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)應用。但目前仍有部分粉煤灰未被利用，被當作廢料拋棄而填埋，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。總的來講，用溶膠一凝膠法等工藝合成莫來石，成本昂貴，工藝復雜、反應時間長，制備效率低，用高嶺土與氧化鋁制取莫來石，反應性差，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，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，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)的是粉煤灰預處理十分重要，若預處理不充分，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。
�。病⒀趸X
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，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。
�。�、成型與燒結(jié)
粉煤灰與氧化鋁的混合料越細，反應性越好，但同樣出自于費用考慮，磨細至２～１０μｍ即可�；旌狭习聪铝泄に噮�(shù)成型和燒結(jié)。燒結(jié)后冷卻，粗磨或細磨，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�。担埃缣幚磉^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而成的莫來石與高嶺土一氧化鋁固相反應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，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，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，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)的是粉煤灰預處理十分重要，若預處理不充分，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，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。
�。�、成型與燒結(jié)
粉煤灰與氧化鋁的混合料越細，反應性越好，但同樣出自于費用考慮，磨細至２～１０μｍ即可�；旌狭习聪铝泄に噮�(shù)成型和燒結(jié)。燒結(jié)后冷卻，粗磨或細磨，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�。担埃缣幚磉^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而成的莫來石與高嶺土一氧化鋁固相反應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，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）
