灰與氧化鋁的混合料越細(xì),，反應(yīng)性越好，但同樣出自于費用考慮,，磨細(xì)至２～１０μｍ即可,。混合料按下列工藝參數(shù)成型和燒結(jié),。燒結(jié)后冷卻,，粗磨或細(xì)磨，制取莫來石料,。
成型壓力１ｔ／ｃｍ２ 燒成時間 ８～１５小時（最好１０小時）
燒成溫度 １３００～１６００℃（最好１４００℃） 恒溫時間 ２～５小時（通常２小時即可）
二,、莫來石試制
試制１ 將表１所示的Ａ粉煤灰經(jīng)磁選機，在１５０００～２００００高斯（磁通量密度單位）下除鐵,，喂入電爐,，于８００℃下焙燒２小時除碳，經(jīng)磨機磨至平均粒徑為７～８μｍ的粉料,，用溫水水洗（溫水１Ｌ,、溫度８０℃，邊攪拌邊水洗）,，再用酸洗（在一定濃度的鹽酸１Ｌ中,，于８０℃下邊攪拌邊酸洗２小時），過濾,，干操,。
各取５０ｇ處理過的粉煤灰,，分別加入５０ｇ氫氧化鋁,、γ型氧化鋁和α型氧化鋁混合，然后加入１０％重量的水,，在１ｔ／ｃｍ２的壓力下,，壓制成直徑１６ｍｍ、高１４～１６ｍｍ的圓柱體試件,，送入電爐,，以１５０℃／ｈ升溫速度升溫至１５００℃，恒溫２小時,，形成莫來石燒結(jié)體,。其性能如表２所示,。
試制２ 使用表１所示的Ｂ粉煤灰。由于該粉煤灰鐵分少,，按試制的方法只進行脫鐵除碳處理,，不作水洗和酸洗處理。在處理過的５０ｇ粉煤灰中加入５０ｇγ型氧化鋁,，充分混合,，按試制１的方法成型和燒結(jié)，形成莫來石,。其性能也如表２所示,。
表２表明，粉煤灰一氧化鋁反應(yīng)而成的莫來石與高嶺土一氧化鋁固相反應(yīng)而成的莫來石的某些性能雖幾乎無差異,，但強度特性更優(yōu)異,。另外，Ｘ射淺衍射圖表明,，該莫來石結(jié)晶與高嶺土一氧化鋁反應(yīng)而成的莫來石相同,。
三、結(jié)論
利用脫鐵除碳處理過的粉煤灰與氧化鋁混合,，燒成反應(yīng),，可制取陶瓷用莫來石料。該莫來石料的性能同于或超過高嶺土一氧化鋁反應(yīng)而成的莫來石,，其生產(chǎn)成本也要低２０～３０％,。因此利用粉煤灰制取莫來石不僅技術(shù)可行,，而且經(jīng)濟效益十分可觀,。（陶城報）
一,、粉煤灰制取莫來石的工藝
粉煤灰是在１５００～１６００℃下燃燒后而形成，主要礦物組分是石莫,。高溫下粉煤灰中的二氧化硅與氧化鋁成分反應(yīng),，可生成少量莫來石，其含量為百分之幾,。粉煤灰中存在非晶質(zhì)二氧化硅,，若在粉煤灰中加入氧化鋁混合燒成，非昌質(zhì)二氧化硅與氧化鋁固體反應(yīng),，可生成新莫來石礦物,。粉煤灰中含有的堿金屬和堿土類金屬還起到燒結(jié)助劑的作用，促進莫來石生成,，可在低于燒成溫度３００～５００℃的溫度即１３００～１５００℃下燒制莫來石,。通過這一研究結(jié)果，尋求到用粉煤灰制取莫來石的技術(shù)途徑：將粉煤灰預(yù)先進行脫鐵除碳處理,，再添加氧化鋁混合燒成制取,。
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粉煤灰是本工藝中的一種主要原料,，最好使用ＳｉＯ２含量在５５％以上,，Ａｌ２Ｏ３含量在２０％以上的粉煤灰，允許含有少量的ＴｉＯ２,、ＣａＯ,、ＭｇＯ、Ｋ２Ｏ,、Ｎａ２Ｏ等,。使用粉煤灰前進行預(yù)處理：將粉煤灰經(jīng)磁選機除鐵，然后在８００～９００℃下焙燒,，消除殘留碳分,，經(jīng)磨機細(xì)磨，按需要用鹽酸,、硫酸進行酸洗,。這里要強調(diào)的是粉煤灰預(yù)處理十分重要,，若預(yù)處理不充分,，在制取莫來石過程中，燒結(jié)體會發(fā)泡,，而且殘留鐵分會使成品呈土紅色,，影響產(chǎn)品質(zhì)量，降低商業(yè)價值,。
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正如上述,，在脫鐵除碳的粉煤灰中配合氧化鋁,，混合燒結(jié)，固相反應(yīng),，可生成新的莫來石,。氧化鋁選用氫氧化鋁、γ型氧化鋁和α型氧化鋁,。氧化鋁的粒徑未作特殊限定,，從費用上考慮，最好在２～１０μｍ范圍內(nèi),。氧化鋁與粉煤灰的配合比也未作特殊限定,，但莫來石的ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比為２８．２：７１．８％（按重量計）。因此以粉煤灰中ＳｉＯ２量計,，理論配合比為最好,，不過氧化鋁屬高價原料,，出自于費用的考慮，配合比以２～１：１為好,，最好１：１,。
３,、成型與燒結(jié)
粉煤灰與氧化鋁的混合料越細(xì),，反應(yīng)性越好，但同樣出自于費用考慮,，磨細(xì)至２～１０μｍ即可,。混合料按下列工藝參數(shù)成型和燒結(jié),。燒結(jié)后冷卻,，粗磨或細(xì)磨，制取莫來石料,。
成型壓力１ｔ／ｃｍ２ 燒成時間 ８～１５小時（最好１０小時）
燒成溫度 １３００～１６００℃（最好１４００℃） 恒溫時間 ２～５小時（通常２小時即可）
二,、莫來石試制
試制１ 將表１所示的Ａ粉煤灰經(jīng)磁選機，在１５０００～２００００高斯（磁通量密度單位）下除鐵,，喂入電爐,，于８００℃下焙燒２小時除碳，經(jīng)磨機磨至平均粒徑為７～８μｍ的粉料,，用溫水水洗（溫水１Ｌ,、溫度８０℃，邊攪拌邊水洗）,，再用酸洗（在一定濃度的鹽酸１Ｌ中,，于８０℃下邊攪拌邊酸洗２小時），過濾,，干操,。
各取５０ｇ處理過的粉煤灰,，分別加入５０ｇ氫氧化鋁,、γ型氧化鋁和α型氧化鋁混合，然后加入１０％重量的水,，在１ｔ／ｃｍ２的壓力下,，壓制成直徑１６ｍｍ、高１４～１６ｍｍ的圓柱體試件,，送入電爐,，以１５０℃／ｈ升溫速度升溫至１５００℃，恒溫２小時,，形成莫來石燒結(jié)體,。其性能如表２所示,。
試制２ 使用表１所示的Ｂ粉煤灰。由于該粉煤灰鐵分少,，按試制的方法只進行脫鐵除碳處理,，不作水洗和酸洗處理。在處理過的５０ｇ粉煤灰中加入５０ｇγ型氧化鋁,，充分混合,，按試制１的方法成型和燒結(jié)，形成莫來石,。其性能也如表２所示,。
表２表明，粉煤灰一氧化鋁反應(yīng)而成的莫來石與高嶺土一氧化鋁固相反應(yīng)而成的莫來石的某些性能雖幾乎無差異,，但強度特性更優(yōu)異,。另外，Ｘ射淺衍射圖表明,，該莫來石結(jié)晶與高嶺土一氧化鋁反應(yīng)而成的莫來石相同,。
三、結(jié)論
利用脫鐵除碳處理過的粉煤灰與氧化鋁混合,，燒成反應(yīng),，可制取陶瓷用莫來石料。該莫來石料的性能同于或超過高嶺土一氧化鋁反應(yīng)而成的莫來石,，其生產(chǎn)成本也要低２０～３０％,。因此利用粉煤灰制取莫來石不僅技術(shù)可行,，而且經(jīng)濟效益十分可觀,。（陶城報）
