申请日2004.02.07
公开(公告)日2004.12.29
IPC分类号C01F7/30; B09B3/00; C02F11/10
摘要
本发明公开了利用铝型材厂工业污泥制备活性氧化铝的方法，本发明属于固体废弃物的综合利用，确切地说，它是生态环境材料的技术领域。生产步骤为(1)该污泥是铝型材表面处理过程产生大量的废液，经沉淀过滤得到的固体废渣，这种污泥主要成分是γ-AlOOH、Al(OH)3和具有无定形体结构的固体物质;(2)采用硝酸法：在经过研磨的干污泥粉末中，加入稀硝酸溶液和一定比例干污泥进行混合和炼泥，或者直接加水混合炼泥，形成可塑性泥团，得到以γ-Al2O3为晶相的活性氧化铝;(3)制备的活性氧化铝外观是白色和灰白色的球状体、柱状体或其它粒状，由于工业污泥粒子超细，表面积大，活性高，有利于形成γ-Al2O3，所以本产品比面积大，孔容积大，本发明经济效益高。
权利要求书
1.利用铝型材厂工业污泥制备活性氧化铝的方法，其特征在于： 生产步骤为：
(1)该污泥是铝型材表面处理过程产生大量的废液，经沉淀过滤 得到的固体废渣，这种污泥主要成分是γ-AlOOH、Al(OH)3和具有无定 形体结构的固体物质;
(2)采用硝酸法：在经过研磨的干污泥粉末中，加入稀硝酸溶 液和一定比例干污泥进行混合和练泥，或者直接加水混合练泥，形成 可塑性泥团，将泥团可塑成粒径为4-8mm球状，100℃烘干，经烘干 后，400-900℃烧结，烧结保温时间为1-6小时，得到以γ-Al2O3为 晶相的活性氧化铝;
(3)制备的活性氧化铝外观是白色和灰白色的球状体、柱状体 或其它粒状，粒径为3-7mm，其性能：比表面积为180-450m2/g，平 均孔径为3-7nm，孔容为0.15-0.8cm3/g，吸水率≥50%，抗折强度≥ 70N/个球。
2.根据权利要求1所述的利用铝型材厂工业污泥制备活性氧化 铝的方法，其特征在于：步骤(2)叙述的稀硝酸溶液，其浓硝酸与水 的重量比为1∶1-1∶10。
3.根据权利要求1所述的利用铝型材厂工业污泥制备活性氧化 铝的方法，其特征在于：步骤(2)叙述的稀硝酸溶液与干污泥的重量 比为1∶1-1∶3。
说明书
利用铝型材厂工业污泥制备活性氧化铝的方法
技术领域：
本发明涉及利用铝型材厂工业污泥为原料制备活性氧化铝的方 法，属于固体废弃物的综合利用，确切地说，它是生态环境材料的技 术领域。
技术背景：
铝型材厂工业污泥是铝型材表面处理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和具有无定形体结构的固体物质。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 用铝型材厂工业污泥制备活性氧化铝，不需要经过氢氧化铝的制备过 程，大大降低活性氧化铝的生产成本，经济效益十分显著。
经检索，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一 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;国际联机检索未报到利用铝型材工业污泥制备活性氧化 铝。因此，国内外尚未报到利用铝型材厂工业污泥制备活性氧化铝， 该项目属国内外首家研究发明的技术和工艺。
发明内容：
本发明的目的是利用铝型材厂工业污泥制备活性氧化铝的方法。
本发明的目的是这样实现的，生产步骤为(1)该污泥是铝型材表 面处理过程产生大量的废液，经沉淀过滤得到的固体废渣，这种污泥 主要成分是γ-AlOOH、Al(OH)3和具有无定形体结构的固体物质;(2) 采用硝酸法：在经过研磨的干污泥粉末中，加入稀硝酸溶液和一定比 例干污泥进行混合和练泥，或者直接加水混合练泥，形成可塑性泥团， 将泥团可塑成粒径为4-8mm球状，100℃烘干，经烘干后，400-900℃ 烧结，烧结保温时间为1-6小时，得到以γ-Al2O3为晶相的活性氧化 铝;(3)制备的活性氧化铝外观是白色和灰白色的球状体、柱状体或 其它粒状，粒径为3-7mm，其性能：比表面积为180-450m2/g，平均 孔径为3-7nm，孔容为0.15-0.8cm3/g，吸水率≥50%，抗折强度≥70N/ 个球。
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，部分是晶体，部分是 无定形体，表面积大，活性高的特点，有利于污泥转化成γ-Al2O3， 其转化率高。3)本发明转化规律与现有技术转变规律不同。本发明 转变规律：污泥在500-1100℃转变为γ-Al2O3，在1100-1200℃转变 为α-Al2O3;而现有技术转变规律：从γ-Al2O3或Al(OH)3转变为 α-Al2O3需经几个中间变体的转变，才能转变为α-Al2O3。4)本发明采 用工业污泥制备活性氧化铝不需要经过氢氧化铝的制备过程，而现有 技术需要经过氢氧化铝的制备过程，因此大大降低活性氧化铝的制备 成本。5)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，所以投资风险小。6)本发 明制备活性氧化铝比表面积为180-400m2/g，而现有技术的比表面积 为150-300m2/g。所以本发明制备活性氧化铝比表面积比现有技术大。
以铝型材厂工业污泥为原料，在干污泥中加入一定浓度的稀硝酸 溶液，不断搅拌练泥，形成可塑性泥团。将泥团成型成直径为4-6mm 的粒状(其他形状)坯体，经烘干后，置于高温炉中400-900℃煅烧， 保温时间为1-6小时，然后冷却至室温，其晶相是γ-Al2O3。本发明 采用的原料是工业污泥，其是固体废弃物，而不是工业氧化铝，不需 经过氢氧化铝的制备过程，所以具有原料和技术上的创新。
