一种白泥或粉煤灰制莫来石的方法及制备的莫来石技术

本发明专利技术涉及粉煤灰或含铝矿物经过提铝后的剩余残渣的利用领域，提供一种白泥或粉煤灰制莫来石的方法及制备的莫来石。白泥制莫来石的方法包括：将白泥依次进行脱炭、脱硅、磁选、除炭、酸洗、水洗、成型、烧结，得到莫来石，其中，所述白泥为含铝矿物经过提铝后的剩余残渣。该方法可以有效地将白泥或粉煤灰进行制备获得莫来石相含量高且耐火度高的莫来石，提供了粉煤灰和含铝矿物经过提铝后的剩余残渣的有益的应用。

Preparation of mullite from white mud or fly ash and preparation of mullite

The present invention relates to the utilization of residual residue of fly ash or aluminum containing minerals after extraction of aluminium, and provides a method for preparing mullite from white mud or fly ash and mullite prepared by the method. Including the method of white mud mullite: white mud in removing carbon, desilication, separation and removal of carbon, pickling, washing, molding, sintering, obtained mullite, which is aluminum mineral residue after extracting aluminum after the white mud. The method can effectively prepare white mud or fly ash to obtain Mullite with high mullite content and high refractoriness, and provide useful application of residual residues of fly ash and aluminum minerals after extraction of aluminum.

【技术实现步骤摘要】
一种白泥或粉煤灰制莫来石的方法及制备的莫来石
本专利技术涉及粉煤灰或含铝矿物经过提铝后的剩余残渣的利用领域，具体地，涉及一种白泥或粉煤灰制莫来石的方法及制备的莫来石。
技术介绍
莫来石是铝硅酸盐在高温下生成的矿物，人工加热铝硅酸盐时会形成莫来石。通常用烧结法或电熔法等人工合成。莫来石是一种优质的耐火材料，它具有膨胀均匀、热震稳定性极好、荷重软化点高、高温蠕变值小、硬度大、抗化学腐蚀性好等特点，目前主要有高纯电熔莫来石、普通电熔莫来石、全天然铝矾土精矿烧结莫来石和轻烧莫来石。《莫来石陶瓷的应用与制备进展》(赵月明等，中国陶瓷，Vol.49,No.1,2013.1,5-7页)介绍了莫来石的制备，可以以高岭石，或粉煤灰、氧化铝加入马铃薯淀粉，或无机硝酸铝、正硅酸乙酯，或异丙醇铝-硝酸铝-正硅酸乙酯等为原料，通过固态烧结法、溶胶-凝胶法、熔融法获得莫来石。《透辉石改性粉煤灰基莫来石的性能和微观结构》(诸华军等，人工晶体学报，Vol.42,No.10,2013.10,2092-2098页)公开了采用粉煤灰、熟铝矾土和球粘土为主要原料，以透辉石为烧结助剂，低温烧结(1400℃)制备结构致密的粉煤灰基莫来石。CN102659449A公开了一种微孔轻质莫来石耐火骨料及制备方法。选用硅石粉和氢氧化铝为起始物料，外加结合剂、添加剂和烧失物，起始料的重量百分比为：硅石粉30～40，氢氧化铝60～70％；外加结合剂、添加剂和烧失物的加入量占起始物料总重量的百分比为：结合剂2～4％，添加剂为0.3～0.6％和烧失物20～30％。白泥是粉煤灰、钾长石和霞石等含铝矿物提铝后剩余残渣，量大质轻，作为废料处理将影响环境，因此需要开发一种可大量消耗白泥的经济有效的处理技术。粉煤灰是燃煤电厂排放的固体废弃物，造成严重的环境和生态污染。CN公开了一种以高铝粉煤灰为单一铝源制备高铝质耐火砖用莫来石骨料的方法。以准格尔高铝粉煤灰为唯一原料，不添加额外的铝源，经预处理、球磨、成型、烧结得到高铝质耐火砖用莫来石骨料。并具体公开了成型方法为半干法压制成型，需要添加5～10％的水，和粘结剂，粘结剂为1重量％的羧甲基纤维素钠盐、1重量％甲基纤维素、1重量％乙基纤维素或2重量％面粉。但是该方法需要加入粘结剂，不但制备步骤多且会引入杂质。再有添加水会增加后续烧结过程的能耗。另外该方法与其他已有的粉煤灰处理方法相似，是将粉煤灰制备为莫来石和含硅的产品。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决如何有效处理含铝矿物提铝后剩余残渣——白泥，以及如何利用粉煤灰生产氧化铝和莫来石的问题，提供一种白泥或粉煤灰制莫来石的方法及制备的莫来石。使用白泥或粉煤灰可以制备成莫来石相含量高且耐火度高的莫来石。为了实现上述目的，本专利技术提供一种白泥制莫来石的方法，该方法包括：(1)将白泥依次进行脱炭、脱硅、磁选、除炭、酸洗和水洗得到制备莫来石的原料；(2)将所述原料依次进行成型和固相烧结，得到莫来石；其中，所述白泥为含铝矿物经过提铝后的剩余残渣。本专利技术还提供了一种粉煤灰制莫来石的方法，该方法包括：(a)将粉煤灰与酸液接触进行酸法提铝，得到氧化铝和剩余残渣；(b)将所述剩余残渣通过本专利技术白泥制莫来石的方法制备莫来石。本专利技术还提供了一种本专利技术的方法制得的莫来石。通过上述技术方案，可以有效地开发利用含铝矿物提铝后的剩余残渣，将白泥进行制备得到莫来石，提供白泥有益的应用。同时，利用本专利技术提供的方法，可以实现将粉煤灰通过制备氧化铝和莫来石的工艺路线加以利用，而且此工艺路线中可以以更简便的成型方式完成成型步骤，无需加水和粘结剂，且可以节省烧结步骤的能耗。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的白泥制莫来石方法的流程示意图；图2是实施例1制备的M1的SEM图像；图3是实施例1制备的M1的XRD谱图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供一种白泥制莫来石的方法，如图1，该方法包括：(1)将白泥依次进行脱炭、脱硅、磁选、除炭、酸洗和水洗得到制备莫来石的原料；(2)将所述原料依次进行成型和固相烧结，得到莫来石；其中，所述白泥为含铝矿物经过提铝后的剩余残渣。根据本专利技术，提供的白泥制莫来石的方法用于处理含铝矿物提铝后的剩余残渣，进行有益的利用。所述白泥为粉煤灰、钾长石和霞石中的至少一种经过提铝后的剩余残渣。所述提铝可以是本领域常规的以盐酸或硫酸为提取介质提取粉煤灰、钾长石和霞石中的铝的方法。优选地，以所述白泥的总重量为基准，所述白泥含有40～60重量％的SiO2，20～30重量％的Al2O3；所述白泥的烧失量为3～18重量％。更优选，所述白泥还含有0～3重量％的P2O5、0～3重量％的K2O、0～5重量％的CaO、0～5重量％的TiO2、0～5重量％的TFe2O3及0～2重量％的Na2O。其中，TFe2O3表示三价和四价铁的氧化物的混合物。本专利技术提供的白泥制莫来石的方法中，先以步骤(1)将白泥调整为能够用于制备莫来石的原料。根据本专利技术，所述脱炭的目的是为了将所述白泥中的碳资源得以有效回收利用，得到的所述脱碳的产物也可以称为脱炭白泥。优选地，所述脱炭可以为浮选脱炭，优选将所述白泥与含有捕收剂和抑制剂的溶液相接触进行脱炭。更优选，所述捕收剂选自柴油、煤油、油酸和盐酸基吡啶中的至少一种，所述抑制剂选自碳酸钠、水玻璃、氢氧化钠和柠檬酸中的至少一种。其中含有捕收剂和抑制剂的溶液中，捕收剂含量可以为0.2～0.5重量％，抑制剂含量可以为0.2～0.5重量％。进行浮选脱炭可以选用SF浮选机设备进行，具体可以为红星矿山机器有限公司商购的设备。本专利技术中，所述白泥与含有捕收剂和抑制剂的溶液的重量比为(0.1～0.5)：1。根据本专利技术，所述脱硅是为了回收所述白泥中多余的硅资源，并调节所述白泥中的铝硅比，得到的所述脱硅的产物也可以称为脱硅白泥。优选情况下，所述脱硅为碱溶脱硅，优选将所述脱炭的产物与碱液相接触进行脱硅。优选，所述碱液的浓度40g/L～100g/L，更有优选所述碱液可以为碱金属氢氧化物的水溶液，例如所述碱液为氢氧化钠的水溶液。更优选地，进行所述脱硅时，所述碱液与所述脱炭的产物之间的液固比为(3～6)：1，脱硅时间为10～100min，脱硅温度为70～100℃。优选脱硅温度为80～95℃。一种优选实施方式，进行所述脱硅，可以通过将所述脱炭的产物放入碱液中机械搅拌反应10～100min，然后分离洗涤以实施。根据本专利技术，所述磁选是为了除去所述脱硅的产物中的杂质钛和铁，得到的所述磁选的产物也可以称为脱磁白泥。优选地，所述磁选为分级磁选；更优选地，在磁感应强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白泥制莫来石的方法，该方法包括：(1)将白泥依次进行脱炭、脱硅、磁选、除炭、酸洗和水洗得到制备莫来石的原料；(2)将所述原料依次进行成型和固相烧结；其中，所述白泥为含铝矿物经过提铝后的剩余残渣。

【技术特征摘要】
1.一种白泥制莫来石的方法，该方法包括：(1)将白泥依次进行脱炭、脱硅、磁选、除炭、酸洗和水洗得到制备莫来石的原料；(2)将所述原料依次进行成型和固相烧结；其中，所述白泥为含铝矿物经过提铝后的剩余残渣。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述白泥为粉煤灰、钾长石和霞石中的至少一种经过提铝后的剩余残渣；优选地，以所述白泥的总重量为基准，所述白泥含有40～60重量％的SiO2，20～30重量％的Al2O3；所述白泥的烧失量为3～18重量％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述脱炭为浮选脱炭，将所述白泥与含有捕收剂和抑制剂的溶液相接触进行脱炭；所述捕收剂选自柴油、煤油、油酸和盐酸基吡啶中的至少一种，所述抑制剂选自碳酸钠、水玻璃、氢氧化钠和柠檬酸中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述脱硅为碱溶脱硅，将所述脱炭的产物与碱液相接触进行脱硅，所述碱液的浓度为20g/L～100g/L，所述碱液与所述脱炭的产物之间的液固比为(3～6)：1，脱硅时间为10～100min，脱硅温度为70～100℃；所述碱液为碱金属氢氧化物的水溶液。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述磁选为分级磁选，优选在磁感应强度为1T～3T下将所述脱硅的产物进行除...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓婷，王宝冬，孙琦，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11