[發(fā)明專利]基于鋁灰制備氧化鋁陶瓷過濾板的方法

有效

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• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN111974093B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設計）人: 王玉;于長軍;馮曉強;牛文軍;喬繼才
• 申請（專利權）人: 鄭州經(jīng)緯科技實業(yè)有限公司
• 主分類號: B01D39/20
• 分類號: B01D39/20
• 代理公司: 鄭州盈派知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 41196
• 代理人: 樊羿;張曉輝

本發(fā)明涉及一種基于鋁灰制備氧化鋁陶瓷過濾板的方法；該方法主要是以鋁灰40?90%、氧化鋁粉10?60%為主料，以粘結(jié)劑（為主料重量的1?5%）和除雜劑（為鋁灰重量的0.5?5%）為輔料，并將所述粉料和水按照重量比1～5:1濕磨制漿；再用聚氨酯泡沫板浸入上述料漿制坯；晾曬、烘干后、富氧燒結(jié)；所得氧化鋁陶瓷過濾板孔隙率≥85%，α氧化鋁相含量≥85%，抗熱振性≥5次；本發(fā)明方法充分利用鋁灰中的鋁質(zhì)成分、實現(xiàn)鋁灰的無害化和資源化利用，節(jié)約了自然資源、降低了生產(chǎn)成本（金屬鋁燃燒、釋放大量的熱量，制備過程中燃料消耗少；鋁灰原料價格遠低于礬土或氧化鋁的價格）。

技術領域

本發(fā)明涉及過濾材料制備技術領域，具體涉及一種基于鋁灰制備氧化鋁陶瓷過濾板的方法。

背景技術

鋁灰是鋁工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物，主要成分為單質(zhì)鋁、鋁的化合物、氧化硅、氧化鎂、鈉鹽、鉀鹽、氟化鹽、氧化鈦等，具有毒性及易燃性。電解鋁工藝熔體轉(zhuǎn)移、凈化、除雜過程熔體表面產(chǎn)生的浮渣，廢鋁熔煉熔體轉(zhuǎn)移、凈化、除雜過程熔體表面產(chǎn)生的浮渣（鹽渣和鋁灰），熔鹽法從鋁灰、鋁渣中回收金屬鋁的過程中產(chǎn)生的鹽渣和二次鋁灰均被列入2019版《國家危險廢物名錄》。據(jù)統(tǒng)計，每生產(chǎn)1噸鋁，大概產(chǎn)生15～30kg的鋁灰，2019年國內(nèi)鋁產(chǎn)量為3500萬噸，產(chǎn)生鋁灰約52.5～105萬噸，其無害化和資源化是鋁工業(yè)生產(chǎn)中迫切需要解決的問題。

另一方面，陶瓷過濾板具有耐高溫、耐腐蝕、抗熱振性好，內(nèi)部孔隙比表面積大、吸附能力強，廣泛應用在金屬和非金屬精礦的過濾脫水、金屬熔體的精煉除雜、環(huán)保行業(yè)的固液分離等領域。然而當前此類過濾板材需求量很大，現(xiàn)有來源難以滿足需求；而現(xiàn)有陶瓷過濾板制備需耗費大量的自然資源，且生產(chǎn)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種基于鋁灰制備氧化鋁陶瓷過濾板的方法，以期在實現(xiàn)鋁灰無害化、資源化利用的同時解決現(xiàn)有技術中陶瓷過濾板耗費資源多、生產(chǎn)成本高，且產(chǎn)量難以滿足需求的技術問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：

設計一種基于鋁灰制備氧化鋁陶瓷過濾板的方法，包括以下步驟：

（1）取鋁灰40～90wt%、氧化鋁10～60wt%混配成主料；

（2）再按主料重量的1～5%向其中添加粘結(jié)劑，按鋁灰重量的0.5～5%添加除雜劑，混配成粉料；

（3）按照1～5:1的重量比將所得粉料和水混合濕磨，制得漿料；

（4）取聚氨酯泡沫板充分浸潤所述漿料后撈出，瀝出或擠壓出多余漿料，得上漿板；

（5）將上漿板晾曬并烘干后得板坯；

（6）低溫焦化（300-550℃）泡沫板、高溫富氧環(huán)境下燒結(jié)即得氧化鋁陶瓷過濾板。

所述粘結(jié)劑為氫氧化鋁、聚乙烯醇、纖維素等，其中優(yōu)先用氫氧化鋁則能減少粘結(jié)劑引入的雜質(zhì)。

所述除雜劑為氟化銨、氯化銨、氟化鋁、碳酸銨中的至少一種；這些除雜劑可快速徹底的去除鋁灰中鈉鹽、鉀鹽等堿金屬鹽雜質(zhì)，同時促使鋁灰中的氮化鋁快速氧化脫氮，生成無毒無害的氮氣，確保環(huán)保無污染。

所述聚氨酯泡沫板密度為10-60PPI。

在所述步驟（6）中，燒結(jié)溫度為1400-1600℃、保溫時間為2-5h；燒結(jié)期間的升溫步驟為：0-300℃階段升溫速率30℃/h，300℃-550℃階段升溫速率20℃/h；550℃-1000℃階段升溫速率15℃/h、氧含量5-12%（以使鋁灰中的金屬鋁和氮化鋁得到充分氧化），1000℃-燒結(jié)終溫階段升溫速率20℃/h，保溫后隨爐冷卻。

在所述步驟（3）中，粉料濕磨粒度控制為325～400目。