申请日2007.05.22
公开(公告)日2007.10.10
IPC分类号C04B35/478; C01G23/00; C04B35/626
摘要
本发明提供一种利用铝型材厂污泥制备钛酸铝材料的原料配方与方法，其原料由铝型材厂污泥和TiO2组成;其制备方法为：以铝型材厂污泥和TiO2为原料，将原料混合，压制成型，经高温反应，制备成钛酸铝材料。本发明属于固体废弃物的综合利用，不仅解决了铝型材厂工业污泥对环境的严重污染，又节约了生产成本，经济效益显著，具有推广应用价值。
权利要求书
1.一种利用铝型材厂污泥制备钛酸铝材料的原料配方，其特征在于：所述原料由铝型材厂污 泥和TiO2组成。
2.根据权利要求1所述的利用铝型材厂污泥制备钛酸铝材料的原料配方，其特征在于：所 述原料配方中铝型材厂污泥为58-74wt%，TiO2为26-42wt%。
3.根据权利要求1或2所述的利用铝型材厂污泥制备钛酸铝材料的原料配方，其特征在于： 原料配方中的化学组成Al2O3为55-65wt%，TiO2为35-45wt%。
4.一种利用铝型材厂污泥制备钛酸铝材料的方法，其特征在于：以铝型材厂污泥和TiO2为 原料，将原料混合，压制成型，经高温反应，制备成钛酸铝材料。
5.根据权利要求4所述的利用铝型材厂污泥制备钛酸铝材料的方法，其特征在于：所述方法 的制备步骤为：按配方将铝型材厂污泥和TiO2置于球磨机中研磨12-24小时，研磨的浆 料过滤脱水、烘干和破碎，得到<60目的统料;在统料中添加占统料重量的6～8%的水进 行混料，混料均匀后将混料压制成型;成型坯100℃烘干24小时干坯置于窑炉中反应烧 结，冷却至室温，得到纯度>80wt%的钛酸铝材料。
6.根据权利要求4或5所述的利用铝型材厂污泥合成钛酸铝的制备方法，其特征在于：所述 的钛酸铝反应温度范围为1250-1450℃，反应烧结保温时间为1-5小时。
说明书
利用铝型材厂污泥制备钛酸铝材料的原料配方与方法
技术领域
本发明涉及一种生态环境材料，即固体废弃物的综合利用，更具体涉及一种利用铝型材 厂污泥制备钛酸铝材料的原料配方与方法。
技术背景
铝型材厂在铝型材表面处理过程中会产生大量的乳白色胶体废液，这种废液中粒子超细 而且高度分散，一旦直接排放，必然会对环境和江河水域造成的严重污染，破坏生态环境。 因此必须将废液中的大量污泥沉淀和过滤去除，余下澄清的滤液排放。一个大型铝型材厂每 年可回收污泥一万多吨，国内铝型材企业有几百家，每年产生工业污泥数量庞大，如果不对 其进行合理的处理，必然会严重影响铝型材厂废液的综合治理和正常生产，并造成铝型材厂 的二次污染。此外，该污泥主要成分是γ-AlOOH，不加利用就直接废弃，也会对资源造成很 大的浪费。因此对该污泥的综合利用不仅具有重要的环保意义，而且对有效资源的再开发利 用也具有重要意义。钛酸铝陶瓷是一种新型陶瓷材料，具有接近于零的热膨胀系数、低导热 系数、高熔点、抗热震性等优越性能，它是目前低膨胀材料中耐高温性能最好的一种材料。 本发明以铝型材厂污泥为主原料，采用反应烧结法制备钛酸铝材料。
经检索，国内外尚未有利用铝型材厂工业污泥制备钛酸铝材料的报导，该项目属国内外 首家研究发明的技术。本发明属于固体废弃物的综合利用，不仅解决了铝型材厂工业污泥对 环境的严重污染，又节约了生产成本，经济效益显著，具有推广应用价值。
发明内容
本发明目的是要提供一种利用铝型材厂污泥制备钛酸铝材料的原料配方与方法，该制备方 法不仅有利于废物利用，而且制备的材料为具有高附加值和无污染的优质耐火材料。
本发明的利用铝型材厂污泥制备钛酸铝材料的原料配方，其特征在于：所述原料由铝型 材厂污泥和TiO2组成;
本发明的利用铝型材厂污泥制备钛酸铝材料的方法为：以铝型材厂污泥和TiO2主原料， 将原料混合压制成型，经高温反应，反应产物经冷却，得到制备的钛酸铝材料。
本发明主要创新点和特色如下：
1)原料与技术创新：利用铝型材厂污泥制备钛酸铝材料，具有生态环保技术和原料的创新， 具有重大环保意义。
2)经检索，国内外尚未报到利用铝型材厂工业污泥制备钛酸铝材料，该项目属国内外首家 研究发明的技术。
3)充分利用污泥的特性，提高产品质量：污泥粒子超细，表面积大，活性高，有利于固相 反应形成钛酸铝材料，降低制备温度，节约能源和原料加工费用，并可以提高钛酸铝材 料的高温性能。
4)低生产成本：原料成本很低，经济效益和社会效益十分显著，具有很强的市场竟争能力。 投资见效快，投资无风险。
具体实施方式
该原料配方的重量配比为：铝型材厂污泥含量为58-74wt%，TiO2为26-42wt%，原料配 方的化学组成Al2O3为55-65wt%，TiO2为35-45wt%。
利用铝型材厂污泥制备钛酸铝材料的制备方法具体步骤为：
(A)按配方将铝型材厂污泥和TiO2置于球磨机中研磨12-24小时，研磨的浆料过滤脱 水、烘干和破碎，得到小于60目的统料。
(B)在研磨统料中添加占统料重量的6～8%的水进行混料，混料均匀，将混合料进行 半干压成型。
(C)成型坯100℃烘干24小时干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1250-1450 ℃，反应烧结保温时间为1-5小时，冷却至室温，得到纯度为80wt%以上的钛酸 铝材料
实施例1
本例原料配方的重量配比：铝型材厂污泥为58wt%，TiO2为42wt%。按配方将两种原 料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时，破碎， 得到小于60目的统料。在研磨统料中添加6%水进行混料，混料均匀，将混合料进行半干压 成型。成型坯100℃烘干24小时，干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1250℃，反应 烧结保温时间为3小时，自然冷却至室温，得到制备的钛酸铝材料。
实施例2
本例原料配方的重量配比：铝型材厂污泥为65wt%，TiO2为35wt%。按配方将两种原 料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时，破碎， 得到小于60目的统料。在研磨统料中添加6%水进行混料，混料均匀，将混合料进行半干压 成型。成型坯100℃烘干24小时，干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1300℃，反应 烧结保温时间为3小时，自然冷却至室温，得到制备的钛酸铝材料。
实施例3
本例原料配方的重量配比：铝型材厂污泥为70wt%，TiO2为30wt%。按配方将两种原 料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时，破碎， 得到小于60目的统料。在研磨统料中添加6%水进行混料，混料均匀，将混合料进行半干压 成型。成型坯100℃烘干24小时，干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1350℃，反应 烧结保温时间为3小时，自然冷却至室温，得到合成的钛酸铝材料。
实施例4
本例原料配方的重量配比：铝型材厂污泥为65wt%，TiO2为35wt%。按配方将两种原 料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时，破碎， 得到小于60目的统料。在研磨统料中添加6%水进行混料，混料均匀，将混合料进行半干压 成型。成型坯100℃烘干24小时，干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1400℃，反应 烧结保温时间为3小时，自然冷却至室温，得到制备的钛酸铝材料。
实施例5
本例原料配方的重量配比：铝型材厂污泥为65wt%，TiO2为35wt%。按配方将两种原 料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时，破碎， 得到小于60目的统料。在研磨统料中添加6%水进行混料，混料均匀，将混合料进行半干压 成型。成型坯100℃烘干24小时，干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1450℃，反应 烧结保温时间为3小时，自然冷却至室温，得到合成的钛酸铝材料。
实施例6
本例原料配方的重量配比：铝型材厂污泥为65wt%，TiO2为35wt%。按配方将两种原 料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时，破碎， 得到小于60目的统料。在研磨统料中添加6%水进行混料，混料均匀，将混合料进行半干压 成型。成型坯100℃烘干24小时，干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1450℃，反应 烧结保温时间为5小时，自然冷却至室温，得到制备的钛酸铝材料。
实施例7
本例原料配方的重量配比：铝型材厂污泥为65wt%，TiO2为35wt%。按配方将两种原 料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时，破碎， 得到小于60目的统料。在研磨统料中添加8%水进行混料，混料均匀，将混合料进行半干压 成型。成型坯100℃烘干24小时，干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1450℃，反应 烧结保温时间为1小时，自然冷却至室温，得到制备的钛酸铝材料。
实施例8
本例原料配方的重量配比：铝型材厂污泥为74wt%，TiO2为26wt%。按配方将两种原 料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时，破碎， 得到小于60目的统料。在研磨统料中添加7%水进行混料，混料均匀，将混合料进行半干压 成型。成型坯100℃烘干24小时，干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1450℃，反应 烧结保温时间为3小时，自然冷却至室温，得到制备的钛酸铝材料。