[發明專利]輕質多孔陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201210129932.7
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102633528A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 吉曉莉;尹述標;王浩;陳卓;翟成;彭玲;程磊
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學;湖北經和陶瓷有限公司
• 主分類號: C04B38/02
• 分類號: C04B38/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術領域

本發明涉及建筑陶瓷材料領域，具體涉及一種利用工業共同廢棄物磷石膏和赤泥制備的輕質多孔陶瓷及其方法。

背景技術

磷石膏是生產磷酸時排出的一種工業副產物，隨著高濃度磷復肥、磷酸和洗滌劑工業的迅速發展，磷石膏廢渣急劇增加，每生產1噸磷酸約排放5噸磷石膏。目前，世界磷石膏年排放量達2.8億噸，我國也已超過5000萬噸，占工業副產石膏的70%以上。其中27.7%的磷石膏用于制造水泥，生產化工原料和石膏建材制品，用作路基或工業填料，改良土壤，從中提取稀土元素等。由于磷石膏含有五氧化二磷、氟及游離酸等有害物質，國家環保部已將其定性為危險廢棄物，如果任意排放會造成環境污染；設置堆場，不僅占地多、投資大、堆渣費用高，而且對堆場的地質條件要求高，磷石膏長期堆積還會引起地表水及地下水的污染。赤泥是以鋁土礦為原料生產氧化鋁過程中產生的顆粒極細、強堿性固體廢渣，每生產1噸氧化鋁，大約產生赤泥0.8~1.5噸。我國是氧化鋁生產大國，2009年生產氧化鋁2378萬噸，約占世界總產量的30%，產生的赤泥近3000萬噸。目前我國赤泥綜合利用率僅為4%，累積堆存量達到2億噸。大量赤泥廢渣堆積如山占用土地，污染大氣，污染水和污染環境。

優質高嶺土已成為造紙、陶瓷、橡膠、化工、涂料、醫藥和國防等幾十個行業所必需的礦物原料，但是，隨著工業用量的增大，高嶺土資源急劇下降，因此，從傳統行業中節約高嶺土用量是一種時代所趨。

目前關于磷石膏的綜合利用主要集中在制備化肥，石膏板，水泥緩凝劑，建筑石膏粉及生產硫酸聯產水泥。而將磷石膏與赤泥混合做陶瓷原料的專利還未有見到。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術而提供一種輕質多孔陶瓷及其制備方法，所得輕質多孔陶瓷的氣孔率較高，密度較低，耐壓強度高。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：輕質多孔陶瓷，其包括有以下組分經混合，成型和燒結而成，各組分含量為磷石膏5%～20%，赤泥5%～15?%?，長石20%~35%，高嶺土20%~30%，黃砂5%～20%，均為質量百分比。

按上述方案，各組分含量優選為：磷石膏17%，赤泥9%，長石32%，高嶺土26%，黃砂16%，均為質量百分比。

所述的輕質多孔陶瓷的制備方法，其特征在于包括有以下步驟：

1）陶瓷混合料的制備：?

首先將磷石膏、赤泥、長石、高嶺土和黃砂按比例混合，得到混合均勻的物料，其中各組分含量為磷石膏5%～20%，赤泥5%～15%，長石20%~35%，高嶺土20%~30%，黃砂?5%～20%，均為質量百分比；?

2）混合料的處理：

向步驟1）所得混合物料中加入占混合物料5~8%的水，繼續混合均勻；

3）陶瓷坯體的制備：

將步驟2）所得混合物料進行壓制成型得坯體；

4）燒結：

采用快燒工藝，將步驟3）所得坯體放入燒結爐中，然后將爐體溫度升到1050℃~1200℃，燒結1.5~2小時，冷卻后得到輕質多孔陶瓷。

按上述方案，各組分含量為：磷石膏17%，赤泥9%，長石32%，高嶺土26%，黃砂16%，均為質量百分比。

按上述方案，所述壓制成型的工藝條件為：采用單面加壓，加壓大小為3～5MPa。

本發明所述的磷石膏主要成分是CaO19.05%～32.72%、SiO₂20.56%～41.28%、Fe₂O₃0.09%～1.45%、Al₂O₃0.39%～1.81%、SO₃27.46%～40.57%、P₂O₅0.79%～1.78%、Na₂O0.13%～0.98%、K₂O0.12%～0.85%，CaSO_4·2H₂O65%~89%，此外還含有少量磷、鐵、鋁、氟和有機物，均為質量百分比；