[19]中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公开说明书
[21]申请号200410061030.X
[51]Int.CI7
C04B 14/04C04B 14/10C04B 18/14B09B 3/00
[43]公开日2005年4月27日[22]申请日2004.10.29[21]申请号200410061030.X
[71]申请人福州大学
地址350002福建省福州市工业路523号[72]发明人吴任平 阮玉忠 吴敏生 于岩 陈小娟
[11]公开号CN 1609034A
[74]专利代理机构福州智理专利代理有限公司
代理人丁秀丽
权利要求书 1 页 说明书 2 页
[54]发明名称
用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方法[57]摘要
一种用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方法，它解决了现有技术的原料成本高、合成料中堇青石含量低的缺陷，是一种成本低、合成的堇青石含量高的方法。本发明产品的原料包括：铝厂工业污泥48－50％、滑石粉24－25％、粘土25－
27％、TiO20－3％。合成料产品中堇青石含量≥95％，最高达到99.5％，莫来石含量为0.5－5％。本发明采用铝厂工业污泥为主原料，原料的粒子表面积大，活性高，有利固相反应和烧结，可以合成高纯度优质堇青石。添加少量TiO2矿化剂，使粒子扩散速度加快，合成料堇青石含量高达95％以上，甚至有的达到99.5％。由于原料成本很底，原料加工费用少，经济效益，社会效益显著。
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权 利 要 求 书
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1.一种用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方法，它所采用的原料包括：滑石和粘土，其特征在于：它还包括铝型材厂工业污泥和TiO2矿化剂；将上述四种原料混合后，在球磨机中充分研磨，研磨料经脱水，研磨脱水原料经挤压成条状的坯体；条状坯体经烘干，干坯置于高温炉中煅烧合成，自然冷却至室温，即为合成堇青石材料的熟料。
2.根据权利要求1所述的堇青石材料的合成方法，其特征在于：四种原料配方及重量百分数为： 铝厂工业污泥：48-50％ 滑石粉 ：24-25％ 粘土 ：25-27％ TiO2 ：0-3％
3.根据权利要求2所述的用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方法，其特征在于：四种原料在球磨机中研磨12-18小时，料∶球∶水＝1∶1.5∶0.8。
4.根据权利要求3所述的用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方法，其特征在于：研磨原料的粒度≤240目，经压滤脱水后含水量控制在15-20％。 5.根据权利要求2或3或4所述的用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方法，其特征在于：经过研磨脱水后的的混合料经真空练泥后，挤压成型为条状的坯体。
6.根据权利要求5所述的用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方法，其特征在于：条状坯体，经80℃烘干12小时干燥后，坯体置于高温炉中1330-1370℃煅烧，煅烧保温时间为2-6小时后，自然冷却至室温，即为条状合成料。
7.根据权利要求6所述的用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方法，其特征在于：合成料经破碎和研磨成二种粒度的产品，粗粒度产品：8-22目；细粒度产品：180-320目。
8.根据权利要求1和7所述的用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方法，其特征在于：合成产品中堇青石含量≥95％，莫来石含量为0.5-5％。
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说 明 书
用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方法
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技术领域：
本发明涉及用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方法。 背景技术：
堇青石材料膨胀系数小，热稳定性好，可作为特种耐火材料，泡沫陶瓷，催化剂载体等原料。常规方法是采用工业氧化铝，滑石和粘土为原料，原料成本高，原料加工细度不够，固相反应不完全，使合成料堇青石含量小于95％。很难达到95％以上，使得合成料使用范围受到。 发明内容：
本发明解决了现有技术所存在的原料成本高、合成料中堇青石含量低的缺陷，提供一种原料成本低廉、合成的堇青石含量高的用铝型材厂工业污泥合成高纯度堇青石材料的方法。
本发明的技术方案如下：
1、本发明的原料包括：滑石和粘土，其特征在于：它还包括铝型材厂工业污泥和TiO2矿化剂；将四种原料混合后，在球磨机中充分研磨，研磨料经脱水，研磨脱水原料经挤压成条状的坯体；条状坯体经烘干，干坯置于高温炉中煅烧合成，自然冷却至室温，即为合成堇青石材料的熟料；合成熟料经破碎研磨成粒度产品。
本发明采用铝型材厂工业污泥为主原料。它是铝型材表面处理过程产生大量的废液，废液经综合处理产生的固体污泥，这种污泥主要成分是γ-AlOOH、Al2(OH)3，其中部分是晶体，部分是无定形体，粒子超细，大约在0.1-1μm。粒子表面积大，活性高，有利固相反应和烧结，可以用以合成优质堇青石的主原料。由于原料超细，活性高，有利固相反应形成堇青石。本发明在配方中添加少量TiO2矿化剂，使TiO2引入晶体结构形成固溶体，使粒子扩散速度加快，大大促进固相反应形成堇青石，因此合成料堇青石含量高达95％以上，甚至有的达到99.5％。由于原料成本很底，原料加工费用少，经济效益，社会效益显著，具有很强市场竞争能力。由于合成堇青石含量高，它可作为泡沫陶瓷和催化剂载体的特殊用途。经查新，国内外尚未利用铝厂工业污泥合成堇青石材料，属于国内外首家研究的项目。属国家863计划项目(编号2003AA322020)，研究结果致使铝厂工业污泥充分利用，以达到工业污泥资源化，经济效益化和无害化的目的，具有重大的环保意义。本发明与常规方法相比具有原料创新，技术创新和工艺创新。 具体实施方式：
本发明以铝型材厂工业污泥，滑石和粘土为主原料，添加TiO2矿化剂，各种原料的组成和重量百分数为： 铝型材厂工业污泥：48-50％ 滑石粉：24-25％ 粘土：25-27％ TiO2：0-3％
四种原料按照配比进行混料后，在球磨机中研磨12-18小时，料∶球∶水＝1∶1.5∶0.8。要求研磨原料的粒度≤240目，经压滤脱水后含水量控制在15-25％。
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200410061030.X说 明 书 第2/2页
经真空练泥后，挤压成型为条状的坯体，经80℃烘干12小时干燥后坯体置于高温炉中1330-1370℃煅烧。煅烧保温时间为2-6小时后，自然冷却至室温，条状合成料经破碎和研磨成二种粒径的产品，粗粒径产品：8-22目；细粒径产品：180-320目。 实施例1：
利用铝型材厂工业污泥，滑石粉和粘土为原料，不添加TiO2矿化剂，其配方如下：
铝厂工业污泥：49％ 滑石粉：24％ 粘土：27％ 实施例2：
利用铝型材厂工业污泥，滑石粉和粘土为原料，添加1.5％TiO2矿化剂，其配方如下：
铝厂工业污泥：48％ 滑石粉：24％ 粘土：26.5％ TiO2：1.5％ 实施例3：
利用铝厂工业污泥，滑石粉和粘土为原料，添加1.5％TiO2 矿化剂，其配方如下：
铝厂工业污泥：48％ 滑石粉：24％ 粘土：25％ TiO2：3％
上述实施例的制备方法：将原料混合，在球磨中研磨15小时后，研磨料经压滤脱水，控制含水量为20％，经真空练泥后，挤压成为条状的坯体，坯体经80℃烘干12小时后，坯体置于高温炉中1350℃煅烧，保温5小时，自然冷却至室温。合成料经破碎和研磨成二种粒径的产品，粗粒径产品：8-22目；细粒径产品：180-320目。合成料中堇青石含量：实施例1的堇青石含量为86％，莫来石含量为16％；实验2的堇青石含量为95.4％，莫来石含量为4.6％；实验3的堇青石含量为99.5％莫来石含量为0.5％。
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