利用赤泥和污泥制备多孔陶瓷的工艺技术

　　申请日2014.05.22

　　公开(公告)日2014.10.08

　　IPC分类号C04B35/622; C04B38/02

　　摘要

　　本发明涉及一种利用赤泥和污泥制备多孔陶瓷的工艺技术，该工艺主要包括两个关键过程：(1)在水热条件下利用赤泥提取污泥中的生物蛋白，提取出的生物蛋白可作为多孔陶瓷的发泡剂;(2)将水热处理后的混合物进行强烈搅拌，在生物蛋白发泡剂的作用下产生大量气泡，形成多孔结构;进而在高温下进行烧结得到多孔陶瓷。该方法有效地利用了污泥中的生物蛋白以及赤泥的高碱性，是一种将这两种废弃物进行高价值资源化利用的创新方法。

　　权利要求书

　　1.一种利用赤泥和污泥制备多孔陶瓷的工艺技术，其特征在于包含以下关键步骤：

　　(1)水热处理：利用赤泥提取污泥中的生物蛋白，提取出的生物蛋白可作为多孔陶瓷的发泡剂;(2)发泡过程：将水热处理后的混合物进行强烈搅拌，在生物蛋白发泡剂的作用下产生大量气泡，形成多孔结构;(3)烧结过程：在形成多孔结构的混合物在高温下进行烧结，得到多孔陶瓷。

　　2.如权利要求1所述的利用赤泥和污泥制备多孔陶瓷的工艺技术，其特征在于：主要原料为氧化铝生产过程中排出的赤泥和污水处理过程中排出的污泥，其中污泥的质量占 20～50%。

　　3.如权利要求1所述的利用赤泥和污泥制备多孔陶瓷的工艺技术，其特征在于步骤 (1)所述的水热处理替换为：将原料放入水热反应釜，同时放入浓度为1mol/L的NaOH 溶液，固液比取2∶1～3∶1，搅拌3～5分钟，将反应釜密闭并将釜内溶液升温至90～110℃，保温1小时，自然冷却至室温。

　　4.如权利要求1所述的利用赤泥和污泥制备多孔陶瓷的工艺技术，其特征在于步骤 (3)所述的烧结过程替换为：将干燥成型后的多孔混合物置于高温炉内，以10℃/分的速率升温至900℃，保温10分钟。

　　说明书

　　一种利用赤泥和污泥制备多孔陶瓷的工艺技术

　　技术领域

　　本发明涉及一种利用赤泥和污泥制备多孔陶瓷的工艺技术。属于氧化铝赤泥和污水处理污泥的资源化技术，属于环境保护和节能利废的新技术领域。制成的多孔陶瓷产品可以在隔声材料、保温建材、污水处理等领域得到应用。

　　背景技术

　　赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生 1.0～2.0吨赤泥。中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。大量的赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响。

　　污泥是由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高(可高达99%以上)，有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，比重较小，呈胶状液态。它是介于液体和固体之间的浓稠物，可以用泵运输，但它很难通过沉降进行固液分离。目前，全国每年污泥产生量接近2200万吨，其中有80%没有得到妥善处理。污泥富集了污水中的污染物，含有大量的氮、磷等营养物质以及有机物、病毒微生物、寄生虫卵、重金属等有毒有害物质，不经有效处理处置，将对环境产生严重的危害。鉴于赤泥和污泥的产生量都很大，同时环境危害严重，所以对赤泥和污泥进行资源化利用已迫在眉睫。

　　发明内容

　　本发明提出了利用赤泥和污泥制备多孔陶瓷的工艺技术，该技术路线的出发点在于充分利用污泥和赤泥的基本化学成分及性质。污泥中含有大量动物性蛋白，该物质已被证明是一种良好的发泡剂。赤泥是氧化铝生产过程中排出的废弃物，其特征在于含有较高的碱成分。在水热条件下，赤泥中的碱可以破坏污泥中细胞的外壁，进而使生物蛋白得到释放。得到的产物是赤泥、污泥、生物蛋白的混合物，即为多孔陶瓷烧制的基体。

　　该发明所述的多孔陶瓷的关键步骤如下：

　　(1)首先利用混料机等设备，将污泥和赤泥进行充分混合。将得到的混合物置于水热条件下，利用水热条件和赤泥的高碱性破坏污泥中的细胞外壁，是细胞中的生物蛋白得到释放。

　　(2)发泡过程：将水热处理后的混合物进行强烈搅拌，在生物蛋白发泡剂的作用下产生大量气泡，形成浆体。将得到的浆体进行干燥处理，进而得到具备多孔结构的胚体。