申请日2004.02.10
公开(公告)日2007.01.03
IPC分类号C04B18/04; C04B18/14; C04B14/10; E04B1/76; C04B38/02; C04B38/06; B09B3/00; C04B33/34
摘要
本发明公开了一种利用铝型材厂工业污泥研制轻质莫来石保温耐火材料的方法，它是以铝型材厂工业污泥为主原料研制轻质莫来石保温耐火材料，属于固体废弃物的综合利用，属于生态环境材料技术领域，它分为三步：1)用铝型材厂工业污泥为主原料，该污泥是铝型材表面去污、碱洗、酸洗产生大量的废液，经沉淀过滤得到的固体废渣;(2)采用掺入可燃性加入物或泡沫剂研制轻质莫来石保温耐火材料，加水混料，进行可塑成型，坯体经烘干，坯体烧结温度为1350-1450℃，保温时间为1-6小时，得到以莫来石为主晶相的轻质保温耐火材料;(3)生产出来的产品中主晶相是莫来石，其性能优于现有技术研制的产品，原料成本很低，经济效益十分显著，具有重要的环保意义。
权利要求书
1.利用铝型材厂工业污泥制备轻质莫来石保温耐火材料的方法， 其特征在于：
(1)用铝型材厂工业污泥为主原料，该污泥是铝型材表面处理 过程产生的大量的废液，经沉淀过滤得到的固体污泥，这种污泥主要 成分是γ-AlOOH、Al(OH)3和具有无定形结构的固体物质;原料还包括 可塑性粘土和发泡塑料球，要求结合粘土可塑性好，耐火度高，R2O含量低;
(2)采用掺入发泡塑料球制备轻质莫来石保温耐火材料，制备 工艺：污泥脱水烘干，得到干污泥经1200-1350℃煅烧成熟料，破碎研 磨成200-320目粉末;可塑性粘土经淘洗，烘干打成粉末;发泡塑 料球粒度为1-3mm;取轻烧污泥熟料20-90%，粘土10-80%，外加发泡塑 料球1.5-3%混合均匀，加水练泥形成可塑性泥团，然后进行可塑成型， 成型坯体经烘干，烘干坯体经烧结，烧结温度为1350-1450℃，保温 时间为1-6小时，得到以莫来石为主晶相的轻质耐火材料;
(3)生产出来的产品中莫来石含量为50-95%，体积密度为 0.6-1.0g/m3，抗折强度为0.7-3Mpa，耐火度≥1600℃。
说明书
利用铝型材厂工业污泥制备轻质莫来石保温耐火材料的方法
技术领域
本发明涉及利用铝型材厂工业污泥研制轻质莫来石保温耐火材 料的方法，它是以铝型材厂工业污泥为主原料研制轻质莫来石保温耐 火材料属于固体废弃物的综合利用，属于生态环境材料技术领域。
技术背景
铝型材厂工业污泥是铝型材表面过程产生大量的废液，其是乳白 色的胶体溶液，粒子超细而高度分散。这种废液一旦排放，必然严重 污染环境和江河水域，破坏生态。因此废液排放之前，必须将处理过 程产生的大量污泥去除。工厂采用沉淀和过滤方法，滤掉固体污泥， 余下澄清的滤液排放。这种固体污泥主要成分是γ-AlOOH、Al(OH)3 和具有无定形结构的固体物质。污泥含水量高达70-80%，这种污泥 数量很大，一个大型铝型材厂，每天可产生25-30吨污泥，每月有 800-900吨，每年可回收一万多吨。国内大型铝型材企业有几十家， 中小型企业有一百多家，每年产生工业污泥数量很大。严重影响铝型 材厂废液的综合治理和正常生产，严重造成铝型材厂的二次污染。因 此污泥的综合利用事关重大，具有重要的环保意义。本发明利用铝型 材工业污泥和粘土为主原料，以可燃加入物法，研制轻质莫来石保温 耐火材料。轻质莫来石保温耐火材料具有优良的高温热学性能和力学 性能。它是热工窑炉的重要隔热保温材料。由于抗急冷急热性能和保 温性能好，使其在热工窑炉建造中深受欢迎。由于该发明采用工业污 泥为主原料，原料成本很低，经济效益和社会效益非常显著。
经检索可知：中国专利公开号1051541涉及到采用以铝型材加工 废渣直接与盐酸反应的工艺路线，通过活性炭吸附脱色得到无色透明 的液体聚合氧化铝;中国专利公开号1350065涉及到以铝厂废渣和铝 型材表面化学处理产生的废硫酸、废氢氧化钠为原料，制备硫酸铝、 铝酸钠和氢氧化铝;光盘号：1993GC14涉及到利用Al(OH)3凝胶废渣 生产聚合氧化铝;光盘号：2000GC26涉及到利用废铝渣生产水处理 剂—硫酸铝的研究;光盘号：1995GC23涉及到利用铝阳极氧化废铝 渣生产硫酸铝。因此，尚未有利用铝型材厂工业污泥制备莫来石保温 耐火材料方法的报道，能建立具有自主产权的铝型材工业污泥研制轻 质莫来石保温耐火材料的技术与工艺。
发明内容
利用铝型材厂工业污泥研制轻质莫来石保温耐火材料的方法， 其特征在于：
(1)用铝型材厂工业污泥为主原料，该污泥是铝型材表面处理 过程产生的大量的废液，经沉淀过滤得到的固体污泥，这种污泥主要 成分是γ-AlOOH、Al(OH)3和具有无定形结构的固体物质;原料还包括 可塑性粘土和发泡塑料球，要求结合粘土可塑性好，耐火度高，R2O含量低;
(2)采用掺入发泡塑料球制备轻质莫来石保温耐火材料，制备 工艺：污泥脱水烘干，得到干污泥经1200-1350℃煅烧成熟料，破碎研 磨成200-320目粉末;、可塑性粘土经淘洗，烘干打成粉末;发泡塑 料球粒度为1-3mm;取轻烧污泥熟料20-90%，粘土10-80%，外加发泡塑 料球1.5-3%混合均匀，加水练泥形成可塑性泥团，然后进行可塑成型， 成型坯体经烘干，烘干坯体经烧结，烧结温度为1350-1450℃，保温 时间为1-6小时，得到以莫来石为主晶相的轻质耐火材料;
(3)生产出来的产品中莫来石含量为50-95%，体积密度为 0.6-1.0g/m3，抗折强度为0.7-3Mpa，耐火度≥1600℃。
本发明与现有技术相比具有下列创新性和优点：
1)原料和技术创新：现有技术采用工业氧化铝为主原料，而本项 目采用铝型材厂工业污泥为原料，具有原料和技术的创新，属于固体 废弃物的综合利用和变废为宝的项目，因此具有重大的环保意义。
2)本发明与现有技术相比，本项目采用的工业污泥具有粒子超 细，表面积大，活性高的特点，有利于固相反应和烧结，有利于形成 莫来石晶相，降低烧成温度，节约能源。
3)本发明产品性能优于现有技术的性能，产品密度小，抗折强度 高，保温性能好，热稳定好，使用寿命长。
4)本发明与现有技术相比原料成本很低，经济效益和社会效益十 分显著具有很强的市场竞争能力。
具体实施方式
将铝型材工业污泥脱水烘干，得到干污泥，其组成： SiO22-3%，Al2O3为60-65%，烧失量为33-35%，其他杂质为0.8-1.2%。 将干污泥经1200-1350℃轻烧形成污泥熟料，熟料中α-Al2O3的含量 为90-98%。将熟料破碎和研磨成200-320筛目，作为主原料之一。 粘土原料必须进行淘洗，去除砂粒，增加原料可塑性。
材料的配方：轻烧污泥熟料20-90%，粘土10-80%，外加发泡塑 料球1.5-3%。轻烧污泥熟料、粘土和发泡塑料球混合均匀，然后加 水练泥，形成可塑性泥团。塑性泥团在钢模或木模中成型成不同规格 尺寸的坯体。坯体经一天凉干后，移入烘干房烘干，烘干温度为100℃， 控制含水量为5-6%。
干坯体置于棱式窑中(其他窑炉)烧成，烧结温度为1350-1450℃。 升温速度：室温→500℃为100℃/小时;在500℃保温1小时，让发 泡塑料球完全燃烧;500→600℃为50℃/小时;600→1200℃为150℃/ 小时;在1350-1450℃保温1-6小时，然后自然冷却至室温。
利用铝型材厂工业污泥研制轻质莫来石保温耐火材料的方法的 步骤2采用掺入可燃性加入物或泡沫剂研制轻质莫来石保温耐火材 料，加水混料，进行可塑成型，坯体经烘干，坯体经烧结温度为 1350-1450℃，保温时间为1-6小时，得到以莫来石为主晶相的轻质 耐火材料;其叙述的可燃性加入物为发泡塑料球、锯末、稻壳、焦炭 粉或回收废聚苯乙烯塑料。泡沫剂为松香酸钠制备泡沫剂，叙述的可 燃性加入物为在经研磨成细粉的干污泥中，加入发泡塑料球，粒径为 1-3mm，添加量为1.2-3.0%。
