富铝红柱石,矿产的一种,是粘土砖、高铝砖和瓷器等的主要组分。
中文名称 | 富铝红柱石 | 外文名称 | Mullite |
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别称 | 莫来石;多铝红柱石 | 分子式 | Al6O13Si2 |
是粘土砖、高铝砖和瓷器等的主要组分
富铝红柱石基本信息
中文名称:富铝红柱石
中文别名:莫来石;多铝红柱石
英文名称:Mullite
英文别名:hexaaluminum; dioxosilane; oxygen(-2) anion
CAS号:1302-93-8
EINECS号:215-113-2
分子式:Al6O13Si2
分子量:426.0524
一般特征:红柱石属于斜方晶系,晶体沿C轴延伸呈斜方柱形。由于柱面夹角为89℃左右,因而外观很象四方柱形。集合体呈放射状、粒状,可见穿插双晶。柱面解(110)完全。颜色为灰、黄、红、紫、绿及褐色。硬度6...
对红柱石矿的开发利用,总的来说,应着眼于经济效益,从各种使用角度提出不同的指标要求。目前国内在这方面尚无统一规定,现参照国家地质总局地生——(1978)1201号、冶金部(78)冶基字第3278号联合...
有用元素及主要伴生元素对原料的影响红柱石虽然具有与兰晶石、矽线石相同的化学分子式,但其晶格中往往含有氧化铁和氧化锰,颜色呈灰色、黄色;如含锰变体则呈深绿色,称之为锰红柱石。红柱石结晶构造是兰晶石到矽线...
红柱石—堇青石质棚板技术
红柱石的特点是传导性低、抗蠕变性高及受热时体积变化小。结合剂的种类显著地影响着红柱石砖的性能。在由Esteghlal型黏土和RR40型黏土组成的配料中,分别采用木质磺酸钙和膨润土作结合剂,将这两种配料制成的砖分别在1000℃、1200℃及1450℃下进行烧成,并测定其体积密度、显气孔率和常温耐压强度。采用X射线衍射法鉴定了物相。研究结果表明,膨润土可以显著地改善此种耐火材料的质量,而木质磺酸钙只能改进其成型性能,但对其最终性能无影响。
实施例1
将堇青石、Al2O3、尖晶石、富铝红柱石、粘结剂分别打磨,过筛,备用。
取85份堇青石、5份Al2O3、1份的尖晶石、5份的富铝红柱石、3份羧甲基纤维素粘结剂,加入适量的水,混合均匀,得到混合的泥料,将泥料放入真空炼泥机中进行炼泥后,再放入挤压成型机中挤压成型,干燥成干坯,将蜂窝陶瓷体干坯装入锻烧炉中,升温至1500℃温度下并保温4小时进行锻烧,空冷至常温出炉,得蜂窝陶瓷基体。蜂窝陶瓷基体的孔洞为1.3毫米×1.3毫米的方孔,壁厚为0.2毫米。蜂窝陶瓷基体的耐热温度高于1450℃、孔壁密度高于1.6克/立方厘米;热膨胀系数为1.2×l0-6/℃(室温-1000℃)、纵向抗压强度为1.2×107牛/平方米、横向抗压强度为1.3×106牛/平方米、阻力降不超过600帕。
取γ-Al2O390份、Ga2O310份、Au粉1.01份,其中Ga2O3的粒径不超过50微米,Au粉的粒径不超过100微米;再添加适量的水混合均匀后得涂覆液,涂覆在蜂窝陶瓷基体表面,干燥,400℃焙烧,得CO净化器。所述的催化基层的耐热温度高于1500℃、热膨胀系数为1.2×l0-6/℃(室温-1000℃)。
将该CO净化器设置于燃气热水器的集烟罩内。
实施例2
将堇青石、Al2O3、尖晶石、富铝红柱石、粘结剂分别打磨,过筛,备用。
取95份堇青石、1份Al2O3、5份的尖晶石、1份的富铝红柱石、7份羧甲基纤维素粘结剂,加入适量的水,混合均匀,得到混合的泥料,将泥料放入真空炼泥机中进行炼泥后,再放入挤压成型机中挤压成型,干燥成干坯,将蜂窝陶瓷体干坯装入锻烧炉中,升温至1500℃温度下并保温4小时进行锻烧,空冷至常温出炉,得蜂窝陶瓷基体。蜂窝陶瓷基体的孔洞为边长为1.3毫米的六边形孔,壁厚为0.3毫米。蜂窝陶瓷基体的耐热温度高于1450℃、孔壁密度高于1.6克/立方厘米;热膨胀系数为1.0×l0-6/℃(室温-1000℃)、纵向抗压强度为1.44×107牛/平方米、横向抗压强度为3.87×106牛/平方米、阻力降不超过600帕。
取γ-Al2O399份、La2O31份、铑粉17.65份,其中La2O3的粒径不超过20微米,铑粉的粒径不超过50微米;再添加适量的水混合均匀后得涂覆液,涂覆在蜂窝陶瓷基体表面,干燥,400℃焙烧,得CO净化器。所述的催化基层的耐热温度高于1500℃、热膨胀系数为1.0×l0-6/℃(室温-1000℃)。
将该CO净化器设置于燃气热水器的集烟罩内。
实施例3
将堇青石、Al2O3、尖晶石、富铝红柱石、粘结剂、氧化钠、氧化钾和氧化钙分别打磨,过筛,备用。
取90份堇青石、3份Al2O3、2份尖晶石、3份富铝红柱石、0.5份氧化钠、0.1份氧化钾、0.5份氧化钙和7份羧甲基纤维素粘结剂,加入适量的水,混合均匀,得到混合的泥料,将泥料放入真空炼泥机中进行炼泥后,再放入挤压成型机中挤压成型,干燥成干坯,将蜂窝陶瓷体干坯装入锻烧炉中,升温至1500℃温度下并保温4小时进行锻烧,空冷至常温出炉,得蜂窝陶瓷基体。蜂窝陶瓷基体的孔洞为1.5毫米×1.5毫米的方孔,壁厚为0.4毫米。蜂窝陶瓷基体的耐热温度高于1450℃、孔壁密度高于1.6克/立方厘米;热膨胀系数为1.1×l0-6/℃(室温-1000℃)、纵向抗压强度为1.30×107牛/平方米、横向抗压强度为3.15×106牛/平方米、阻力降不超过600帕。
取γ-Al2O395份、CeO25份、钯粉5.26份,其中CeO2的粒径不超过20微米,钯粉的粒径不超过10微米;再添加适量的水混合均匀后得涂覆液,涂覆在蜂窝陶瓷基体表面,干燥,400℃焙烧,得CO净化器。所述的催化基层的耐热温度高于1500℃、热膨胀系数为1.0×l0-6/℃(室温-1000℃)。
将该CO净化器设置于燃气热水器的集烟罩内。
实施例4
将堇青石、Al2O3、尖晶石、富铝红柱石、粘结剂、氧化钠、氧化钾和氧化钙分别打磨,过筛,备用。
取90份堇青石、3份Al2O3、2份尖晶石、3份富铝红柱石、0.1份氧化钠、0.5份氧化钾、0.1份氧化钙和7份羧甲基纤维素粘结剂,加入适量的水,混合均匀,得到混合的泥料,将泥料放入真空炼泥机中进行炼泥后,再放入挤压成型机中挤压成型,干燥成干坯,将蜂窝陶瓷体干坯装入锻烧炉中,升温至1500℃温度下并保温4小时进行锻烧,空冷至常温出炉,得蜂窝陶瓷基体。蜂窝陶瓷基体的孔洞为1.8毫米×1.8毫米的方孔,壁厚为0.8毫米。蜂窝陶瓷基体的耐热温度高于1450℃、孔壁密度高于1.6克/立方厘米;热膨胀系数为1.0×l0-6/℃(室温-1000℃)、纵向抗压强度为1.40×107牛/平方米、横向抗压强度为3.80×106牛/平方米、阻力降不超过600帕。
取γ-Al2O395份、CeO22份、ZrO23份、铂粉11.11份,其中ZrO2的粒径不超过20微米,铂粉的粒径不超过1微米;再添加适量的水混合均匀后得涂覆液,涂覆在蜂窝陶瓷基体表面,干燥,400℃焙烧,得CO净化器。所述的催化基层的耐热温度高于1500℃、热膨胀系数为1.1×l0-6/℃(室温-1000℃)。
将该CO净化器设置于燃气热水器的集烟罩内。
实施例5
将堇青石、Al2O3、尖晶石、富铝红柱石、粘结剂、氧化钠、氧化钾和氧化钙分别打磨,过筛,备用。
取90份堇青石、3份Al2O3、2份尖晶石、3份富铝红柱石、0.1份氧化钠、0.5份氧化钾、0.1份氧化钙和7份羧甲基纤维素粘结剂,加入适量的水,混合均匀,得到混合的泥料,将泥料放入真空炼泥机中进行炼泥后,再放入挤压成型机中挤压成型,干燥成干坯,将蜂窝陶瓷体干坯装入锻烧炉中,升温至1500℃温度下并保温4小时进行锻烧,空冷至常温出炉,得蜂窝陶瓷基体。蜂窝陶瓷基体的孔洞为边长1.8毫米的六边形孔,壁厚为0.35毫米。蜂窝陶瓷基体的耐热温度高于1450℃、孔壁密度高于1.6克/立方厘米;热膨胀系数为1.0×l0-6/℃(室温-1000℃)、纵向抗压强度为1.40×107牛/平方米、横向抗压强度为3.88×106牛/平方米、阻力降不超过600帕。
取γ-Al2O395份、Sm2O35份、钯粉5份、铂粉6.11份,其中Sm2O3的粒径不超过20微米,铂粉和钯粉的粒径不超过1微米;再添加适量的水混合均匀后得涂覆液,涂覆在蜂窝陶瓷基体表面,干燥,400℃焙烧,得CO净化器。所述的催化基层的耐热温度高于1500℃、热膨胀系数为1.0×l0-6/℃(室温-1000℃)。
将该CO净化器设置于燃气热水器的集烟罩内。
实验例1
该实验例的目的在于检测该发明提供的CO净化器的除CO的效果。
将实施例1-5提供的燃气热水器与燃气接通,点火,通过CO净化器的烟气的温度为150℃,空速为54.9×104h-1,燃气热水器的烟气出口处的CO的浓度分别为50ppm、30ppm、15ppm、8ppm、8ppm,净化CO的效果非常好。
实验例2
该实验例检测了该发明制备的CO净化器的热稳定性。
将实施例1-5制备的CO净化器加热至1000℃,自然冷却至室温,并重复上述加热-冷却的过程50次,检查CO净化器的外观。
上述结果表面,该发明制备的CO净化器的催化剂层和蜂窝陶瓷基体的结合度高、二者的热膨胀系数非常接近,在温度大幅度变化时能以几乎相同的幅度变化,热稳定性非常好,使用寿命长。
1.一种CO净化器,其特征在于,所述净化器包括蜂窝陶瓷基体和附着在蜂窝陶瓷基体表面的催化剂层,所述催化剂层包括催化剂载体和分散于载体内的活性组分颗粒;所述的活性组分由贵金属中一种或多种构成。
2.根据权利要求1所述的CO净化器,其特征在于,按质量百分含量计,所述的蜂窝陶瓷基体的原料组分包括堇青石、Al2O3、尖晶石、富铝红柱石和粘结剂;优选的,还包括氧化钠、氧化钾、和氧化钙。
3.根据权利要求1或2所述的CO净化器,其特征在于,所述蜂窝陶瓷基体的孔洞为1.3~1.8毫米×1.3~1.8毫米方孔或边长为1.3-1.8毫米的六边形孔。
4.根据权利要求1或2所述的CO净化器,其特征在于,所述蜂窝陶瓷基体的壁厚为0.2-0.8毫米,优选的,所述蜂窝陶瓷基体的壁厚为0.3-0.4毫米。
5.根据权利要求1所述的CO净化器,其特征在于,所述催化剂载体的组分包括γ-Al2O3和稀土氧化物;优选的,按质量百分含量计,所述催化剂载体的组分包括90%-99%的γ-Al2O3和1-10%稀土氧化物。
6.根据权利要求5所述的CO净化器,其特征在于,所述的稀土氧化物包括CeO2、ZrO2、Ga2O3、Y2O3、La2O3、Nd2O3、Sm2O3中的一种或多种混合。
7.根据权利要求1所述的CO净化器,其特征在于,所述的贵金属为金、银或铂族金属中的一种或多种混合,所述的铂族金属为钌、铑、钯、锇、铱或铂;优选的,所述的贵金属为铂和钯中的一种或多种混合。
8.根据权利要求1或7所述的CO净化器,其特征在于,所述贵金属颗粒的粒径不超过50微米,优选为不超过10微米,更优选为不超过1微米。
9.根据权利要求1所述的CO净化器,其特征在于,所述活性组分的含量占催化剂层总质量的1-15%,优选为5-10%。
10.一种燃气热水器,设有权1-9任一项所述的CO净化器。
鉴于红柱石具有的物化性能,是已知的优质耐火材料之一。它除用作冶炼工业的高级耐火材料,技术陶瓷工业的原料以外。还可冶炼高强度轻质硅铝合金,制作金属纤维以及超音速飞机和宇宙飞船的导向型之用。据报导,国外尚利用富铝红柱石进行煤的气化和制作雷达天线罩。一部分结晶良好、色泽鲜艳的也可制作工艺品和装饰品。从七十年代开始,红柱石已广为我国工业生产所重视,其应用领域也在迅速扩大。红柱石经过煅烧后形成的莫来石具有很高的耐火度、化学稳定性和机械强度,因此在冶金、建材及其他工业部门得到广泛应用。
这对提高高温操作等冶金工艺有着特殊的效益。不定形耐火材料不经烧成而直接利用,可节约燃料能源,而它在高温下体积稳定,则对其使用寿命影响很大。实践中,若烧注料和可塑料按配比使用时,会含有一定量的粘土和无机物结合剂,因而造成不定形耐火材料高温和冷却过程中收缩,出现裂缝和剥落,缩短耐火材料的使用寿命。为了控制和减少耐火材料制品在长期高温下收缩,若在配料中加入定量的红柱石,利用膨胀稳定的特性,就可消除不定形材料的上述收缩小现象,延长材料的使用寿命可达五年之久。
红柱石煅烧后制成型材,可用于热风炉、热风塔、再热炒等关键部位。也可用于各种辅助性浇注和操作设备,还可以制作窑炉设施、高温铝硅酸盐绝缘体、翻砂模面料。使用红柱石制成的耐火纤维作炉衬,比之耐火土或轻质砖炉衬可节能30~50%。利用红柱石耐火砖除可减少燃料消耗,增加稳定性外,还可节约40%以上一般耐火材料的消耗。
生产硅铝合金、氧化铝和铝金属的原料:因红柱石Al2O3含量高,铁、钛和钙等氧化物杂质含量低,用于生产含铝60%的硅铝合金时,可以不用氧化铝,即可简化生产程序又可提高生产工效。