[发明专利]一种利用二次铝灰制备莫来石多孔陶瓷及其工艺方法

说明书

本发明涉及一种利用二次铝灰制备莫来石多孔陶瓷及其工艺方法，涉及固体危险废物处理技术领域。本发明所述的莫来石多孔陶瓷的工艺方法，包括以下步骤：首先将二次铝灰在850‑900℃下煅烧1.5‑2.5h，得到煅烧二次铝灰；再将所述煅烧二次铝灰、萤石尾矿和石英砂混匀，经研磨得到混合精料；所述煅烧二次铝灰、萤石尾矿和石英砂的质量比为12‑14：4‑6：1‑3；最后将所述混合精料装模施压后，进行烧结，得到所述莫来石多孔陶瓷。本发明所述的工艺方法利用固体危险废物二次铝灰成功制备出孔隙率高、孔径小、各项力学性能优异和产业化前景远大的莫来石多孔陶瓷，其中二次铝灰的应用比例在六成以上，充分地发挥了二次铝灰的再使用价值。

技术领域

本发明涉及固体危险废物处理技术领域，尤其涉及一种利用二次铝灰制备莫来石多孔陶瓷及其工艺方法。

背景技术

二次铝灰是电解、铸造等铝生产行业在生产、使用等过程中产生的含有金属铝和其他成分的固体废弃物，它的成分相对复杂，通常含有15％-30％的氮化铝，还包含少量的盐熔剂、氧化物等，遇水会发生水解反应，释放大量氨气，极易污染环境。但国内对铝灰的综合资源化利用率较低，大多是直接填埋或堆积处理，其中大量氟化物、氰化物、碳化铝、氮化铝等有毒有害物质会带来环境污染问题。目前，二次铝灰的利用主要是是提炼其中的金属铝，提取过后的残灰基本上会被直接用于填埋或进行堆存处理，残灰堆渣占用了大量的土地资源，只有少部分被当作制造建筑材料的填料进行处理。据统计，大约有95％的铝渣在填埋时未经过无害化处理，这将导致有毒金属离子的流入地下水，产生严重的污染问题。由于二次铝灰被列入危险废物名录的时间较短，目前国内尚没有较为成熟的二次铝灰资源化处置办法。

莫来石多孔陶瓷具有孔隙率高、比表面积大、热导率低、化学稳定性好、耐酸碱、质轻、机械强度大等优点，被广泛地应用于气液过滤、催化剂载体、建筑保温材料、环境保护等诸多领域。一般均为人工合成，通常采用发泡法、冷冻干燥法、直接压制成型发和添加造孔剂法等。利用固体危险废弃物制备莫来石多孔陶瓷是实现固体危险废弃物无害化、工业化高效利用，拓展莫来石多孔陶瓷制备原料的生产来源，降低生产成本，具有重要意义。

如中国专利CN111196718A中提到的一种采用微乳液模板法制备莫来石多孔陶瓷的方法，直接以粉煤灰为主要原料，制备工艺简单，所制得的莫来石多孔陶瓷具有良好的物理力学性能，但是该方法中需要添加羧甲基纤维素钠、乙二醇二缩水甘油醚和三乙烯四胺等多种有机试剂，进一步提高了生产成本，不利于大规模工业化生产。如中国专利CN111302773A中提到的一种以特级矾土粉、石英砂为主要原料制备莫来石多孔陶瓷的方法，生产时间短、能源损耗小，所制备的莫来石多孔陶瓷成品合格率高、各项力学性能良好，但是该方法所需的制备原料成本较高，不利于大规模工业化生产利用。如中国专利CN104446623B中提到的一种基于莫来石粉制备莫来石多孔陶瓷的方法，制备工序简单，操作方便，有机物掺入量较少，制备的莫来石多孔陶瓷强度高、孔径小，但制备原料成本较高，不利于莫来石多孔陶瓷的大规模产业化发展。又如中国专利CN113292326A中提到了一种利用二次铝灰制备多孔莫来石骨料的方法，生产工艺简单，原料来源广泛且廉价，所制备的多孔莫来石骨料体积密度小、筒压强度高，但是其生产过程用水量偏大，且水洗铝灰后的废液处理成本较大，这就限制了多孔莫来石骨料大规模工业化利用。

因此，积极推进固体危险废弃物的源头减量，实现固体危险废弃物的减量化、资源化、无害化、规模化利用，是有效防控环境风险，保持生态文明建设战略定力，打好污染防治攻坚战。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中莫来石多孔陶瓷生产成本高、能源消耗大、不利于大规模工业化利用的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用二次铝灰制备莫来石多孔陶瓷及其工艺方法。

本发明的第一个目的是提供一种利用二次铝灰制备莫来石多孔陶瓷的工艺方法，包括以下步骤：

(1)将二次铝灰在850-900℃下煅烧1.5-2.5h，得到煅烧二次铝灰；