[發(fā)明專利]基于鋁灰原料制備堇青石陶瓷過濾板的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010900300.0
• 申請(qǐng)日: 2020-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN111960851B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮曉強(qiáng);王旭東;牛文軍;于長軍;喬繼才
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州經(jīng)緯科技實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C04B38/06
• 分類號(hào): C04B38/06;C04B35/195;C04B35/622;B01D39/20
• 代理公司: 鄭州盈派知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41196
• 代理人: 樊羿;張曉輝

本發(fā)明提供一種基于鋁灰原料制備堇青石陶瓷過濾板的方法，該方法主要是以鋁灰30～60%、滑石20～55%、石英砂20?50%為主料，以粘結(jié)劑（占主料重量的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1～4:1濕磨制漿；再以聚氨酯泡沫板浸入上述料漿制坯、晾曬、烘干；最后再進(jìn)行高溫富氧燒結(jié)，所得堇青石陶瓷過濾板氣孔率≥85%，堇青石相≥95%，抗熱振性≥5次；既實(shí)現(xiàn)了鋁灰的資源化利用，又節(jié)約了自然資源，降低了陶瓷過濾板材的生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及過濾材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于鋁灰原料制備堇青石陶瓷過濾板的方法。

背景技術(shù)

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(xiǎn)廢物名錄》。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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，陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕、抗熱振性好的特性，陶瓷過濾板內(nèi)部多是相互貫通的微孔結(jié)構(gòu)，比表面積大、吸附能力強(qiáng)，廣泛應(yīng)用在金屬和非金屬精礦的過濾脫水、金屬熔體的過濾除雜、環(huán)保行業(yè)的固液分離等領(lǐng)域，目前陶瓷過濾板中氧化鋁質(zhì)、碳化硅質(zhì)居多，而此類材質(zhì)熱振性能差，生產(chǎn)成本較高，需耗費(fèi)大量的自然資源；而當(dāng)前陶瓷類過濾板材需求量很大，現(xiàn)有來源難以滿足各類生產(chǎn)中的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于鋁灰原料制備堇青石陶瓷過濾板的方法，以期在實(shí)現(xiàn)鋁灰無害化、資源化利用的同時(shí)解決現(xiàn)有技術(shù)中陶瓷過濾板耗費(fèi)大量自然資源、生產(chǎn)高且產(chǎn)量難以滿足需要的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

設(shè)計(jì)一種基于鋁灰原料制備堇青石陶瓷過濾板的方法，包括以下步驟：

（1）以重量百分比計(jì)，取鋁灰30～60%、滑石粉20～55%、石英砂20～50%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%向其中添加除雜劑，制得粉料；

（3）以1～4:1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)即得堇青石陶瓷過濾板。

所述粘結(jié)劑為聚乙烯醇、紙漿粉、羥丙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素鈉中的至少一種。

所述除雜劑為氟化銨、氯化銨、氟化鋁、碳酸銨中的至少一種；此類除雜劑可快速徹底去除鋁灰中鈉鹽、鉀鹽等雜質(zhì)，同時(shí)促使鋁灰中的氮化鋁快速氧化脫氮，生成無毒無害的氮?dú)猓_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1300-1420℃、保溫時(shí)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、氧含量控制為氧含量5-12%（以確保使鋁灰中的金屬鋁和氮化鋁充分氧化），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。