[發(fā)明專利]基于聚氯化鋁廢渣的莫來石質(zhì)耐火材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610581818.6
• 申請日: 2016-07-22
• 公開（公告）號: CN106278303B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王洪紅;劉浩;王周福;王璽堂;馬妍
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/185
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發(fā)明涉及一種基于聚氯化鋁廢渣的莫來石質(zhì)耐火材料及其制備方法。其技術(shù)方案是：將聚氯化鋁廢渣、含鋁原料和添加劑混勻，加水，攪拌，靜置，過濾，得到過濾料。將過濾料、城市污泥和表面活性劑混勻，成型；于還原氣氛下熱處理，研磨，篩分，得到A物料和B物料。將A物料、含鋅原料、表面活性劑、添加劑和含鋁溶液混勻，球磨，得到C料漿。將過濾料、莫來石顆粒、莫來石細(xì)粉、A物料、B物料和C料漿混勻，成型；于還原氣氛下熱處理，再于中性氣氛下熱處理，得到基于聚氯化鋁廢渣的莫來石質(zhì)耐火材料。本發(fā)明具有原料來源廣泛和生產(chǎn)成本低的特點，制備的基于聚氯化鋁廢渣的莫來石質(zhì)耐火材料常溫耐壓強(qiáng)度高，體積密度小和導(dǎo)熱系數(shù)低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種基于聚氯化鋁廢渣的莫來石質(zhì)耐火材料及其制備方法。

背景技術(shù)

輕質(zhì)耐火材料的服役性能，對于高溫工業(yè)的節(jié)能降耗及安全生產(chǎn)至關(guān)重要。隨著高溫工業(yè)的發(fā)展，高強(qiáng)、微孔和低導(dǎo)熱等性能已成為輕質(zhì)耐火材料研究開發(fā)的重要方向。由于莫來石具有熱震穩(wěn)定性高、熱膨脹系數(shù)小、化學(xué)穩(wěn)定性高等優(yōu)良特性，因而成為輕質(zhì)耐火材料的重要研究對象。為達(dá)到高強(qiáng)、微孔和低導(dǎo)熱等性能要求，人們通常引入有機(jī)/無機(jī)發(fā)泡劑、燒失劑、或利用鹽類分解等特性以實現(xiàn)輕質(zhì)耐火材料的開發(fā)與生產(chǎn)，但現(xiàn)有技術(shù)中仍存在以下缺點：

⑴引入的有機(jī)添加劑、黏合劑或結(jié)合劑，高溫下炭化、分解，產(chǎn)生濃煙和刺激性氣體，污染環(huán)境；

⑵引入的部分原料或添加劑熔點較低，產(chǎn)生的低熔點液相加劇了材料的收縮、降低了產(chǎn)品的使用壽命；

⑶強(qiáng)度較小，受外部應(yīng)力、機(jī)械振動等作用后，易發(fā)生變形、裂紋，影響保溫襯體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、弱化保溫效果。

聚合氯化鋁廢渣是鋁礬土和鋁酸鈣粉在一定條件下和鹽酸或混合酸反應(yīng)得到液體聚合氯化鋁（PAC）的殘余固體形成的廢渣。我國年產(chǎn)400kt液體PAC，每生產(chǎn)1t含10%氧化鋁的液體PAC就會產(chǎn)生150kg廢渣，每年將會產(chǎn)生60kt固體廢渣。此類廢渣呈粘稠狀，具弱酸性，對環(huán)境有極大危害。

目前，國內(nèi)外對PAC廢渣的主要處理方式是填埋、堆棄、制磚或生產(chǎn)肥料等。填埋、堆棄等方式，處理成本高，污染環(huán)境，也占用土地資源。“一種以聚氯化鋁廢渣和赤泥為主料的免燒磚及其制備方法”(ZL 201310486365.5)專利技術(shù)，以赤泥、聚合氯化鋁廢渣、活性礦物材料、石灰和石膏為原料，經(jīng)加水?dāng)嚢杌旌稀褐瞥尚汀⑷鏊B(yǎng)護(hù)制得免燒磚。“一種聚氯化鋁濾渣再利用工藝”(CN 201410572881.4)專利技術(shù)，以聚合氯化鋁濾渣為原料，回用于聚氯化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)，減少了濾渣的排放量。然而，現(xiàn)有的技術(shù)并沒有充分利用PAC廢渣的特性，也未進(jìn)行綜合開發(fā)利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的是提供一種原料來源廣泛和生產(chǎn)成本低的基于聚氯化鋁廢渣的莫來石質(zhì)耐火材料的制備方法，用該方法制備的基于聚氯化鋁廢渣的莫來石質(zhì)耐火材料常溫耐壓強(qiáng)度高、體積密度小和導(dǎo)熱系數(shù)低。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案的具體步驟是：

第一步，將20~50wt%的聚氯化鋁廢渣、40~70wt%的含鋁原料和0.1~10wt%的添加劑混合均勻，即得混合料；外加所述混合料8~15倍質(zhì)量的水，于50~90℃條件下攪拌3~6小時，靜置，過濾，得到過濾料。

第二步，將60~80wt%的所述過濾料、10~30wt%的城市污泥和0.1~10wt%的表面活性劑混合均勻，在50~100MPa條件下壓制成型；然后置于還原氣氛和700~1000℃條件下熱處理3~6小時，破碎，研磨，篩分，得到粒度小于0.045mm的A物料和粒度為0.045~2.5mm的B物料。

第三步，將40~60wt%的所述A物料、1~10wt%的含鋅原料和1~10wt%的所述表面活性劑、1~10wt%的所述添加劑、20~40wt%的含鋁溶液混合均勻，球磨，得到C料漿。