申请日2016.08.31
公开(公告)日2017.01.25
IPC分类号C04B35/66
摘要
本发明属于环境工程技术领域，公开了一种利用含铝污泥制备耐磨耐火浇注料的方法，先将含铝污泥、石灰、填料在搅拌下依次加入到水玻璃中，搅拌形成悬浊液;调节pH值至8~10，将悬浊液置于微波下辐射均化，取出加热干燥，得到生料;将生料煅烧4~8h，冷却出料粉磨，得耐磨耐火浇注料。本发明充分利用了难以处理的废弃物含铝污泥，变废为宝，节约了资源和能源，消除了环境污染，生产成本低;本发明的耐磨耐火浇注料具有良好的耐磨性和导热性，耐压、抗折强度高，提高使用耐久性，质量稳定可靠。
权利要求书
1.一种利用含铝污泥制备耐磨耐火浇注料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将含铝污泥、石灰、填料在搅拌下依次加入到水玻璃中，搅拌形成悬浊液;
S2、调节pH值至8~10，将悬浊液置于微波下辐射均化，取出加热干燥，得到生料;
S3、将生料煅烧4~8h，冷却出料粉磨，得耐磨耐火浇注料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铝污泥的加入量为水玻璃质量的80~200%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石灰的加入量为水玻璃质量的1~5%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述填料的加入量为水玻璃质量的2~15%。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铝污泥中氧化铝质量分数为5~30%。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水玻璃中二氧化硅质量分数为20~25%。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述填料为铝矾土、粉煤灰、膨润土、粘土中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1搅拌的时间是30~60min，搅拌转速为5000~10000RPM。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2微波的功率为500~800W，辐射的时间是20~40min。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3煅烧的温度为800~1000℃。
说明书
一种利用含铝污泥制备耐磨耐火浇注料的方法
技术领域
本发明属于环境工程技术领域，涉及一种利用含铝污泥制备耐磨耐火浇注料的方法。
背景技术
窑炉是用耐火材料砌成的用以煅烧物料或烧成制品的设备。在建材、冶金、化工、环保等许多生产行业中，广泛地使用回转圆设备对固体物料进行机械、物理或化学处理，这类设备被称为回转窑。在社会生产中，回转窑的作用非常重要。在回转窑的设计中，窑体各部分耐火材料的选择十分重要。设计者根据窑体各部分所受热应力、机械力等具体情况的不同，选择不同的耐火材料。目前，在耐磨浇注料领域，现有技术主要依靠在浇注料中添加刚玉、碳化硅等高硬度物质使不定形耐火材料获得良好的耐磨性。对于中低温使用的耐火材料这既浪费了资源，又增加了成本。所以，需要开发一种价格低廉而中低温条件下又具有良好耐磨性的耐火浇注料，以代替目前广泛使用的刚玉耐磨浇注料。
在铝材加工中，对铝材进行表面处理是必不可少的工序，其中在抛光、酸洗、氧化、着色过程中，需要消耗大量清洗水，每平米铝材耗水约65~180L，是铝材厂工业废水的主要来源。经中和调节及混凝沉淀后，得到废水污泥，这些污泥主要成分为胶状氢氧化铝和部分无定形体。据统计，珠三角地区的铝型材、铝箔加工厂每年产生的含铝污泥超过20万吨。这种污泥经过干化处理后直接填埋是目前大部分企业采用的处置方式，不仅占用大量的土地资源，而且造成铝资源的浪费，还有可能产生二次污染，因此，铝材厂污泥的资源化利用具有重要的环保意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用含铝污泥制备耐磨耐火浇注料的方法，以解决上述问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种利用含铝污泥制备耐磨耐火浇注料的方法，包括以下步骤：
S1、将含铝污泥、石灰、填料在搅拌下依次加入到水玻璃中，搅拌形成悬浊液;
S2、调节pH值至8~10，将悬浊液置于微波下辐射均化，取出加热干燥，得到生料;
S3、将生料煅烧4~8h，冷却出料粉磨，得耐磨耐火浇注料。
进一步地，所述含铝污泥的加入量为水玻璃质量的80~200%。
进一步地，所述石灰的加入量为水玻璃质量的1~5%。
进一步地，所述填料的加入量为水玻璃质量的2~15%。
进一步地，所述含铝污泥中氧化铝质量分数为5~30%。
进一步地，所述水玻璃中二氧化硅质量分数为20~25%。
进一步地，所述填料为铝矾土、粉煤灰、膨润土、粘土中的至少一种。
进一步地，所述步骤S1搅拌的时间是30~60min，搅拌转速为5000~10000RPM。
进一步地，所述步骤S2微波的功率为500~800W，辐射的时间是20~40min。
进一步地，所述步骤S3煅烧的温度为800~1000℃。
本发明利用含铝污泥中的氧化铝与水玻璃复配，在特定条件下合成出α-Al2O3/SiO2型耐磨耐火浇注料，具有以下有益效果：
本发明充分利用了难以处理的废弃物含铝污泥，变废为宝，节约了资源和能源，消除了环境污染，生产成本低。
本发明的耐磨耐火浇注料具有良好的耐磨性和导热性，耐压、抗折强度高，提高使用耐久性，质量稳定可靠，无毒、无腐蚀、不污染、不燃烧。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：
以下实施例的检验方法：试样制样方法按YB/T5202.1的规定进行;体积密度的测定按YB/T5200进行;导热系数的测定按YB/T059进行;常温抗折、耐压强度的测定按YB/T5201进行;线变化率的测定按YB/T5203进行。
实施例1
按照以下步骤制备耐磨耐火浇注料
1、取300g水玻璃(二氧化硅质量分数为25%)于反应器中，开启搅拌，依次加入250g含铝污泥(氧化铝质量分数为12%)、10g石灰、30g铝矾土，提高转速到6000RPM，搅拌30min，形成悬浊液;
2、调节pH值至8.8，将悬浊液置于微波反应器中，功率800W下辐射均化30min，取出加热干燥，得到生料;
3、将生料置于800℃高温炉中煅烧4h，冷却出料粉磨，得耐磨耐火浇注料。
性能检测：
Al2O3含量60%;
110℃×24h烘干后，体积密度2.41g/cm3，常温耐压强度55MPa，常温抗折强度7MPa，线变化-0.13%;
1000℃×3h处理后，常温磨损量9cm3，常温耐压强度80MPa，常温抗折强度9MPa，线变化-0.15%;
最高使用温度1400℃;
导热系数(350℃)1.0w/m·K。
实施例2
按照以下步骤制备耐磨耐火浇注料
1、取500g水玻璃(二氧化硅质量分数为20%)于反应器中，开启搅拌，依次加入1000g含铝污泥(氧化铝质量分数为5%)、25g石灰、75g粉煤灰和膨润土，提高转速到10000RPM，搅拌60min，形成悬浊液;
2、调节pH值至8，将悬浊液置于微波反应器中，功率800W下辐射均化20min，取出加热干燥，得到生料;
3、将生料置于1000℃高温炉中煅烧6h，冷却出料粉磨，得耐磨耐火浇注料。
性能检测：
Al2O3含量58%;
110℃×24h烘干后，体积密度2.55g/cm3，常温耐压强度71MPa，常温抗折强度10MPa，线变化-0.10%;
1000℃×3h处理后，常温磨损量8.3cm3，常温耐压强度98MPa，常温抗折强度12MPa，线变化-0.12%;
最高使用温度1500℃;
导热系数(350℃)0.8w/m·K。
实施例3
按照以下步骤制备耐磨耐火浇注料
1、取300g水玻璃(二氧化硅质量分数为22%)于反应器中，开启搅拌，依次加入240g含铝污泥(氧化铝质量分数为15%)、3g石灰、6g粘土，提高转速到8000RPM，搅拌40min，形成悬浊液;
2、调节pH值至10，将悬浊液置于微波反应器中，功率500W下辐射均化40min，取出加热干燥，得到生料;
3、将生料置于9000℃高温炉中煅烧8h，冷却出料粉磨，得耐磨耐火浇注料。
性能检测：
Al2O3含量61%;
110℃×24h烘干后，体积密度2.41g/cm3，常温耐压强度68MPa，常温抗折强度9MPa，线变化-0.11%;
1000℃×3h处理后，常温磨损量9.2cm3，常温耐压强度101MPa，常温抗折强度13MPa，线变化-0.16%;
最高使用温度1500℃;
导热系数(350℃)0.9w/m·K。
实施例4
按照以下步骤制备耐磨耐火浇注料
1、取1000g水玻璃(二氧化硅质量分数为25%)于反应器中，开启搅拌，依次加入1200g含铝污泥(氧化铝质量分数为10%)、30g石灰、100g铝矾土和膨润土，提高转速到10000RPM，搅拌45min，形成悬浊液;
2、调节pH值至9，将悬浊液置于微波反应器中，功率700W下辐射均化35min，取出加热干燥，得到生料;
3、将生料置于1000℃高温炉中煅烧8h，冷却出料粉磨，得耐磨耐火浇注料。
性能检测：
Al2O3含量59%;
110℃×24h烘干后，体积密度2.49g/cm3，常温耐压强度76MPa，常温抗折强度10MPa，线变化-0.10%;
1000℃×3h处理后，常温磨损量8.7cm3，常温耐压强度96MPa，常温抗折强度13MPa，线变化-0.08%;
最高使用温度1500℃;
导热系数(350℃)1.0w/m·K。
由以上实施例可知，本发明所制耐磨耐火浇注料具有良好的机械强度、耐磨性和导电性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。