[發明專利]一種以含鐵冶金塵泥為主要原料制備Fe2O3/Al2O3載氧體的方法

有效

• 申請號: 201410317209.0
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104059714A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 高志芳;鄭明東;雷鷹;龍紅明;韓召
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C10L10/00
• 分類號: C10L10/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明屬于固體廢棄物利用技術領域，具體涉及一種以含鐵冶金塵泥為主要原料制備Fe₂O₃/Al₂O₃載氧體的方法。

背景技術

Fe₂O₃/Al₂O₃載氧體是化學鏈燃燒動力系統中一種新型載氧體材料，與其它載氧率低、易受硫化物污染以及對環境造成重金屬污染等載氧體相比，由于其具有較高的傳氧能力和還原反應速率，并且在循環周期內保持了良好的反應性，不易產生二次污染等優點，因而成為當前以金屬氧化物(Fe、Ni、Cu、Co、Mn等)為代表的載氧體的研究熱點。據文獻報道，目前Fe₂O₃/Al₂O₃載氧體的制備主要集中在兩個方面，一方面是利用一次資源制備并進行性能研究，代表性的如鐵礦石，此外成分中含有Fe₂O₃和Al₂O₃的鋁土礦也適于制備Fe₂O₃/Al₂O₃載氧體；另外一方面是采用化學試劑合成工藝制備Fe₂O₃/Al₂O₃載氧體，也具有較好的反應性和耐燒結性。經檢索，目前國內外基于試驗研究和商業化的Fe₂O₃/Al₂O₃載氧體材料都是以化學試劑或一次礦產資源為原材料制備的，基于含鐵冶金塵泥制備Fe₂O₃/Al₂O₃載氧體的技術尚未見報道。

冶金塵泥是鋼鐵工業主要廢棄物之一，一般為鋼產量的0.5％～2％，主要來自于鋼鐵冶煉各工序的除塵和廢水治理工藝，種類包括高爐瓦斯灰(泥)、轉爐污泥、電(轉)爐除塵灰、冷(熱)軋污泥等，除含有大量的Fe(30％～60％)外，還含有Ca、Al、Si、Mg等以及多種少量、微量過渡金屬元素(Zn、Mn、Ni、Mo、V及Cr等)，是一種價值很高的冶金二次資源。這些收集到的冶金塵泥如果利 用不當，不僅浪費了寶貴的二次資源，還會造成嚴重的環境污染。目前，關于含鐵冶金塵泥最普遍的利用途徑是返回鋼鐵生產以回收其中的Fe，然而，由于各種冶金塵泥產生的條件不同，其成分和特性差異較大，大量返回鋼鐵生產不僅帶來配料困難，而且導致有害元素惡性循環富集。而將塵泥用于制備建筑陶瓷材料雖然實現了塵泥的大宗量利用，但屬于粗放型利用，未能物盡其用的利用該類塵泥中有價組分及寶貴的微量元素資源，使之不能體現其高附加值。

含鐵冶金塵泥中的Fe和Al正是制備Fe₂O₃/Al₂O₃載氧體所需的主體元素。這些元素在塵泥中均以氧化物形式存在，可以通過溶膠凝膠的方法在塵泥酸解液中形成Fe-Al的共沉淀物，而且其在塵泥組織中的走向、沉淀等動力學行為受相應的物理化學條件支配，Fe-Al的成分是可控的。此外，塵泥中的Fe-Al的量比滿足制備Fe₂O₃/Al₂O₃載氧體對兩種元素量的要求。因此，含鐵冶金塵泥具備元素提取、沉淀分離并用以制備Fe₂O₃/Al₂O₃載氧體的基礎。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種以含鐵冶金塵泥為主要原料制備Fe₂O₃/Al₂O₃載氧體的方法，以期克服制備Fe₂O₃/Al₂O₃載氧體的原料單純依賴化學試劑的局限，為鋼鐵冶金塵泥資源高附加值利用提供新途徑。

為了解決以上技術問題，本發明是通過以下技術方案予以實現的。

本發明提供了一種以含鐵冶金塵泥為主要原料制備Fe₂O₃/Al₂O₃載氧體的方法，該方法具體步驟如下：