[發明專利]利用高鋁粉煤灰制備三維花狀結構勃姆石的溶劑熱法

在審

• 申請號: 201811194005.7
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109250739A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 姜濤;袁瑞瑞;薛向欣
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

本發明涉及一種利用高鋁粉煤灰制備三維花狀結構勃姆石的溶劑熱法，其包括如下步驟：S1:除鐵除鈣：對高鋁粉煤灰除鐵除鈣處理；S2:活化處理：在空氣中燒結活化，得到含有霞石相的活化產物；S3:酸液浸出：將活化產物與無機酸水溶液反應生成含金屬鋁鹽的浸出液；S4:堿液處理：向浸出液中加入堿液調節pH至堿性，得到堿性懸浮液；S5:溶劑熱反應：向所述堿性懸浮液中加入溶劑，充分攪拌后于140～180℃密閉反應6～12h；S6：將反應液冷卻后分離出沉淀物，依次洗滌、干燥，得到三維花狀勃姆石。本發明以高鋁粉煤灰為鋁源制得純度非常高的勃姆石結構，實現資源化利用，產物尺寸穩定均一，不需添加有毒有害的表面活性劑，綠色環保，反應溫度低、周期短且工藝簡單。

技術領域

本發明涉及勃姆石的制備方法，具體涉及一種利用高鋁粉煤灰制備三維花狀結構勃姆石的溶劑熱法。

背景技術

粉煤灰是燃煤電廠產生的大宗固體廢棄物，其排放量逐年增加。粉煤灰中的物相組成為晶體與玻璃體，其中的晶體礦物包括莫來石、石英、赤鐵礦、磁鐵礦、方解石等。高鋁粉煤灰中Al₂O₃含量≥37％，因此可以作為潛在的提取氧化鋁的資源。現階段高鋁粉煤灰主要被用作建筑材料、填筑材料、吸附材料、耐火材料、土壤改良劑以及有用組分回收等方面。其中將高鋁粉煤灰作為二次資源從中提取有用組分是提高高鋁粉煤灰附加值的重要途徑。

勃姆石又稱軟水鋁石，分子式是γ-AlOOH，其在工業上應用廣泛，可以被用作催化劑，阻燃劑，吸附劑等。勃姆石的宏觀性質與其形貌有很大關系。現有的勃姆石具有纖維狀、針狀、管狀、棒狀等一維結構，片狀、帶狀等二維結構，還有一維、二維結構所組成的束狀、花狀、球狀、紡錘狀、哈密瓜狀等三維結構。三維結構勃姆石不僅具有很高的表面能和特殊表面性質而且還可防止在液相中團聚，易于分離和回收。因此很多研究人員將研究重點放在三維結構勃姆石的制備上。在制備三維結構勃姆石方法中，無模板法因其綠色環保、成本低廉而受到人們的關注。但現階段未曾有利用高鋁粉煤灰制備三維花狀結構勃姆石的相關文獻或專利公開。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明提供一種利用高鋁粉煤灰制備三維花狀結構勃姆石的溶劑熱法，該方法是以高鋁粉煤灰為鋁源，采用無模板法制備三維花狀結構勃姆石，為高鋁粉煤灰的精細化利用提供新途徑。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

一種利用高鋁粉煤灰制備三維花狀結構勃姆石的溶劑熱法，其包括如下步驟：

S1:除鐵除鈣：對高鋁粉煤灰進行除鐵除鈣處理；

S2:活化處理：將除鐵除鈣后的高鋁粉煤灰在空氣中燒結活化，得到含有霞石相的活化產物；

S3:酸液浸出：將活化產物與無機酸水溶液反應生成含金屬鋁鹽的浸出液；

S4:堿液處理：向浸出液中加入堿液調節pH至堿性，得到堿性懸浮液；

S5:溶劑熱法反應：向所述堿性懸浮液中加入溶劑，充分攪拌后于140～180℃密閉反應6～12h；

S6：將反應液冷卻后分離出沉淀物，依次洗滌、干燥，得到三維花狀勃姆石。

作為本發明一個較佳實施例，步驟S1中，采用磁選與酸洗除鐵除鈣。

作為本發明一個較佳實施例，步驟S1中，磁選時，礦漿濃度20～30％，優選為25％，采用XCGS型磁選機多次磁選去除高鋁粉煤灰中的含鐵礦物。