[發(fā)明專利]利用廢活性氧化鋁制備的鎂鋁尖晶石材料及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910112062.0
• 申請(qǐng)日: 2009-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101580383A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮玉忠;陳奇?zhèn)d
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/443
• 分類號(hào): C04B35/443;C04B35/622;C04B35/66;B09B3/00
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生態(tài)環(huán)境材料，即固體廢棄物的綜合利用，更具體涉及一種利用廢活性氧化鋁制備鎂鋁尖晶石材料的原料配方及其制備方法。

背景技術(shù)

鎂鋁尖晶石(MA)是MgO-Al₂O₃系統(tǒng)中唯一穩(wěn)定的二元化合物，是一種熔點(diǎn)高，熱膨脹系數(shù)小，熱導(dǎo)率低，熱震穩(wěn)定性好，抗堿侵蝕能力強(qiáng)的性能優(yōu)良的陶瓷材料，廣泛應(yīng)用在冶金、化學(xué)、半導(dǎo)體、激光、航空航天、軍事、原子能等領(lǐng)域。常規(guī)合成方法是采用工業(yè)氧化鋁為主原料，常規(guī)合成方法是采用工業(yè)氧化鋁為主原料，原料成本高。活性氧化鋁在石油工業(yè)、化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中廣泛的被用作催化劑、活性劑、吸附劑、干燥劑等，如石油工業(yè)的各類加氫、重整反應(yīng)中有80％左右用到活性氧化鋁作催化劑或催化劑載體；活性氧化鋁循環(huán)使用一定周期后失效，進(jìn)行再生活化，再使用；再生和再使用1-2次后完全失去活性而失效廢棄，廢棄活性氧化鋁稱為廢活性氧化鋁，其數(shù)量之大，堆積如山。以蒽醌法生產(chǎn)雙氧水為例，活性氧化鋁用量約占雙氧水產(chǎn)量的1％左右，一個(gè)年產(chǎn)量為10萬(wàn)噸的雙氧水廠，年消耗活性氧化鋁數(shù)量為1000多噸，全國(guó)有幾百家雙氧水生產(chǎn)廠，年消耗量活性氧化鋁數(shù)量為十多萬(wàn)噸，形成廢活性氧化鋁也是十多萬(wàn)噸，其數(shù)量相當(dāng)之大。石油工業(yè)和化學(xué)工業(yè)使用的催化劑與催化劑載體的活性氧化鋁數(shù)量比蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的更大，其廢棄的廢活性氧化鋁的數(shù)量更多，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)和污染環(huán)境。因此廢活性氧化鋁的綜合利用，特別是廢活性氧化鋁的高附加值綜合利用具有重要環(huán)保和經(jīng)濟(jì)意義。

廢活性氧化鋁主要成分是γ-Al₂O₃，含量大約為90％左右，γ-Al₂O₃經(jīng)高溫煅燒會(huì)轉(zhuǎn)化成α-Al₂O₃，是合成鎂鋁尖晶石等特種耐火材料的好原料。由于γ-Al₂O₃具有活性，有利于鎂鋁尖晶石的形成，提高鎂鋁尖晶石的含量，降低合成溫度，降低生產(chǎn)成本，本原料成本只有采用工業(yè)氧化鋁為主原料的1/3；提高經(jīng)濟(jì)效益，其利潤(rùn)是常規(guī)方法的2-3倍。經(jīng)檢索，國(guó)內(nèi)尚未有利用廢活性氧化鋁制備鎂鋁尖晶石材料的報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是要提供一種利用活性氧化鋁制備鎂鋁尖晶石材料及其制備方法，不僅有利于廢物利用，解決廢活性氧化鋁對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染，而且生產(chǎn)的產(chǎn)品具有高附加值和無(wú)污染的優(yōu)質(zhì)耐火材料，節(jié)約生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

本發(fā)明利用活性氧化鋁制備的鎂鋁尖晶石材料的原料配方主要由廢活性氧化鋁和堿式碳酸鎂組成；其制備方法為：以廢活性氧化鋁和堿式碳酸鎂為原料，將原料混合壓制成型，經(jīng)高溫反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)冷卻，得到制備的鎂鋁尖晶石材料。

本發(fā)明主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和特色如下：

1)原料與技術(shù)創(chuàng)新：利用活性氧化鋁制備鎂鋁尖晶石材料，具有生態(tài)環(huán)保技術(shù)和原料的創(chuàng)新，具有重大環(huán)保意義。

2)經(jīng)檢索，國(guó)內(nèi)尚未有報(bào)導(dǎo)利用活性氧化鋁制備鎂鋁尖晶石材料，該項(xiàng)目屬國(guó)內(nèi)外首家研究發(fā)明的技術(shù)。

3)廢活性氧化鋁主要晶相組成是γ-Al₂O₃，其活性高，能促進(jìn)固相反應(yīng)形成鎂鋁尖晶石，使得合成鎂鋁尖晶石的得率比使用工業(yè)氧化鋁作為原料的高。

4)低生產(chǎn)成本：原料成本很低，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)竟?fàn)幠芰Γ顿Y見(jiàn)效快，投資無(wú)風(fēng)險(xiǎn)。

5)本發(fā)明采用廢活性氧化鋁作為主原料，它是雙氧水生產(chǎn)過(guò)程已使用過(guò)并失效廢棄的活性氧化鋁，其主要晶相組成是γ-Al₂O₃，其具有活性，經(jīng)高溫煅燒會(huì)轉(zhuǎn)化成α-Al₂O₃，有利于鎂鋁尖晶石的形成，提高其晶相含量，降低合成溫度，它是合成鎂鋁尖晶石良好的原料，而在成本上又比用工業(yè)氧化鋁低得多，本發(fā)明將固體廢棄物綜合利用、變廢為寶，具有重要的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保意義。

具體實(shí)施方式

該原料配方的重量配比為：廢活性氧化鋁為50-58wt％，堿式碳酸鎂為42-50wt％；原料配方中的Al₂O₃與MgO質(zhì)量比為2.20-3.00∶1。

廢活性氧化鋁：為雙氧水生產(chǎn)過(guò)程已使用過(guò)并失效廢棄的活性氧化鋁，其主要晶相組成是γ-Al₂O₃，高溫下會(huì)轉(zhuǎn)化為α-Al₂O₃。

制備的具體步驟為：