[发明专利]利用铝型材厂阳极氧化废渣制备的六铝酸钙及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生态环境材料，即固体废弃物的综合利用，更具体涉及一种利用铝型材厂阳极氧化废渣制备的六铝酸钙及其制备方法。

背景技术

采用阳极氧化法对铝型材进行表面处理的工序包括酸洗、碱洗及阳极氧化，在每一工序都会产生大量的乳白色含铝胶体废液，这种废液的主要成分为含铝物质，呈胶体状，分散度高。为避免这种废液直接排放造成环境污染，必须将废液中的大量含铝物质沉淀下来并过滤去除，即得到废渣。这种废渣的产量很高，以年产5万吨的中型铝厂为例，每年可回收废渣1万多吨，国内铝型材企业有几百家，每年产生工业废渣数量惊人，该废渣主要成分是含铝的胶体物质，其微观结构接近一水软铝石（γ-A1OOH），在加热时可先转化为γ-Al₂O₃并最终转化为稳定的α-Al₂O₃，可以替代传统的工业氧化铝原料。曾有报道利用该废渣合成莫来石，堇青石，钛酸铝等含铝工业制品，为这些废渣的综合利用提供了很好的思路，在天然矿物原料价格持续走高的背景下，这些工业废渣的二次充分利用具有持久的生命力。因此不断拓宽和研究该废渣新的再利用渠道和途径也显得非常必要。如不加利用就直接废弃，也会对资源造成很大的浪费。六铝酸钙是一种优良的耐火材料，具有较低的导热系数、高熔点、高温体积稳定性、抗热震性等优越性能，在钢铁、炼铝、陶瓷、石化等高温行业中已成功得到应用。其常规合成方法一般采用工业氧化铝和其他含钙矿物或废渣作为主原料，经过科学配比和一系列工艺高温煅烧而得。在原料成本组成中，因工业氧化铝市场售价远远高于含钙原料，而且其用量也远高于含钙原料，因此含铝原料的总成本大大高于含钙原料成本，本发明以铝型材厂阳极氧化废渣为主原料替代传统的工业氧化铝等含铝原料，采用烧结法制备六铝酸钙材料，可显著降低原料成本。

经检索，国内外尚未有利用铝型材厂阳极氧化废渣制备六铝酸钙材料的报导，该项目属于国内外首家研究发明的技术。本发明属于固体废弃物的综合利用新技术范畴，不仅为铝型材厂阳极氧化废渣的综合利用提供了新的思路和方向，拓宽其再利用的渠道，而且能减轻其对环境的压力，又节约了生产成本，经济效益显著，具有很好的推广应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用铝型材厂阳极氧化废渣制备的六铝酸钙及其制备方法，该制备方法不仅有利于废物利用，而且制备的材料为具有高附加值和无污染的优质耐火材料。

一种利用铝型材厂阳极氧化废渣制备的六铝酸钙的原料及各原料的质量百分数是：铝型材厂阳极氧化废渣78wt%和石灰石22wt%；或铝型材厂阳极氧化废渣79wt%和石灰石21wt%。

所述的铝型材厂阳极氧化废渣中Al₂O₃的质量百分数是80-90%。

所述的石灰石中CaCO₃的质量百分数是90-95%。

一种利用铝型材厂阳极氧化废渣制备的六铝酸钙的制备方法的具体步骤为：按原料配比将铝型材厂阳极氧化废渣和石灰石置于球磨机中研磨12小时，研磨的浆料过滤脱水，100℃烘干，破碎得到30目的统料；加入结合剂PVA（2-3wt%），在混料机中混合均匀，困料12 小时，将混料压制成型；成型试样在100℃烘干12小时，再置于窑炉中1400-1600℃反应烧结2-5小时，冷却至室温，得到六铝酸钙材料。

本发明的主要创新点和特色如下：

1）原料与技术创新：利用铝型材厂阳极氧化废渣制备六铝酸钙材料，具有生态环保技术和原料的创新，具有重大环保意义。

2）经检索，国内外尚未有利用铝型材厂阳极氧化废渣制备六铝酸钙材料的报导，该项目属于国内外首家研究发明的技术。

3）充分利用废渣的特性，提高产品质量：废渣粒子超细，表面积大，活性高，有利于固相反应形成六铝酸钙，降低烧结温度，在相同烧结温度下，得到的六铝酸钙纯度更高。节约能源和原料加工费用，并可以提高六铝酸钙的高温性能。

4）低生产成本：相比常规合成六铝酸钙所用的工业氧化铝，本方法原料成本极低，经济效益和社会效益十分显著，具有很强的市场竟争能力。