[發明專利]一種鋁基固廢多孔材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202111549490.7
• 申請日: 2021-12-17
• 公開（公告）號: CN114105611A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 張林豐;康澤雙;劉中凱;閆琨;李帥;練以誠;曹瑞雪
• 申請（專利權）人: 中國鋁業股份有限公司
• 主分類號: C04B33/138
• 分類號: C04B33/138;C04B33/132;C04B33/24;C04B33/13;C04B38/02
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 曹洪進

本發明特別涉及一種鋁基固廢多孔材料及其制備方法，屬于固體廢物綜合利用技術領域，多孔材料的原料以質量百分比計包括：鋁灰40?70％，赤泥0?40％，炭渣0?20％，高嶺土20％。其通過原料的相互配合，有效利用鋁灰中的各項成分，能夠實現鋁工業廢棄物的高價值利用，鋁灰中的氟化物輔助鋁灰和赤泥中的氧化鋁和氧化硅反應形成陶瓷物相，加速原料的莫來石化反應，以形成多孔材料的基體；鋁灰中的氮化鋁能夠協同炭渣輔助發泡，提供多孔材料的多孔條件；赤泥和鋁灰中的組分能夠起到固氟的作用；高嶺土作為粘結劑和燒結助劑，能夠與赤泥協同，共同促進燒結溫度的降低，實現采用以鋁灰為主體的低成本化原料制備多孔材料的目的，并且能夠充分利用鋁工業固廢中的各項有效成分。

技術領域

本發明屬于固體廢物綜合利用技術領域，特別涉及一種鋁基固廢多孔材料及其制備方法。

背景技術

鋁灰、炭渣、赤泥是鋁工業所產生的重要固體廢棄物，鋁礦石和二次鋁資源每生產1t 熔融金屬鋁分別產生15-25kg和80-150kg的鋁灰，經過提鋁后的二次鋁灰含約3-10％的金屬鋁，15-50％的氮化鋁，20-40％的氧化鋁和其他金屬氧化物，5-10％的含氟鹽類，氮化鋁易水解產生氫氣、氨氣等氣體污染大氣，氟化物對土壤、水體有較大污染，作為危廢目前多采用回收其中金屬鋁或無害化處理；炭渣主要產生于電解鋁生產過程中，每生產1t原鋁約產出10-15kg的陽極炭渣；赤泥是氧化鋁生產過程中產生的強堿性固體廢棄物，其中拜耳法是生產氧化鋁的主要方法，占全球氧化鋁總產量的90％以上，每生產1t氧化鋁產生 1.0-2.0t赤泥，我國赤泥年綜合利用量不足5％，遠小于每年新產生量，目前主要采用堆存處理，赤泥的堆放不僅占用土地和農田，還會污染土壤、水資源和大氣，腐蝕建筑物和構筑物表面。但在另一層面上，固體廢物也是一種資源，若處置不當不僅造成環境污染而且浪費了其中的有用資源，因此對于鋁工業固廢的無害化、資源化利用具有重要意義，但現有技術采用鋁灰作為主體原料制備多孔材料的成本較高，且原料中的有效成分無法得到充分利用。

發明內容

本申請的目的在于提供一種鋁基固廢多孔材料及其制備方法，解決現有技術采用鋁灰作為主體原料制備多孔材料的成本較高，且原料中的有效成分無法得到充分利用的技術問題。

本發明實施例提供了一種鋁基固廢多孔材料，所述多孔材料的原料以質量百分比計包括：

鋁灰40-70％，赤泥0-40％，炭渣0-20％，高嶺土20％。

基于同一發明構思，本發明實施例還提供了一種鋁基固廢多孔材料的制備方法，包括如下步驟：

采用上述原料經混合和研磨得到預制料；

將所述預制料與發泡劑混合，得到漿料；

將所述漿料經攪拌引入氣泡，得到第一氣泡漿料；

將所述第一氣泡漿料經振蕩發泡，得到第二氣泡漿料；

將所述第二氣泡漿料經干燥和燒制，得到所述鋁基固廢多孔材料。

可選的，以質量百分比計，所述發泡劑的成分包括0.2-1.5％表面活性劑、0.2-1.0％的穩定劑及0.1-3.0％硅烷偶聯劑。

可選的，所述表面活性劑包括陰離子表面活性劑A和非離子表面活性劑B，所述表面活性劑的HLB值為8-18。

可選的，所述穩定劑包括羧甲基纖維素、甲基纖維素、聚丙烯酸鈉、聚乙烯醇、糊精中的任意一種或多種組合。

可選的，所述預制料的粒徑≤150μm。

可選的，所述漿料的含水質量百分比為20-40％。

可選的，所述攪拌的轉速為500-1000r/min，所述攪拌的時間為10-30min。

可選的，所述振蕩發泡的頻率為2-3Hz，所述振蕩發泡的時間為2-4h。