[發明專利]一種利用氣化渣制備鋁硅復合材料的方法

有效

• 申請號: 201810421980.0
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108585779B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 張建波;李會泉;胡文豪;李少鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132;C01F7/56;C01B33/32;C04B33/32
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種利用氣化渣制備鋁硅復合材料的方法，所述方法包括如下步驟：(1)用酸浸出氣化渣，固液分離，得到活化氣化渣和液相；(2)將活化氣化渣與氫氧根離子濃度為1?5mol/L的堿液在85?105℃進行脫硅反應，之后固液分離，得到脫硅液和脫硅改性渣；(3)將脫硅改性渣燒結，得到鋁硅復合材料。所述方法反應條件溫和，操作簡單，無二次污染，得到的鋁硅復合材料雜質含量低，抗壓強度大，吸水率低，能夠滿足企業應用需求，還能夠聯產高品質的聚合氯化鋁和高模數可溶性硅酸鹽，為氣化渣規?；{，資源化高值轉化提供新技術，具有明顯的經濟和環境效益。

技術領域

本發明屬于無機化工固廢資源化利用技術領域，涉及一種利用氣化渣制備鋁硅復合材料的方法。

背景技術

煤炭主要用于火力發電，其比例高達60％以上，有機資源利用附加值較低，且造成了嚴重的大氣、土壤和水體污染等問題。基于上述問題，煤氣化技術近年來已得到廣泛關注，將煤中的有機碳通過氣化改性技術合成有機產品(乙醇和甲烷等)，大幅提高有機資源的利用率和附加值，但該過程產生的廢渣成分/礦相結構復雜，利用難度大。

針對氣化渣的物理特性，CN106336164A和CN106467376A分別公開了一種利用氣化渣制備免燒磚的方法，以氣化渣為原料，向其中添加水泥、豆沙石或煤矸石和鋼渣等物質調節組成比例進行混合，經過成型-養護后得到免燒磚產品?；谄浠瘜W組成特點，CN103936134A公開了一種利用合成氨氣化渣處理含酚廢水的方法，將氣化渣與稀堿氫氧化鈉溶液進行混合反應后，經過水洗-干燥得到改性氣化渣，其中顆粒表面及孔道的吸附性能大幅調高，其廢水中酚的脫除率可達90％左右?；跉饣剂扛叩奶攸c，CN102980195A公開了一種煤化工氣化渣的處理方法，將氣化渣與煤泥均勻混合后再加入白泥漿，通過輸送管道將其送至流化床鍋爐進行燃燒，提高其中碳的利用效率。但上述方法仍存在氣化渣摻入比例低及有價資源流失嚴重等問題，無法實現氣化渣全量化和高值化利用。

鋁硅復合材料主要包括鋁硅系陶瓷制品、耐火材料、纖維和保溫材料等，具有耐酸堿性強、機械強度高及導熱系數低等特點，一般是通過含鋁和含硅原礦或工業固體廢棄物為原料，通過加入長石、纖維或納米材料等助劑，通過混合配料-成型-燒結等過程制備得到高性能鋁硅復合材料。CN104774023A和CN105130487A分別公開了一種利用粉煤灰和氣化渣制備輕質陶粒和過濾陶瓷的方法，將粉煤灰、氣化渣和鈉/鉀長石按照一定比例混合后，再加入少量助劑進行成型-干燥-燒成等工序，可得到合格的輕質陶粒和過濾陶瓷產品。CN106800416A公開了一種利用氣化渣制備低蠕變耐火磚的方法，以氣化渣、堇青石、鋯剛玉、石灰石、粉煤灰和長石等為原料，加入碳化硼纖維和納米氧化鎢等助劑，經過細磨-微波高溫燒結-洗滌-干燥等工段得到機械性能高、蠕變性低和抗震性能好的耐火材料。但上述工藝均需添加助劑，且原料雜質含量高不易調控等問題，增加工藝成本且產品品質較低，經濟效益不顯著。

聚合氯化鋁具有絮凝能力強，凈水效率高及適應力強等特點，是當前水處理領域最常用的是無機高分子絮凝劑，例如聚合氯化鋁和聚合氯化鋁鐵等，被廣泛應用于工業用水和污水等的處理。現有制備聚合氯化鋁的方法一般以低品位鋁土礦物、含鋁較低的礦物和固體廢棄物作為鋁源，以工業鹽酸為氯源，CN101531388A、CN101279755A及CN107021765A公開了一種聚合氯化鋁的生產配方及工藝，以鋁礬土、高嶺土或高鋁粉煤灰等含鋁固廢和工業鹽酸為原料，通過反應-聚合調控制備得到合格聚合氯化鋁凈水劑。但上述工藝普遍存在氧化鋁溶出過程困難，鋁源添加量大等問題，經濟和環境效益較低。