[发明专利]用于生产煤基固废物多孔陶瓷的组合物、煤基固废物多孔陶瓷及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及多孔陶瓷技术领域，具体涉及一种用于生产煤基固废物多孔陶瓷的组合物、一种煤基固废物多孔陶瓷及其制备方法和应用。本发明采用特定组分含量的煤基固废物组合物(粉煤灰和煤基固废物配料)以及特定含量的辅料(结合剂组合物、有机成型剂和增塑剂)，并协同煤基固废物组合物的D50、结合剂组合物的D50、以及煤基固废物组合物和结合剂组合物的重量比，使得制备得到的煤基固废物多孔陶瓷保留了粉煤灰的形貌，使得煤基固废物多孔陶瓷具备较优的性能(较高的气孔率、较高的抗弯强度和较高的抗热震性)下，并实现多孔陶瓷的平均孔径可调。

技术领域

本发明涉及多孔陶瓷技术领域，具体涉及一种用于生产煤基固废物多孔陶瓷的组合物、一种煤基固废物多孔陶瓷及其制备方法和应用。

背景技术

粉煤灰是一种储量丰富、廉价易得的工业废物，主要成分为SiO₂和Al₂O₃，二者含量达到70％以上，与传统陶瓷的原料中粘土成分相近。利用这种工业废物不仅能够减少环境污染，还可以开发生产低成本高附加值的多孔陶瓷。

CN106747319A公开一种利用镁渣、粉煤灰制备的多孔陶瓷及其制备方法，属于陶瓷材料领域。该方法将镁渣、粉煤灰和石英砂以1：0.125-1.25：0.125-0.25的重量比混合，粉碎，再将混合均匀的粉体放置于模具之中模压成型，之后进行烧结，制备多孔陶瓷。但该方法工艺复杂，且粉碎后的粉体很难保证高的气孔率，除此之外，粉煤灰的利用率较低。

CN107115768A公开了一种以粉煤灰为主要原料的烟气脱水陶瓷膜及其制备方法，该方法包括：支撑体的制备：(1)配料：主料为粉煤灰，比例在68％以上；辅料为糊精、高粘羧甲基纤维素、甘油和高岭土，比例小于32％；(2)粉料：采用立式球磨机进行干磨4h，保证配料的均匀混合以及骨料中颗粒尺寸100目以下；(3)混料：水料比在0.25-0.28；(4)真空练泥：将混料进行4-5次真空练泥，然后密封陈腐12h，使水分混合均匀；再次真空练泥2-3次，保证坯料有一定的强度和塑形；(5)成型。但该方法中，不仅需要加入高岭土，也需要对配料进行研磨，除此之外，在加入粉煤灰的条件下，再额外加入高岭土，粉煤灰的利用率依然有限。

因此，现有技术采用粉煤灰为主要原料制备多孔陶瓷的过程中，存在粉煤灰的利用率低、工艺复杂，制得的多孔陶瓷性能差的问题，比如，平均孔径难以调控、气孔率低、抗弯度低、抗热震性差等问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术采用粉煤灰为主要原料制备多孔陶瓷的过程中，存在粉煤灰利用率低、工艺复杂，且制得的多孔陶瓷性能差(平均孔径难以调控、气孔率低、抗弯度低、抗热震性差)等问题，提供一种用于生产煤基固废物多孔陶瓷的组合物和一种煤基固废物多孔陶瓷及其制备方法和应用，采用该组合物制备得到的煤基固废物多孔陶瓷具有可调控的平均孔径，以及较高的气孔率、抗弯强度和抗热震性。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于生产煤基固废物多孔陶瓷的组合物，该组合物包括：煤基固废物组合物、结合剂组合物、有机成型剂和增塑剂，所述煤基固废物组合物含有粉煤灰与煤基固废物配料，所述煤基固废物配料选自煤矸石粉、气化渣和炉底渣中的至少一种；

其中，以所述组合物的总重量为基准，所述煤基固废物组合物的含量为60-80wt％，所述结合剂组合物的含量为16-30wt％，所述有机成型剂的含量为3-7wt％，所述增塑剂的含量为1-3wt％；

其中，所述煤基固废物组合物的D50为3-35μm，所述结合剂组合物的D50为1-20μm，所述煤基固废物组合物和结合剂组合物的重量比为2-5：1。

优选地，以所述组合物的总重量为基准，所述煤基固废物组合物的含量为66.5-75.5wt％，所述结合剂组合物的含量为20-25wt％，所述有机成型剂的含量为3.5-6wt％，所述增塑剂的含量为1-2.5wt％。

优选地，所述组合物由煤基固废物组合物、结合剂组合物、有机成型剂和增塑剂组成。