[发明专利]一种高比表面积多孔陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种高比表面积多孔陶瓷及其制备方法。

背景技术

煤矸石是在成煤过程中与煤共同沉积的有机化合物和无机化合物混合在一起的岩石，通常呈薄层分布在煤层中或煤层顶、底板岩石，是在煤矿建设和煤炭采掘、洗选加工过程中，产生的数量较大的矿山固态排弃物。煤矸石按主要矿物含量，分为黏土岩类、砂石岩类、碳酸盐类、铝质岩类。按来源及最终状态，煤矸石可分为掘进矸石、选煤矸石和自然矸石三大类。煤矸石排放量根据煤层条件、开采条件和洗选工艺的不同有较大差异，一般掘进矸石占原煤产量的10% 左右，选煤矸石占入选原煤量的12%-18%。根据有关部门统计，目前我国历年累计堆放的煤矸石总积存量约为45亿吨，年排出量3亿吨，其中每年排放的可用于发电的煤矸石约2亿吨。煤矸石的堆积排放，既浪费了国家资源，又占压了大量土地，使矿区的生态环境受到了污染和破坏。目前，累计堆有煤矸石山1500多座，占地1.3万hm                                               以上，而且每年约以1亿吨的速度递增，形成新增占地400多hm。煤矸石己经成为我国累计存量和占用场地最多的工业废弃物。

为了解决目前煤矸石存放过多的问题，目前关于煤矸石利用的大多是发电和建筑材料，而将煤矸石做多孔陶瓷原料的专利还未有报告，多孔陶瓷具有很好的耐强酸、耐高温性能，化学稳定性好，表面积大，应用范围广泛。

 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种高比表面积多孔陶瓷及其制备方法，所制得多孔陶瓷气孔率较高，密度较低，耐压强度高，比表面积高。 

本发明的一种高比表面积多孔陶瓷，其包括由以下重量份数的原料经混合、成型和烧结而成：煤矸石5-40，石英20-30，粘土20-40，铝矾土5-20，炭黑15-30。

本发明的一种高比表面积多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

1）陶瓷混合料的制备：首先将煤矸石、石英、粘土、铝矾土和炭黑按比例混合，得到混合均匀的物料，其中各组分重量份数含量为煤矸石5-40，石英20-30，粘土20-40，铝矾土5-20，炭黑15-30；

2）向步骤 1）所得混合物料中加入占混合物料 2%-10%的水，采用快速磨混合均匀；

3）多孔陶瓷颗粒的制备：将步骤2）处理后的混合料烘干并球磨后用机械成球的方法成型；

4）烧结：将步骤3）制得的小球烘干后放入电炉中，按照一定的烧成工艺，最高烧成温度为1100℃-1250℃，烧结 0.5-2小时，冷却后得到多孔陶瓷。

与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明的一种高比表面积多孔陶瓷气孔率较高，使得煤矸石得到有效利用，对环境的污染减小，有利于资源的循环利用；该多孔陶瓷的生产具有烧成温度低，周期短，成本低，无放射性污染，烧成轻质多孔陶瓷密度较低，强度高且比表面积大的优点。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

一种高比表面积多孔陶瓷，其包括由以下重量份数的原料经混合、成型和烧结而成：煤矸石10，石英20，粘土33，铝矾土18，炭黑19。

本发明的一种高比表面积多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

1）陶瓷混合料的制备：首先将煤矸石、石英、粘土、铝矾土和炭黑按比例混合，得到混合均匀的物料，其中各组分含量为煤矸石10，石英20，粘土33，铝矾土18，炭黑19；

2）向步骤 1）所得混合物料中加入占混合物料 2%-10%的水，采用快速磨混合均匀；

3）多孔陶瓷颗粒的制备：将步骤2）处理后的混合料烘干并球磨后用机械成球的方法成型；

4）烧结：将步骤3）制得的小球烘干后放入电炉中，按照一定的烧成工艺，最高烧成温度为1100℃-1250℃，烧结 0.5-2小时，冷却后得到多孔陶瓷。

实施例2

一种高比表面积多孔陶瓷，其包括由以下重量份数的原料经混合、成型和烧结而成：煤矸石15，石英23，粘土32，铝矾土15，炭黑15。

本实施例的制备方法同实施例1。

实施例3

一种高比表面积多孔陶瓷，其包括由以下重量份数的原料经混合、成型和烧结而成：煤矸石19，石英24，粘土21，铝矾土25，炭黑21。

本实施例的制备方法同实施例1。