一种用含钛高炉水淬渣制备钛酸铝陶瓷材料的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102229495A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102229495A(43)申请公布日2011.11.02(21)申请号201110101537.3(22)申请日2011.04.22(71)申请人安徽工业大学地址243002安徽省马鞍山市湖东中路59号(72)发明人武杏荣吕辉鸿李辽沙王平申星梅朱建华曹发斌李敏红(74)专利代理机构马鞍山市金桥专利代理有限公司34111代理人周宗如(51)Int.Cl.C04B35/478(2006.01)C04B35/622(2006.01)B09B3/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种用含钛高炉水淬渣制备钛酸铝陶瓷材料的方法(57)摘要本发明提供一种用含钛高炉水淬渣制备钛酸铝陶瓷材料的方法，属于无机材料制备技术领域。本发明方法包括如下步骤：以含钛高炉渣与一定的硫酸溶液常温下混合，搅拌自引发酸解，瞬时产生大量的热，在酸解的同时，使Si组分迅速聚合成硅胶，经过抽滤后与石膏等留在残渣中，通过氨水调节滤液pH值水解，水解沉淀经洗涤、干燥和焙烧即可获得钛酸铝材料，且Ti和Al等有价组分回收率达到70%以上。该发明方法工艺简单、成本低，具有显著的经济社会效益。CN102945ACCNN110222949502229496A权利要求书1/1页1.一种用含钛高炉水淬渣制备钛酸铝陶瓷材料的方法，其特征在于该制备方法具体步骤如下：（1）、将含钛高炉渣烘干，粉碎后过200目筛，得到粒径不大于200目的含钛高炉渣粉体；（2）、配制质量百分浓度为55%-85%的硫酸溶液；（3）、根据含钛高炉渣的化学组成，按酸与含钛高炉渣的质量比为2：1，量取硫酸溶液；（4）、将步骤（1）得到的含钛高炉渣粉体在室温下倒入装有硫酸溶液的高压反应釜或常压反应器中，进行搅拌引发15min，常压反应中，搅拌引发15min后直接转入步骤（5），高压反应中，旋紧高压反应釜，搅拌引发15min后将高压反应釜置于烘箱中于160℃加热24h，使渣充分酸解，自然冷却后，打开高压反应釜；（5）、向步骤（4）酸解反应后的体系中加入水渣质量比为10：1的水于70℃下进行浸取1.5h；（6）、将步骤（5）反应产物过滤去除沉淀物，主要为石膏、聚合硅胶与酸的不溶物，得滤液，主要为钛、铝、镁和铁的硫酸盐混合溶液，备用；（7）、用27%的氨水调节步骤（6）得到的滤液的pH值为4.5-5.2，并置于70℃的恒温水浴中保温2小时，过程中体系自行水解；再将体系进行抽滤、洗涤，得到固相物质，并将该固相物质干燥；（8）、在大气氧位条件下，将步骤（7）得到的固相物质在1450℃焙烧2.5h，得到钛酸铝陶瓷材料。2CCNN110222949502229496A说明书1/3页一种用含钛高炉水淬渣制备钛酸铝陶瓷材料的方法[0001]技术领域[0002]本发明属于无机材料制备技术领域，具体涉及一种用含钛高炉水淬渣制备钛酸铝陶瓷材料的方法。背景技术[0003]钛酸铝(Al2TiO5)材料由于具有熔点高、热膨胀系数小、以及耐蚀性、抗渣性好和不被多种金属、玻璃浸润的特性，被广泛应用作有色冶金、铸造等行业的耐火材料。目前，合成钛酸铝的方法主要有液相法、固相法和机械激活法等，具体制备工艺可见文献“钛酸铝陶瓷粉料的制备与研究”（《广东建材》，2007（11）：pp16~19）和“机械激活法合成A12TiO5粉体中的各向异性生长”（《陶瓷学报，2006，27（1）：pp88~91》）。从文献中可以看出，制备钛酸铝产品的主要原料均为含钛和含铝的高纯化工原料，生产成本较高。[0004]含钛高炉渣中含有大量的有价组分钛和铝，是一种价值极高的冶金二次资源。目前含钛高炉渣的综合利用率低，大多数利用方式仍处于低附加值层次，即使对其进行资源化利用（如：制取TiO2及TiCl4、含钛组分的选择性富集、长大与分离等），也只是提取单一组分Ti，附加值较低，且生产过程比较复杂，难以实现大宗量利用。发明内容[0005]本发明为了克服现有钛酸铝生产成本高以及含钛高炉渣资源化利用的缺陷，提供了一种以含钛高炉水淬渣(以下简称为含钛高炉渣)为主要原料来制备钛酸铝陶瓷材料的方法。[0006]本制备方法所涉及的原料及具体制备方法如下：1、制备钛酸铝的主要原料本发明所用主要原料为含钛高炉渣，其典型成分见表1，该高炉渣中的钛和铝的氧化物含量占总组分的34%以上，为该方法制备钛酸铝提供了丰富的钛和铝的来源。[0007]表1含钛高炉渣的主要化学成分（wt.%）TiO2CaOAl2O3MgOFe2O3SiO2Na2OK2O其它20.125.814.06.75.224.40.60.82.42、制备方法具体步骤如下：（1）、将含钛高炉渣烘干，粉碎后过200目筛，得