堇青石的合成工艺
发布日期： 2018-01-08 00:00:00 阅读量（1968） 作者：一、原料制备
原料制备是将原料混合磨细并制坯的过程。一般由三种方式：
①干法混合，半干法压坯。此种方法不能保证原科的细度与均匀性，达不到所设计的矿物组成，—般正规的工厂不采用此法。
②湿法工艺，即将各种原料放入球磨机中，加水共同湿磨，出磨的泥浆经压滤机脱水成泥饼，再经真空挤出机制成泥坯。
③两步法：即按湿法工艺备料后将泥坯在1000左右轻烧，然后再干法磨细，最后压坯。湿法工艺在实际生产中最为常用：对致密度要求较高的高纯原料时采用两步法。图1为原料制备方法对堇青石熟料热膨胀的影响(1390℃，4小时烧后)。
图1 原料制备方法与熟料膨胀性
二、烧成温度
烧成温度与原料组合种类及原料纯度有关，堇青石的生成温度范围较宽(1050〜1350℃)，但烧结温度范围较宽(约为30℃)。每一种原料组合都有一个最佳的烧成温度。
烧成温度的确定也要充分考虑到烧成设备倩况。合成堇青石一般采用回转窑、隧道窑和梭式窑烧成，也有采用倒焰窑的。对于隧道窑和梭式窑合成堇青石，宜采用在稍低的温度下长时间保温的烧成方式，以防倒窑。用倒焰窑合成高质量的堇青石耐火熟料是不可能的。也有采用电熔法生产合成堇青石的。
扩大堇青石的烧结温度范围一直是人们研究的重点。目前主要有三种方法：
①采用锆英砂、BaCO3、PbSiO3等添加剂。特别是添加锆英砂15%〜30%，可将烧成范围扩大至60℃，并且不影响原料的热震稳定性。
②采用二步煅烧工艺。该方法能在40〜60℃的烧成范围内以不同的保温时间得到致密的熟料。但该方法生产工艺较复杂，生产成本较高，宜用于制取高档熟料。
③堇青石晶种法，即在堇青石原料中添加己合成好的堇青石细粉。
堇青石晶种法是一种较好的方法。晶种的作用是使偏高岭石在分解后即与MgO形成堇青石(1220℃)，从而防止了偏高岭石分解后转变为莫来石，而莫来石在液相出现之前是不可能与含MgO组分发生反应的。添加晶种还能使坏体的烧成收缩率降低、膨胀系数下降并能降低烧结温度，如图2所示。
图2晶种对堇青石烧结性能的影响
三、保温时间
在最佳烧成温度下长时间保温对合成堇青石熟料性能的提高是十分显著的。随保温时间的延长，堇青石生成量增加，结晶趋于完善，品格常数愈接近理论值，膨胀系数下降，但体积密度在保温一段时间后(6小时)增加不明显，见表1。
表1保温时间对堇青石熟料性能的影响(1390℃烧成)
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