本发明专利技术提供了一种利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺，包括如下步骤：将磷石膏、粉煤灰、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离，分离得到的固体焙烧后加工制得硫酸，分离得到的液体加CO2得到氢氧化铝，氢氧化铝再与大理石、碎玻璃、硅灰石、硅藻土、云母粉和高岭土氢氧化钠溶液、柠檬酸溶液和盐酸溶液制得耐火陶瓷砖。本发明专利技术将磷石膏和粉煤灰进行综合利用，具有可减少环境污染，附加值高，且制得的氢氧化铝是生产耐火陶瓷砖的良好原料，制备的耐火陶瓷砖有生产成本低的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺
本专利技术涉及一种利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺，属于冶金化工领域。
技术介绍
磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，其主要成分为硫酸钙，此外还含有多种其他杂质。陶瓷砖是由粘土和其他无机非金属原料，经成型、烧结等工艺生产的板状或块状陶瓷制品，用于装饰与保护建筑物、构筑物的墙面和地面。随着房地产业的迅速发展，使得瓷砖的生产和消费都获得了较大的发展，对于陶瓷砖的耐火性也提出了更高的要求，于是人们专利技术了一种耐火陶瓷砖，但是这种耐火陶瓷砖现在由于其主要成分氢氧化铝的的市场价格较为昂贵，导致了其生产成本高的问题。现目前，我国一方面磷石膏和粉煤灰都存在大量堆积，污染环境的问题，另一方面磷石膏和粉煤灰中都还存在许多有用组分。目前人们对磷石膏和粉煤灰的利用，主要都是用于建材方面，不过磷石膏中存在的酸会导致建材质量不佳，且这种利用方式的附加产值较低。目前综合利用磷石膏和粉煤灰制酸并联产耐火陶瓷砖的工艺，未见报道。专利技术目的本专利技术的目的在于，提供一种利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺。本专利技术将磷石膏和粉煤灰进行综合利用，具有可减少环境污染，附加值高，且制得的氢氧化铝是生产耐火陶瓷砖的良好原料，制备的耐火陶瓷砖有生产成本低的优点。本专利技术的技术方案一种利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺，包括如下步骤：A、将磷石膏、粉煤灰、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离；B、将步骤A中固液分离得到的沉淀进行浮选，分离出硫化物，将分离出的硫化物进行焙烧，再将焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸；C、向步骤A中固液分离得到的液体中加入CO2至沉淀不再产生，然后将沉淀烘干，粉碎，制得氢氧化铝；D、将大理石、碎玻璃、硅灰石和硅藻土混合均匀，粉碎，湿法球磨，过筛，干燥得到混合料，将混合料加入混料机中，然后向混料机加入步骤C制得的氢氧化铝，再加入云母粉和高岭土进行混料得到原料粉，将原料粉压制成型，然后送入窑中烧制，制得耐火陶瓷砖。前述的利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺，步骤A中，所述添加剂为碳酸钠、硫酸钠或烧碱；所述改性剂为无烟煤、碳或煤矸石；所述窑为工业回转窑、工业隧道窑或工业立窑。前述的利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺，步骤A中，所述的生料中，磷石膏和粉煤灰按照1-1.4:1-1.3重量比的比例混合，添加剂添加比例按生料中所含Na2O和Al2O3+Fe2O3总和的分子比为1:1添加，改性剂的混合比例为生料总重量的15-27%；所述焙烧的温度为1100-1300℃，时间为1-4.5h；所述水磨溶出时的液固体积比为4-7:1。前述的利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺，步骤B中，所述焙烧的温度1000-1200℃；时间为2-5h；条件为将硫化物置于40-45%的富氧环境下。前述的利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺，步骤C中，所述烘干温度为在100-120℃，沉淀烘干后水分低于0.5%。前述的利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺，按重量份计，步骤D中，所述耐火陶瓷砖包括40-50份大理石、10-15份碎玻璃、20-30份硅灰石、20-30份硅藻土、40-50份氢氧化铝、10-15份云母粉和40-50份高岭土。前述的利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺，步骤D中，所述湿法球磨是时间为8-10h；所述过筛是过100-120目筛网。前述的利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺，步骤D中，所述混料的时间为1-3h。前述的利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺，步骤D中，所述压制成型的压力为90-100MPa。前述的利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺，步骤D中，所述烧制具体是80-100min内升温至700-800℃后煅烧70-90min，再130-150min内升温至1300-1350℃后煅烧60-80min，最后在40-60min内降温至600-700℃，保温40-60min。本专利技术通过将磷石膏和高硫铝土矿反应、重组，使之成为有用物质。原理的总反应式为：CaSO4（磷石膏）+Na2O·SiO2·Al2O3（粉煤灰）→Na2O·Al2O3+CaO·SiO2↓+[硫]从该反应式可知，用磷石膏中的CaO与粉煤灰中的SiO2生成原硅酸钙（CaO·SiO2↓）后，得到可溶性极好的铝酸钠（Na2O·Al2O3）。反应式中的[硫]，是指通过生料加改性剂工艺，生成的金属硫化物，其主要成分为FeS；浸出熟料中的铝酸钠后，将得到的沉淀物浮选即可得到FeS。有益效果1、本专利技术通过将磷石膏和粉煤灰综合利用，混合添加剂和改性剂后经研磨，水磨溶出后进行固液分离，即可得到成分分明的产物，可大量消耗磷石膏和粉煤灰，减少磷石膏和粉煤灰对环境的污染。2、本专利技术通过将工业废渣磷石膏、粉煤灰、添加剂和改性剂混合研磨后焙烧，再进行水磨溶出和固液分离，原料成本低廉，工艺简单，且焙烧过程形成的主要成分金属硫化物、偏铝酸盐和硅酸盐成分分明，均可单独提取回收，大大提高了磷石膏和粉煤灰的附加值。3、本专利技术利用废料磷石膏和粉煤灰，加上添加剂和改性剂作为原料，焙烧后经过水磨溶出和固液分离就能得到成分分明的产物，焙烧过后产物中不含有机物，非常利于后期对产物各组分进行分别提取，尤其是固液分离中得到液体，几乎只含有可溶的偏铝酸钠，通入CO2气体后即可得到纯度很高的氢氧化铝，纯度可达98%以上，是制备耐火陶瓷砖的良好原料。4、本专利技术通过廉价的工业废渣磷石膏和粉煤灰，加上一定的添加剂和改性剂制得氢氧化铝的工艺简单，原料成本低廉，所得氢氧化铝的成本很低，可大大降低耐火陶瓷砖的生产成本，且所制备的耐火陶瓷砖具有很好的耐热性与强度。5、本专利技术通过将工业废渣磷石膏、粉煤灰、添加剂和改性剂混合研磨后焙烧，再水磨溶出后进行固液分离，再从分离出的沉淀中提取得到硫酸，生产成本低，工艺简单。性能检测取样实施例1-5制得的耐火陶瓷砖，进行耐火度、吸水率和抗折强度的检测。得表1结果。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。本专利技术的实施例实施例1：一种利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺，步骤如下：A、将磷石膏、粉煤灰、碳酸钠和碳混合并研磨制成生料，生料中，磷石膏和粉煤灰按照1.4:1重量比的比例混合，碳酸钠添加比例按生料中所含Na2O和A12O3+Fe2O3总和的分子比为1:1添加，碳的混合比例为生料总重量的15%送入工业立窑内焙烧，焙烧温度为1300℃，焙烧时间为1小时，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离，分离时液固体积比为4:1；B、将步骤A中固液分离得到的沉淀进行浮选，分离出硫化物，将分离出的硫化物置于40%的富氧环境下，在1000℃下焙烧5小时，焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸；C、向步骤A中固液分离得到的液体中加入CO2至沉淀不再产生，然后将沉淀在100℃下烘干，至水分低于0.5%后，粉碎，制得氢氧化铝；D、按重量份计，将40份大理石、10份碎玻璃、20份硅灰石和20份硅藻土混合均匀，粉碎，湿法球本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺，其特征在于，包括如下步骤：A、将磷石膏、粉煤灰、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离；B、将步骤A中固液分离得到的沉淀进行浮选，分离出硫化物，将分离出的硫化物进行焙烧，再将焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸；C、向步骤A中固液分离得到的液体中加入CO2至沉淀不再产生，然后将沉淀烘干，粉碎，制得氢氧化铝；D、将大理石、碎玻璃、硅灰石和硅藻土混合均匀，粉碎，湿法球磨，过筛，干燥得到混合料，将混合料加入混料机中，然后向混料机加入步骤C制得的氢氧化铝，再加入云母粉和高岭土进行混料得到原料粉，将原料粉压制成型，然后送入窑中烧制，制得耐火陶瓷砖。
【技术特征摘要】
1.一种利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺，其特征在于，包括如下步骤：A、将磷石膏、粉煤灰、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离；B、将步骤A中固液分离得到的沉淀进行浮选，分离出硫化物，将分离出的硫化物进行焙烧，再将焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸；C、向步骤A中固液分离得到的液体中加入CO2至沉淀不再产生，然后将沉淀烘干，粉碎，制得氢氧化铝；D、将大理石、碎玻璃、硅灰石和硅藻土混合均匀，粉碎，湿法球磨，过筛，干燥得到混合料，将混合料加入混料机中，然后向混料机加入步骤C制得的氢氧化铝，再加入云母粉和高岭土进行混料得到原料粉，将原料粉压制成型，然后送入窑中烧制，制得耐火陶瓷砖。2.根据权利要求1所述的利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺，其特征在于：步骤A中，所述添加剂为碳酸钠、硫酸钠或烧碱；所述改性剂为无烟煤、碳或煤矸石；所述窑为工业回转窑、工业隧道窑或工业立窑。3.根据权利要求1所述的利用磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火陶瓷砖的工艺，其特征在于：步骤A中，所述的生料中，磷石膏和粉煤灰按照1-1.4:1-1.3重量比的比例混合，添加剂添加比例按生料中所含Na2O和Al2O3+Fe2O3总和的分子比为1:1添加，改性剂的混合比例为生料总重量的15-27%；所述焙烧的温度为1100-1300℃，时间为1-4.5h；所述水磨溶出时的液固体积比为4-7:1。4.根据权利要求1所述的利...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈肖虎，陈庆，王海峰，阳辉，王芹，黄碧芳，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52
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