申请日2004.10.29
公开(公告)日2005.04.27
IPC分类号C04B14/04; C04B18/14; B09B3/00; C04B14/10
摘要
一种用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方法，它解决了现有技术的原料成本高、合成料中堇青石含量低的缺陷，是一种成本低、合成的堇青石含量高的方法。本发明产品的原料包括：铝厂工业污泥48-50%、滑石粉24-25%、粘土25-27%、TiO20-3%。合成料产品中堇青石含量≥95%，最高达到99.5%，莫来石含量为0.5-5%。本发明采用铝厂工业污泥为主原料，原料的粒子表面积大，活性高，有利固相反应和烧结，可以合成高纯度优质堇青石。添加少量TiO2矿化剂，使粒子扩散速度加快，合成料堇青石含量高达95%以上，甚至有的达到99.5%。由于原料成本很底，原料加工费用少，经济效益，社会效益显著。
权利要求书
1.一种用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方法，它所采用的原 料包括：滑石和粘土，其特征在于：它还包括铝型材厂工业污泥和TiO2矿化剂; 将上述四种原料混合后，在球磨机中充分研磨，研磨料经脱水，研磨脱水原料经 挤压成条状的坯体;条状坯体经烘干，干坯置于高温炉中煅烧合成，自然冷却至 室温，即为合成堇青石材料的熟料。
2.根据权利要求1所述的堇青石材料的合成方法，其特征在于：四种原料配 方及重量百分数为：
铝厂工业污泥：48-50%
滑石粉 ：24-25%
粘土 ：25-27%
TiO2 ：0-3%
3.根据权利要求2所述的用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方 法，其特征在于：四种原料在球磨机中研磨12-18小时，料∶球∶水=1∶1.5∶ 0.8。
4.根据权利要求3所述的用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方 法，其特征在于：研磨原料的粒度≤240目，经压滤脱水后含水量控制在15-20%。
5.根据权利要求2或3或4所述的用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材 料的方法，其特征在于：经过研磨脱水后的的混合料经真空练泥后，挤压成型为 条状的坯体。
6.根据权利要求5所述的用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方 法，其特征在于：条状坯体，经80℃烘干12小时干燥后，坯体置于高温炉中 1330-1370℃煅烧，煅烧保温时间为2-6小时后，自然冷却至室温，即为条状 合成料。
7.根据权利要求6所述的用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方 法，其特征在于：合成料经破碎和研磨成二种粒度的产品，粗粒度产品：8-22 目;细粒度产品：180-320目。
8.根据权利要求1和7所述的用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的 方法，其特征在于：合成产品中堇青石含量≥95%，莫来石含量为0.5-5%。
说明书
用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方法
技术领域：
本发明涉及用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方法。
背景技术：
堇青石材料膨胀系数小，热稳定性好，可作为特种耐火材料，泡沫陶瓷，催 化剂载体等原料。常规方法是采用工业氧化铝，滑石和粘土为原料，原料成本高， 原料加工细度不够，固相反应不完全，使合成料堇青石含量小于95%。很难达到 95%以上，使得合成料使用范围受到限制。
发明内容：
本发明解决了现有技术所存在的原料成本高、合成料中堇青石含量低的缺 陷，提供一种原料成本低廉、合成的堇青石含量高的用铝型材厂工业污泥合成高 纯度堇青石材料的方法。
本发明的技术方案如下：
1、本发明的原料包括：滑石和粘土，其特征在于：它还包括铝型材厂工业 污泥和TiO2矿化剂;将四种原料混合后，在球磨机中充分研磨，研磨料经脱水， 研磨脱水原料经挤压成条状的坯体;条状坯体经烘干，干坯置于高温炉中煅烧合 成，自然冷却至室温，即为合成堇青石材料的熟料;合成熟料经破碎研磨成粒度 产品。
本发明采用铝型材厂工业污泥为主原料。它是铝型材表面处理过程产生大量 的废液，废液经综合处理产生的固体污泥，这种污泥主要成分是γ-AlOOH、 Al2(OH)3，其中部分是晶体，部分是无定形体，粒子超细，大约在0.1-1μm。 粒子表面积大，活性高，有利固相反应和烧结，可以用以合成优质堇青石的主原 料。由于原料超细，活性高，有利固相反应形成堇青石。本发明在配方中添加少 量TiO2矿化剂，使TiO2引入晶体结构形成固溶体，使粒子扩散速度加快，大大 促进固相反应形成堇青石，因此合成料堇青石含量高达95%以上，甚至有的达到 99.5%。由于原料成本很底，原料加工费用少，经济效益，社会效益显著，具有 很强市场竞争能力。由于合成堇青石含量高，它可作为泡沫陶瓷和催化剂载体的 特殊用途。经查新，国内外尚未利用铝厂工业污泥合成堇青石材料，属于国内外 首家研究的项目。属国家863计划项目(编号2003AA322020)，研究结果致使铝 厂工业污泥充分利用，以达到工业污泥资源化，经济效益化和无害化的目的，具 有重大的环保意义。本发明与常规方法相比具有原料创新，技术创新和工艺创新。
具体实施方式：
本发明以铝型材厂工业污泥，滑石和粘土为主原料，添加TiO2矿化剂，各 种原料的组成和重量百分数为：
铝型材厂工业污泥：48-50%
滑石粉：24-25%
粘土：25-27%
TiO2：0-3%
四种原料按照配比进行混料后，在球磨机中研磨12-18小时，料∶球∶水 =1∶1.5∶0.8。要求研磨原料的粒度≤240目，经压滤脱水后含水量控制在15-25%。 经真空练泥后，挤压成型为条状的坯体，经80℃烘干12小时干燥后坯体置于高 温炉中1330-1370℃煅烧。煅烧保温时间为2-6小时后，自然冷却至室温，条 状合成料经破碎和研磨成二种粒径的产品，粗粒径产品：8-22目;细粒径产品： 180-320目。
实施例1：
利用铝型材厂工业污泥，滑石粉和粘土为原料，不添加TiO2矿化剂，其配 方如下：
铝厂工业污泥：49%
滑石粉：24%
粘土：27%
实施例2：
利用铝型材厂工业污泥，滑石粉和粘土为原料，添加1.5%TiO2矿化剂，其 配方如下：
铝厂工业污泥：48%
滑石粉：24%
粘土：26.5%
TiO2：1.5%
实施例3：
利用铝厂工业污泥，滑石粉和粘土为原料，添加1.5%TiO2 矿化剂，其配方 如下：
铝厂工业污泥：48%
滑石粉：24%
粘土：25%
TiO2：3%
上述实施例的制备方法：将原料混合，在球磨中研磨15小时后，研磨料经 压滤脱水，控制含水量为20%，经真空练泥后，挤压成为条状的坯体，坯体经80 ℃烘干12小时后，坯体置于高温炉中1350℃煅烧，保温5小时，自然冷却至室 温。合成料经破碎和研磨成二种粒径的产品，粗粒径产品：8-22目;细粒径产 品：180-320目。合成料中堇青石含量：实施例1的堇青石含量为86%，莫来石 含量为16%;实验2的堇青石含量为95.4%，莫来石含量为4.6%;实验3的堇青 石含量为99.5%莫来石含量为0.5%。