[發明專利]利用赤泥和粉煤灰制備的多孔陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201310262152.4
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103304253A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 劉立強;吳慶波;張全鵬
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 宋玉霞

技術領域

本發明屬于多孔陶瓷的技術領域,具體涉及一種利用赤泥和粉煤灰制備的多孔陶瓷及其制備方法。

背景技術

赤泥是由鋁土礦生產氧化鋁過程排出的工業固體廢棄物，每生產1噸氧化鋁，大約產生赤泥0.8-1.5噸。目前，我國赤泥的綜合利用率僅為4%，累計堆存量達到2億噸。隨著我國氧化鋁產量的逐年增長和鋁土礦品位的逐漸降低,赤泥的年產生量還將不斷增加，預計到2015年，赤泥累計堆存量將達到3.5億噸。赤泥大量堆存，既占用土地、浪費資源，又易造成環境污染和安全隱患。赤泥綜合利用仍屬世界性難題，國際上對赤泥主要采用堆存覆土的處置方式。

粉煤灰是火力發電廠的固體廢棄物和副產品，是我國當前排放量最大的工業廢渣之一。據報道統計，2010年我國粉煤灰排放量達到4億噸左右。它的大量堆放不僅侵占土地而且污染環境。

目前在陶瓷的技術領域，也開始出現對粉煤灰、赤泥等固體廢棄物開發利用的方法，如公告號為102731138A的專利文獻記載，其制備材料為泡沫陶瓷，氣孔大部分為閉孔，較適用于隔熱、保溫材料；其采用碳酸鈣為造孔劑，碳酸鈣高溫分解有殘留物剩余。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能有效利用赤泥和粉煤灰制備的多孔陶瓷及其制備方法，用赤泥、粉煤灰兩種固體廢棄物為主要原料，制備了高氣孔率高強度開孔結構的多孔陶瓷，并且生產工藝簡單。

本發明的技術方案為：

利用赤泥和粉煤灰制備的多孔陶瓷，包括按重量計的下述組分，原料配比如下：赤泥40%-70%，粉煤灰5%-40%，造孔劑10%-30%，添加劑1%-5%，還包括上述物料總重量的10%-20%的水。

利用赤泥和粉煤灰制備多孔陶瓷的方法，將赤泥、粉煤灰、造孔劑、添加劑和水分按比例混合均勻后，經成型、干燥、燒成工序獲得多孔陶瓷材料。

本發明利用赤泥和粉煤灰制備多孔陶瓷的方法，詳細制備步驟如下：

???1）將赤泥、粉煤灰、造孔劑、添加劑按比例均勻混合，原料配比如下：赤泥40%-70%，粉煤灰5%-40%，造孔劑10%-30%，添加劑1%-5%；

???2）將一定比例的水均勻加入上述得到的混合物，混合均勻，形成配料；水的量為上述物料總重量的10%-20%；

3）將配料成型，制成多孔陶瓷坯體；

4）將多孔陶瓷坯體放入烘箱中在100-120℃烘干4-6小時；

5）將多孔陶瓷坯體放入爐中焙燒，燒結溫度1000-1080℃，焙燒時間20-80分鐘，結束后隨爐冷卻至室溫，制成赤泥粉煤灰多孔陶瓷成品。

所述利用赤泥和粉煤灰制備多孔陶瓷的方法，其特征在于，所述的步驟5）中焙燒程序如下：

30-450℃??????105min

450℃保溫?????60min

450-600℃?????75min??

600-1080℃????90-100min

1080℃保溫????40min。

所述利用赤泥和粉煤灰制備多孔陶瓷的方法，其特征在于，各組分粒度尺寸為：

赤泥:???????100-200目

粉煤灰：????100-200目

造孔劑：????180-300目

添加劑：????140-200目

所述利用赤泥和粉煤灰制備多孔陶瓷的方法，所述的造孔劑是煤粉。

所述利用粉煤灰和赤泥制備多孔陶瓷的方法，添加劑為硼砂，其含量按重量計為，硼砂1%-5%。

所述利用赤泥和粉煤灰制備多孔陶瓷的方法，其特征在于，所說的步驟3）成型方法可用模壓成型或手工成型，其中模壓成型壓力為8-15MPa。

本發明的利用赤泥和粉煤灰制備的多孔陶瓷，可作為工業廢水

的吸附過濾材料。

本發明的有益效果為：

1）本發明主要原料是工業廢棄物，用赤泥和粉煤灰復合制備多孔陶瓷不僅節約天然資源，降低生產成本，而且有利于環境保護，赤泥和粉煤灰的綜合利用是貫徹節能減排基本國策的體現，對減少土地占用、保護環境具有深遠意義。

2）赤泥中含有大量的Na₂O，有助于降低多孔陶瓷的燒結溫度，節能環保。

3）選用資源較為豐富的煤粉為造孔劑，且制備工藝簡單，有利于工業化大生產。

4）制備的多孔陶瓷不僅氣孔分布均勻，呈三維連通狀態，而且具有孔隙度可調，較高的強度等優點。所制多孔陶瓷樣品經檢測顯氣孔率為40.51%-57.48%，抗折強度為11.25MPa-17.43MPa。