一种铝基固废多孔材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114105611A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202111549490.7C04B38/02(2006.01)(22)申请日2021.12.17(71)申请人中国铝业股份有限公司地址100082北京市海淀区西直门北大街62号(72)发明人张林丰康泽双刘中凯闫琨李帅练以诚曹瑞雪(74)专利代理机构北京华沛德权律师事务所11302代理人曹洪进(51)Int.Cl.C04B33/138(2006.01)C04B33/132(2006.01)C04B33/24(2006.01)C04B33/13(2006.01)权利要求书1页说明书12页附图1页(54)发明名称一种铝基固废多孔材料及其制备方法(57)摘要本发明特别涉及一种铝基固废多孔材料及其制备方法，属于固体废物综合利用技术领域，多孔材料的原料以质量百分比计包括：铝灰40‑70％，赤泥0‑40％，炭渣0‑20％，高岭土20％。其通过原料的相互配合，有效利用铝灰中的各项成分，能够实现铝工业废弃物的高价值利用，铝灰中的氟化物辅助铝灰和赤泥中的氧化铝和氧化硅反应形成陶瓷物相，加速原料的莫来石化反应，以形成多孔材料的基体；铝灰中的氮化铝能够协同炭渣辅助发泡，提供多孔材料的多孔条件；赤泥和铝灰中的组分能够起到固氟的作用；高岭土作为粘结剂和烧结助剂，能够与赤泥协同，共同促进烧结温度的降低，实现采用以铝灰为主体的低成本化原料制备多孔材料的目的，并且能够充分利用铝工业固废中的各项有效成分。CN114105611ACN114105611A权利要求书1/1页1.一种铝基固废多孔材料，其特征在于，所述多孔材料的原料以质量百分比计包括：铝灰40‑70％，赤泥0‑40％，炭渣0‑20％，高岭土20％。2.一种铝基固废多孔材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：采用权利要求1所述的原料经混合和研磨得到预制料；将所述预制料与发泡剂混合，得到浆料；将所述浆料经搅拌引入气泡，得到第一气泡浆料；将所述第一气泡浆料经振荡发泡，得到第二气泡浆料；将所述第二气泡浆料经干燥和烧制，得到所述铝基固废多孔材料。3.根据权利要求2所述的铝基固废多孔材料的制备方法，其特征在于，以质量百分比计，所述发泡剂的成分包括0.2‑1.5％表面活性剂、0.2‑1.0％的稳定剂及0.1‑3.0％硅烷偶联剂。4.根据权利要求3所述的铝基固废多孔材料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂包括阴离子表面活性剂A和非离子表面活性剂B，所述表面活性剂的HLB值为8‑18。5.根据权利要求3所述的铝基固废多孔材料的制备方法，其特征在于，所述稳定剂包括羧甲基纤维素、甲基纤维素、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、糊精中的任意一种或多种组合。6.根据权利要求2所述的铝基固废多孔材料的制备方法，其特征在于，所述预制料的粒径≤150μm。7.根据权利要求2所述的铝基固废多孔材料的制备方法，其特征在于，所述浆料的含水质量百分比为20‑40％。8.根据权利要求2所述的铝基固废多孔材料的制备方法，其特征在于，所述搅拌的转速为500‑1000r/min，所述搅拌的时间为10‑30min。9.根据权利要求2所述的铝基固废多孔材料的制备方法，其特征在于，所述振荡发泡的频率为2‑3Hz，所述振荡发泡的时间为2‑4h。10.根据权利要求2所述的铝基固废多孔材料的制备方法，其特征在于，所述烧制包括如下步骤：以3‑5℃/min的升温速率从0℃升温至300℃；以10℃/min的升温速率从300℃升温至900℃；以3‑5℃/min的升温速率从900℃升温至1100℃；以3℃/min的升温速率从1100℃升温至1140‑1400℃；保温30min后随炉冷却。2CN114105611A说明书1/12页一种铝基固废多孔材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于固体废物综合利用技术领域，特别涉及一种铝基固废多孔材料及其制备方法。背景技术[0002]铝灰、炭渣、赤泥是铝工业所产生的重要固体废弃物，铝矿石和二次铝资源每生产1t熔融金属铝分别产生15‑25kg和80‑150kg的铝灰，经过提铝后的二次铝灰含约3‑10％的金属铝，15‑50％的氮化铝，20‑40％的氧化铝和其他金属氧化物，5‑10％的含氟盐类，氮化铝易水解产生氢气、氨气等气体污染大气，氟化物对土壤、水体有较大污染，作为危废目前多采用回收其中金属铝或无害化处理；炭渣主要产生于电解铝生产过程中，每生产1t原铝约产出10‑15kg的阳极炭渣；赤泥是氧化铝生产过程中产生的强碱性固体废弃物，其中拜耳法是生产氧化铝的主要方法，占全球氧化铝总产量的90％以上，每生产1t氧化铝产生1.0‑2.0t赤泥，我国赤泥年综合利用量不足5％，远小于每年新产生量，目前主要采