專利名稱：利用鋁型材廠污泥制備鎂鋁尖晶石材料的配方與制備方法
技術領域：
本發明涉及一種生態環境材料，即固體廢棄物的綜合利用，更具體涉及一種利用鋁型材廠污泥制備鎂鋁尖晶石材料的原料配方及其制備方法。
背景技術：
鋁型材廠在鋁型材表面處理過程中會產生大量的乳白色膠體廢液，這種廢液中粒子超細而且高度分散，一旦直接排放，必然會對環境和江河水域造成的嚴重污染，破壞生態環境。因此必須將廢液中的大量污泥沉淀和過濾去除，余下澄清的濾液排放。一個大型鋁型材廠每年可回收污泥一萬多噸，國內鋁型材企業有幾百家，每年產生工業污泥數量龐大，如果不對其進行合理的處理，必然會嚴重影響鋁型材廠廢液的綜合治理和正常生產，并造成鋁型材廠的二次污染。此外，該鋁型材廠污泥主要成分是γ-AlOOH，不加利用就直接廢棄，也會對資源造成很大的浪費。因此對該污泥的綜合利用不僅具有重要的環保意義而且對有效資源的再開發利用也具有重要意義。
經檢索，國內外尚未有利用鋁型材廠工業污泥制備鎂鋁尖晶石材料的報導，該項目屬國內外首家研究發明的技術。本發明屬于固體廢棄物的綜合利用，不僅解決了鋁型材廠工業污泥對環境的嚴重污染，而且節約了生產成本，經濟效益顯著，具有推廣應用價值。
發明內容
本發明目的是要提供一種利用鋁型材廠污泥制備鎂鋁尖晶石材料的原料配方及制備方法，該制備方法不僅有利于廢物利用，而且生產的產品為具有高附加值和無污染的優質耐火材料。
本發明利用鋁型材廠污泥制備鎂鋁尖晶石材料的原料配方主要由鋁型材廠污泥和堿式碳酸鎂組成；其制備方法為以鋁型材廠污泥和堿式碳酸鎂為主原料，將原料混合壓制成型，經高溫反應，反應產物經冷卻，得到制備的鎂鋁尖晶石材料。
本發明主要創新點和特色如下1)原料與技術創新利用鋁型材廠污泥制備鎂鋁尖晶石材料，具有生態環保技術和原料的創新，具有重大環保意義。
2)經檢索，國內外尚未有報導利用鋁型材廠工業污泥制備鎂鋁尖晶石材料，該項目屬國內外首家研究發明的技術。
3)充分利用污泥的特性，提高產品質量污泥粒子超細，表面積大，活性高，有利于固相反應形成鎂鋁尖晶石材料，降低合成溫度，節約能源和原料加工費用，并可以提高鎂鋁尖晶石材料的高溫性能。
4)低生產成本原料成本很低，經濟效益和社會效益十分顯著，具有很強的市場竟爭能力，投資見效快，投資無風險。
具體實施例方式
該原料配方的重量配比為鋁型材廠污泥為60～70％，堿式碳酸鎂為30～40％，原料配方中Al2O3/MgO的化學成分含量比范圍為2.1～3.0。
利用鋁型材廠污泥制備鎂鋁尖晶石材料的制備方法具體步驟為(A)按配方將鋁型材廠污泥和堿式碳酸鎂置于球磨機中研磨24小時，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的漿料過濾脫水、100℃烘干24小時和破碎，得到小于30目的統料。
(B)在研磨統料中添加(重量比)6～8％水進行混料，混料均勻，將混料進行半干壓成型。
(C)成型坯100℃烘干24小時。
(D)干坯置于窯爐中反應燒結，反應燒結溫度為1300～1650℃，反應燒結保溫時間為1～8小時，自然冷卻至室溫，得到純度為80～98％的鎂鋁尖晶石材料。
實施例1本例原料配方的重量配比鋁型材廠污泥為60％，堿式碳酸鎂為40％。按配方將兩種原料稱重，置于球磨機中濕法研磨24小時，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的漿料過濾脫水、100℃烘干24小時，破碎，得到小于30目的統料。在研磨統料中添加6％水進行混料，混料均勻，將混合料進行半干壓成型。成型坯100℃烘干24小時，干坯置于窯爐中反應燒結，反應燒結溫度為1400℃，反應燒結保溫時間為4小時，自然冷卻至室溫，得到合成的鎂鋁尖晶石材料。
實施例2本例原料配方的重量配比鋁型材廠污泥為65％，堿式碳酸鎂為35％。按配方將兩種原料稱重，置于球磨機中濕法研磨24小時，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的漿料過濾脫水、100℃烘干24小時和破碎，得到小于30目的統料。在研磨統料中添加6％水進行混料，混料均勻，將混合料進行半干壓成型。成型坯烘100℃烘干24小時，干坯置于窯爐中反應燒結，反應燒結溫度為1400℃，反應燒結保溫時間為4小時，自然冷卻至室溫，得到合成的鎂鋁尖晶石材料。
實施例3本例原料配方的重量配比鋁型材廠污泥為70％，堿式碳酸鎂為30％。按配方將兩種原料稱重，置于球磨機中濕法研磨24小時，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的漿料過濾脫水、100℃烘干24小時和破碎，得到小于30目的統料。在研磨統料中添加6％水進行混料，混料均勻，將混合料進行半干壓成型。成型坯100℃烘干24小時，干坯置于窯爐中反應燒結，反應燒結溫度為1400℃，反應燒結保溫時間為8小時，自然冷卻至室溫，得到合成的鎂鋁尖晶石材料。
實施例4本例原料配方的重量配比鋁型材廠污泥為65％，堿式碳酸鎂為35％。按配方將兩種原料稱重，置于球磨機中濕法研磨24小時，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的漿料過濾脫水、100℃烘干24小時和破碎，得到小于30目的統料。在研磨統料中添加6％水進行混料，混料均勻，將混合料進行半干壓成型。成型坯100℃烘干24小時，干坯置于窯爐中反應燒結，反應燒結溫度為1500℃，反應燒結保溫時間為4小時，自然冷卻至室溫，得到合成的鎂鋁尖晶石材料。
實施例5本例原料配方的重量配比鋁型材廠污泥為65％，堿式碳酸鎂為35％。按配方將兩種原料稱重，置于球磨機中濕法研磨24小時，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的漿料過濾脫水、100℃烘干24小時和破碎，得到小于30目的統料。在研磨統料中添加6％水進行混料，混料均勻，將混合料進行半干壓成型。成型坯100℃烘干24小時，干坯置于窯爐中反應燒結，反應燒結溫度為1550℃，反應燒結保溫時間為1小時，自然冷卻至室溫，得到合成的鎂鋁尖晶石材料。
實施例6本例原料配方的重量配比鋁型材廠污泥為65％，堿式碳酸鎂為35％。按配方將兩種原料稱重，置于球磨機中濕法研磨24小時，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的漿料過濾脫水、100℃烘干24小時和破碎，得到小于30目的統料。在研磨統料中添加6％水進行混料，混料均勻，將混合料進行半干壓成型。成型坯100℃烘干24小時，干坯置于窯爐中反應燒結，反應燒結溫度為1360℃，反應燒結保溫時間為4小時，自然冷卻至室溫，得到合成的鎂鋁尖晶石材料。
實施例7本例原料配方的重量配比鋁型材廠污泥為65％，堿式碳酸鎂為35％。按配方將兩種原料稱重，置于球磨機中濕法研磨24小時，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的漿料過濾脫水、100℃烘干24小時和破碎，得到小于30目的統料。在研磨統料中添加6％水進行混料，混料均勻，將混合料進行半干壓成型。成型坯100℃烘干24小時，干坯置于窯爐中反應燒結，反應燒結溫度為1500℃，反應燒結保溫時間為6小時，自然冷卻至室溫，得到合成的鎂鋁尖晶石材料。
實施例8本例原料配方的重量配比鋁型材廠污泥為65％，堿式碳酸鎂為35％。按配方將兩種原料稱重，置于球磨機中濕法研磨24小時，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的漿料過濾脫水、100℃烘干24小時和破碎，得到小于30目的統料。在研磨統料中添加6％水進行混料，混料均勻，將混合料進行半干壓成型。成型坯100℃烘干24小時，干坯置于窯爐中反應燒結，反應燒結溫度為1500℃，反應燒結保溫時間為1小時，自然冷卻至室溫，得到合成的鎂鋁尖晶石材料。
實施例9本例原料配方的重量配比鋁型材廠污泥為65％，堿式碳酸鎂為35％。按配方將兩種原料稱重，置于球磨機中濕法研磨24小時，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的漿料過濾脫水、100℃烘干24小時和破碎，得到小于30目的統料。在研磨統料中添加6％水進行混料，混料均勻，將混合料進行半干壓成型。成型坯100℃烘干24小時，干坯置于窯爐中反應燒結，反應燒結溫度為1600℃，反應燒結保溫時間為2小時，自然冷卻至室溫，得到合成的鎂鋁尖晶石材料。
本發明利用鋁型材廠工業污泥制備鎂鋁尖晶石材料。鎂鋁尖晶石材料具有優良的高溫熱學性能、力學性能和化學穩定性，特別是在堿性條件下，其化學穩定性尤為顯著，已經越來越廣泛地應用于耐火材料和陶瓷等領域。
權利要求
1.一種利用鋁型材廠污泥制備鎂鋁尖晶石材料的原料配方，其特征在于原料主要由鋁型材廠污泥和堿式碳酸鎂組成。
2.根據權利要求1所述的利用鋁型材廠污泥制備鎂鋁尖晶石材料的原料配方，其特征在于所述的原料配方的重量配比為鋁型材廠污泥為60～70％，堿式碳酸鎂為30～40％。
3.根據權利要求1或2所述的利用鋁型材廠污泥制備鎂鋁尖晶石材料的原料配方，其特征在于所述的原料配方中Al2O3/MgO的化學成分含量比范圍為2.1～3.0。
4.一種利用鋁型材廠污泥合成鎂鋁尖晶石材料的制備方法，其特征在于以鋁型材廠污泥和堿式碳酸鎂為主原料，將原料混合壓制成型，經高溫反應，反應產物經冷卻，制備得到鎂鋁尖晶石材料。
5.根據權利要求4所述的利用鋁型材廠污泥制備鎂鋁尖晶石材料的制備方法，其特征在于所述方法的制備步驟為按配方將鋁型材廠污泥和堿式碳酸鎂置于球磨機中研磨24小時，其中原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的漿料過濾脫水、100℃烘干24小時和破碎，得到小于30目的統料；在統料中添加(重量比)6～8％的水進行混料，混料攪拌均勻；混料壓制成型；成型坯體100℃烘干24小時；干坯置于窯爐中反應燒結、自然冷卻至室溫；得到MgAl2O4含量為80～98％的鎂鋁尖晶石材料。
6.根據權利要求5所述的利用鋁型材廠污泥合成鎂鋁尖晶石材料的制備方法，其特征在于所述的鎂鋁尖晶石反應溫度范圍為1300～1650℃，反應燒結保溫時間為1～8小時。
全文摘要
本發明提供一種利用鋁型材廠污泥制備鎂鋁尖晶石材料的配方與制備方法，該方法的原料配方主要由鋁型材廠污泥和堿式碳酸鎂組成；其制備方法為以鋁型材廠污泥和堿式碳酸鎂為主原料，將原料混合壓制成型，經高溫反應，反應產物經冷卻，得到制備的鎂鋁尖晶石材料。本發明利用鋁型材廠工業污泥制備鎂鋁尖晶石材料，屬于固體廢棄物的綜合利用，不僅解決了鋁型材廠工業污泥對環境的嚴重污染，而且節約了生產成本，經濟效益顯著，具有推廣應用價值；此外，利用該方法制備的鎂鋁尖晶石材料具有優良的高溫熱學性能、力學性能和化學穩定性，特別是在堿性條件下，其化學穩定性尤為顯著，已經越來越廣泛地應用于耐火材料和陶瓷等領域。
文檔編號C04B35/44GK1958458SQ20061013526
公開日2007年5月9日 申請日期2006年11月29日 優先權日2006年11月29日
發明者阮玉忠, 于巖, 吳任平, 花能斌, 沈陽 申請人:福州大學