[發明專利]一種炭鐵鈦硅鋁氧化物復合物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610257241.3
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN105727886B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 余劍;李長明;郭鳳;崔彥斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;B01D53/02;B01J23/745;C02F101/16;C02F101/34
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯瀟瀟

本發明提供一種炭鐵鈦硅鋁氧化物復合物及其制備方法和應用，所述炭鐵鈦硅鋁氧化物復合物的制備方法包括以下步驟：向赤泥中加入水，經研磨得到第一漿料；向第一漿料中加入酸調節pH值至2?4，加入表面分散劑，研磨下加入堿性物質調節pH值至5?10，得到第二漿料；將第二漿料進行固液分離，將固體焙燒得到包覆型鐵鈦硅鋁氧化物；將包覆型鐵鈦硅鋁氧化物在還原氣體氣氛下進行還原，而后在碳氫化合物氣氛下進行碳纖維的生成，冷卻后得到所述炭鐵鈦硅鋁氧化物復合物。本發明可以實現赤泥的高值化利用，具有極強的工業應用潛力。

技術領域

本發明屬于危險固體廢棄物處理和應用領域，涉及一種炭鐵鈦硅鋁氧化物復合物及其制備方法和應用。

背景技術

赤泥是制鋁工業提取氧化鋁時排出的污染強堿性廢渣，一般平均每生產1噸氧化鋁，附帶產生1.0～2.0噸赤泥。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面積的堆場堆放，占用了大量土地，也對環境造成了嚴重的污染。大部分國家已經將赤泥列為危險廢棄物，赤泥的產生已經對人類的生產、生活造成多方面的直接和間接的影響，所以最大限度的減少赤泥的產量和危害，實現多渠道、大數量的資源化已迫在眉睫。

由于赤泥中含有大量的氧化鐵，而成紅色，外觀與赤色泥土相似，因而得名。赤泥中不僅含有氧化鐵，還有氧化硅、氧化鋁、氧化鈉等成分。如何為實現赤泥中這些成分的高值化利用是本領域的研究重點，例如CN102234171A和CN101468866A中公開將赤泥進行脫堿而后作為生產水泥的原料；CN101891406A和CN1837121A公開了利用赤泥或經脫堿選鐵后的赤泥和脫硫石膏制備水泥的方法；CN103373815A公開了以拜耳法赤泥為主要原料生產多孔微晶玻璃；CN103420359A公開了赤泥催化制備碳納米管的方法，在該方法中赤泥經過在101-109℃下烘1-4h而后粉碎過200目篩可作為催化劑生產碳納米管；CN102757060A公開了通過石灰消鈉的方式，而后分離其中鋁和部分鐵氧化物，實現鋁化合物的深度提取。然而，上述這些發明中，赤泥中堿性化合物的脫堿或是其他處理過程，并未使其中的氧化鐵得到很好的利用。并且用赤泥直接作為碳纖維催化劑，由于原料中含有大量的堿性物質及氯元素，而且鐵顆粒粒徑大，難以具備碳纖維制備的高活性和高的碳收率，因而不具備工業應用前景。結合赤泥的污染與綜合利用現狀，不難發現現階段還沒有可行的技術實現赤泥中鐵的高值化利用方法與途徑，以及高值化且量大的赤泥應用途徑。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種炭鐵鈦硅鋁氧化物復合物及其制備方法與應用。該方法由赤泥制備所述炭鐵鈦硅鋁復合物，該復合物經過粉碎后，借用磁分離可以實現炭鐵化合物與其他氧化物的初步分離；或是該復合物可以破碎后可以直接作為煙氣中重金屬氧化吸附劑及廢水凈化的吸附劑，且借助磁分離，可以實現該物質的多次利用與再生。該方法實現了赤泥合理高值化利用，具有極強的工業應用潛力。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

一方面，本發明提供一種炭鐵鈦硅鋁氧化物復合物的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)向赤泥中加入水，經研磨得到第一漿料；

(2)向步驟(1)得到的第一漿料中加入酸調節pH值至2-4，加入表面分散劑，研磨下加入堿性物質調節pH值至5-10，得到第二漿料；

(3)將步驟(2)所得第二漿料進行固液分離，將固體焙燒得到包覆型鐵鈦硅鋁氧化物；

(4)將包覆型鐵鈦硅鋁氧化物在還原氣體氣氛下進行還原，而后在碳氫化合物氣氛下進行碳纖維的生成，得到所述炭鐵鈦硅鋁氧化物復合物。

本發明利用上述制備方法，由赤泥制備炭鐵鈦硅鋁氧化物復合物，實現碳纖維在鐵鈦硅鋁氧化物表面的生長，使得到的復合物具備碳纖維高活性和高的碳收率，可以實現赤泥的高值化利用，具有廣泛的工業應用前景。