Способ получения высокотемпературного @ -кристобалита Советский патент 1982 года по МПК C01B33/26 

Изобретение относится к способам получения термостойкого огнеупорного ма териала. Известен способ получения динасовых огнеупоров путем обжига кремнеземистых пород, содержащих, %: , St С 90-97, 1.5-6 и СаО 1-3 при в течение 20 ч. l , Недостатком динасовых огнеупоров является их низкая термостойкость, вызванная изменением объема огнеупора в температурном интервале 180-270 С на 2,8 % вследствие превращений крйстобалита из . jfl -модификации в Л . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому ре зультату является способ получения 9-кр тобалитовой стеклокерамики для производ ства огнеупоров путем сплавления при ,1760 с в течение 10О ч сырьевой шихты, содержащей кремнезем, окиси алюми ВИЯ и кальция или окиси алюминия, кальция иметаллов I, Л и 1У групп, обеспёчивающей получение стекла состава -rtJlO, где МО являются окисью кальция или смесь окиси кальция с окисями металлов 1,/, и 1У, групп, а И mvieeT значение от 8 до 37, и последующей перекристаллизацией полученного стекла при в течение 48 ч {2. Недостатки известного способа закпючаются в .том, что процесс является энергоемким, протекает при высоких температурах и имеет большую длительность, все это делает его дорогим. Цель изобретения - упрощение процесса. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения высокотемпературного J -кристобадита путем термообработки аморфного кремнезема в смеси с соединениями содержащими алюминий, щелочной или щелочноземельный металл,. причем в качестие с:оепинрний содержащих алюминий, шелочртсхземельный металл и металл J групш.1 используют их соли, ра(::плаь;1як- и1сгя ир термообработке и разлагающиеся .на соответствующие окиси и газообразный продукт, термообработку проводят при температуре 1100--12ОО С в течение термообработке подвергают смесь, содержащую в пересчете на окислы 77г-94% 5сО,.4-15% окиси и окиси щелочного или щелочноземель ного металла. . Наиболее приемлемыми для указанной цели являются расплавляющиеся соли типа нитратов или ацетатов, а также карбонаты щелочных металлов. Нецелесообразно в данном случае применение карбонатов щелочноземельных металлов или меди, так как они разлагаются еще в твердой с{)азе, а температуры плавлентш их окисей значи тельно выше предлагаемой температуры термообработкя смеси. Умевйцегою содержат№ в реакционной смеси, кремнезема за счет увеличения содержания в нем окисей щелочных тши щелон нозем.ел.ьных металлов ведет к рез- кому сокращению содержания в полученном нродукте р Кристобалита за счет увеличёния содержания в нем других соединений. Содержание J -кристобалита в продукте становится не преобладающем: и весь продукт, вряд ли можно назвать высокотемпературным кристобалитом. Так, уменьшение в сырьевой смеси содер жания кремнезема лишь на 1% за счет увеличения содержания окисей алюмитш, щелочноземельных или щелочных металлов приводит к уменьще шю содержания в полу ченном продукте j6 -кристобалита на 2%. Например, при уменьшении содержания кремнезема в сырьевой смеси по гфиме ру 2 описания до 76% за счет увеличения содержания окиси алюминия до 16%, полученный материал пс данным рентгб 1ографического анализа содержит 64% высокогемИератзрного j3 -кристобалита, 12% муллита и 24% полевого шпата стронция. При уменьшении содержания кремнезема до 76% .в этом же примере (за счет увеличения содержания окиси стронция до 8,5%), полученный продукт имеет также Й4% J -кристобалита, 9% муллита и 27% полевого шпата стронция . Увеличение содержания кремнезема . по сравнению с приведенными в описании за счет уменьшения содержания окиси алюминия щелочноземельных металлов или щелочных металлов приводит к уменьшению содержания алюмосиликатов .(анортита, муллита, полевых шпатов и др.), стабилизирующих образовавшийся кристо6264 . балит в его высокотемпературной /f-модификации, при охлаждении кристобалит переходит в низкотемпературную « -модификацию. Минимальное количество алюмосиликатов для стабилизации кристоба- лита в fi -модификации составляет 1О%. Это и обуславливает, максимальный предел содержания кремнезема в смеси (не более 94%). Понижение температуры обработки сырьевой смеси по сравнению с указанной в формуле изобретения минимальной темлературой термообработки- ведет к резкому увеличению длительности процесса. Наприм.ер, при .понижении температуры термообработки до 1О50 С длительность термообработки составляет 8-10 ч, т. е. увеличивается в 2 раза, что ведет к резкому увеличению энергоемкости процесса и делает-его нецелесообразным. Повышение температуры термообработки по сравнению с указанной в формуле изобретения максимальной температурой лишь незначительно сокращает длительность процесса. , при термообработке смеси в температурном интервале 1250-1300 С длительность процеоса составляет 3,,5-4 ч, т. е. при повышении температуры термообработки на 50ЮО С длительность термообработки сокращается только на 0,5 ч , что также увеличивает энергоемкость процесса и делает его невыгодным. Предложенный способ более прост, по сравнент-по с известными способами, позволяет получить высокотемпературный уЗ -кристобалит в сравнительно низком TeNmepaTypHOM интервале и небольшой длительности термообработки благодаря образованию жидкой-фазы в сырьевой смеси за счет расплавляющихся солей мета.пдов и использования аморфного кремнезема, отличающегося большой удельной поверхностью. Суммарно оба эти фактора способствуют быстрому протеканию процессов кристаллизации высокотемпературного г -кристобалита и взаимодействию окисей с образованием алюмосиликатов, стабилизирующих кристобалит в высокотемпературной J5 -модификации и препятствуюших его перекристаллизации в низкотемпературную С-модификацию при охлаждении. . Технология изготовления высокотемпературного У -кристобалита, осуществляется следующим образом. Пример. В шаровую мельницу загружают 94 вес. ч. сшшкагеля тех-