[發明專利]一種輕質多孔陶瓷材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910405385.2
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110028325B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 殷志剛;盧勇;房瑞曉;常麗娟;陳思竹;伍建軍
• 申請（專利權）人: 四川省有色冶金研究院有限公司
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622;C04B38/06;B09C1/00;C09K17/04;C09K101/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 郭艷艷

本發明公開了一種輕質多孔陶瓷材料及其制備方法和應用，該多孔陶瓷材料包括以下重量份的組分：粉煤灰60?80份、高嶺土5?20份、石英5?10份、伊利石5?10份、葉蠟石5?10份、無鉛玻璃粉5?20份、云母5?10份、膨潤土5?10份、碳酸鈉1?5份，硼酸或硼酸鹽1?5份和尿素5?20份。制備方法包括混料、粉碎，制備陶瓷材料坯體，干燥，燒結。本發明提供的輕質多孔陶瓷材料具有氣孔率較高，燒結溫度低，成本低，無廢氣污染，陶瓷材料密度較低，且比表面積大的優點。本發明從根本上解決了目前土壤原位固化穩定化技術無法將負載重金屬的固化劑從土壤中分離出來的難題。

技術領域

本發明屬于陶瓷材料技術領域，具體涉及一種輕質多孔陶瓷材料及其制備方法和應用。

背景技術

重金屬污染給人民的生活質量和身體健康帶來了很大的影響，嚴重損壞了大眾健康，危及環境安全，影響社會穩定。重金屬污染的土壤具有長期性、累積性、潛伏性和不可逆性等特定，其危害大、治理難度大、成本高，尤其是重金屬誘發的生態毒性風險越來越受到關注，特別是與糧食生產關聯的土壤重金屬污染更是得到廣泛關注。目前的土壤重金屬治理技術主要涉及植物法、化學淋洗法、電化學法、微生物淋洗法、原位固化法、原位抽提等技術，其中植物法時間較長，淋洗法會改變土壤的性質，電化學法難以規模化操作，原位抽提技術則成本較高，原位固化法采用一定的固化劑將重金屬有效態轉變成惰性，最終起到修復的作用。雖然，原位固化技術成本低，且容易操作，但是，目前很難從根本上解決重金屬污染問題。隨著時間推移，固化劑可能失活，最終導致曾經被固化的重金屬再一次被釋放出來。綜上所述，如何開發切實可行的重金屬污染土壤修復技術已經成為未來重金屬污染控制面臨的瓶頸問題。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供了一種輕質多孔陶瓷材料及其制備方法和應用，可有效解決目前土壤原位固化穩定化技術無法將負載重金屬的固化劑從土壤中分離出來的問題。

為實現上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種輕質多孔陶瓷材料，包括以下重量份的組分：粉煤灰60-80份、高嶺土5-20份、石英5-10份、伊利石5-10份、葉蠟石5-10份、無鉛玻璃粉5-20份、云母5-10份、膨潤土5-10份、碳酸鈉1-5份、硼酸或硼酸鹽1-5份和尿素5-20份。

進一步地，一種輕質多孔陶瓷材料，包括以下重量份的組分：粉煤灰60-65份、高嶺土5-12份、石英5-7份、伊利石5-7份、葉蠟石5-7份、無鉛玻璃粉5-10份、云母5-7份、膨潤土5-7份、碳酸鈉1-3份、硼酸或硼酸鹽1-3份和尿素5-13份。

進一步地，一種輕質多孔陶瓷材料，包括以下重量份的組分：粉煤灰60份、高嶺土10份、石英5份、伊利石5份、葉蠟石5份、無鉛玻璃粉5份、云母5份、膨潤土5份、碳酸鈉3份、硼酸或硼酸鹽1份和尿素10份。

上述輕質多孔陶瓷材料的制備方法包括以下步驟：

(1)混料、粉碎：將粉煤灰、高嶺土、石英、伊利石、葉蠟石、無鉛玻璃粉、云母和膨潤土混合均勻，然后研磨至180-220目；

(2)制備陶瓷材料坯體：將尿素、碳酸鈉及硼酸或硼酸鹽溶于水中，形成混合溶液，向步驟(1)所得物中加入混合溶液，混勻，然后造粒；

(3)干燥：將陶瓷材料坯體置于100-110℃條件下干燥至水分低于1％；

(4)燒結：將干燥后的陶瓷材料坯體在500-800℃燒結0.5-4h，制得。

進一步地，將干燥后的陶瓷材料坯體在600℃燒結4h。

上述輕質多孔陶瓷材料在土壤修復方面的應用，應用過程為：將輕質多孔陶瓷材料分散在待修復土壤表面，通過翻耕、攪拌等方式將輕質多孔陶瓷材料與待修復土壤混勻，輕質多孔陶瓷材料與土壤層的接觸厚度不大于25cm，且輕質多孔陶瓷材料占土壤重量的1-5％。