The invention relates to the preparation field of alumina fibers, in particular to a method for preparing continuous alumina fibers from coal gangue. It includes crushing coal gangue, roasting activation, leaching with hydrochloric acid, removing iron, then crystallizing with aluminium chloride to prepare spinnable sol, and finally electrospinning to prepare continuous alumina fibers. The preparation method has the advantages of simple operation, low cost, easy control of the process, high extraction rate of alumina and stable product quality. The synergistic utilization of coal gangue and red mud has been realized. The continuous alumina fiber has good thermal stability, chemical corrosion resistance and good wettability, and can be used as various heat treatment furnaces in iron and steel industry. The energy-saving effect is remarkable. In addition, it can be used as catalyst carrier in chemical industry. Thermal insulation materials for nuclear reactors and space shuttles, reinforcing materials for light alloys, etc.
【技术实现步骤摘要】
一种由煤矸石制备连续氧化铝纤维的方法
本专利技术涉及氧化铝纤维的制备领域,具体是一种由煤矸石制备连续氧化铝纤维的方法。
技术介绍
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物,是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。其主要成分是Al2O3、SiO2,另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)。煤矸石弃置不用,占用大片土地。中国积存煤矸石达10亿吨以上,每年还将排出煤矸石1亿吨。煤矸石的综合利用,已经成为全球关注的一个问题。煤矸石是我国产生量最大的工业固体废弃物之一,大量堆存带来了严重的环境污染。煤矸石具有双重属性,它不仅是一种固体废物,同时也是一种重要的资源。过去,煤矿以生产煤炭为唯一任务,煤矸石被当作固体废物堆积起来。而今各地的经验表明,煤矸石具有广泛的应用价值。其利用方式主要以建工、建材为主,方式单一,利用水平低,提取氧化铝作为其高值化利用的重要方式之一,对提高其利用率和利用水平有重要的意义。酸溶法提取氧化铝是常用的方法,但由于煤矸石和粉煤灰化学组成稳定,碳酸钠烧结活化可达到高的氧化铝提取率,而且可同步将其中的SiO2转化为高值化硅产品,实现铝、硅的同步高值利用,但由于碳酸钠耗量大、成本高,限制了其工业化应用。赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣,一般平均每生产1吨氧化铝,附带产生1.0~2.0吨赤泥。中国作为世界第4大氧化铝生产国,每年排放的赤泥高达数百万吨。大量的赤泥不能充分有效的利用,只能依靠大面积的堆场堆放,占用了大量土地,也对环境造成了严重 ...
【技术保护点】
1.一种由煤矸石制备连续氧化铝纤维的方法,其特征在于,包括如下步骤:⑴煤矸石粉碎与热活化:将煤矸石进行粉碎、过筛,然后与赤泥、碳酸钠进行混合,得到混合物料,对混合物料进行焙烧,焙烧温度为750℃±50℃,焙烧时间为1h,之后立即取出,自然冷却至室温;⑵盐酸浸取:将焙烧后的混合物料浸于质量分数为20%的盐酸中,固液比为1:4,酸浸时间2h,反应完成后真空过滤,其中溶液为铝盐溶液,固体渣为提铝渣;⑶除铁:向铝盐溶液中加入氢氧化钠溶液,调节pH 至6,加热,自然冷却至室温,过滤得到沉淀物,用热水洗涤沉淀物,在沉淀物上滴加盐酸溶液调节pH至5,再次过滤,得到澄清透明的氯化铝和盐酸的混合溶液;⑷浓缩:将混合溶液送入结晶反应釜内,在结晶反应釜内负压浓缩,浓缩后的母液放入缓冲冷却罐,冷却析出结晶氯化铝晶体,浓缩得到的酸液可以循环使用;⑸溶胶‑凝胶:取氯化铝晶体溶于去离子水中,加入铝粉,在80℃~100℃的条件下反应制成聚合氯化铝母液,再将该母液和硅溶胶混合,加入有机成纤助剂PVP,减压蒸馏浓缩,制备粘度为20Pa·s可纺性溶胶;⑹静电纺丝:制得的可纺性溶胶注入静电纺丝装置中,在电压20 kV、进料速 ...
【技术特征摘要】
1.一种由煤矸石制备连续氧化铝纤维的方法,其特征在于,包括如下步骤:⑴煤矸石粉碎与热活化:将煤矸石进行粉碎、过筛,然后与赤泥、碳酸钠进行混合,得到混合物料,对混合物料进行焙烧,焙烧温度为750℃±50℃,焙烧时间为1h,之后立即取出,自然冷却至室温;⑵盐酸浸取:将焙烧后的混合物料浸于质量分数为20%的盐酸中,固液比为1:4,酸浸时间2h,反应完成后真空过滤,其中溶液为铝盐溶液,固体渣为提铝渣;⑶除铁:向铝盐溶液中加入氢氧化钠溶液,调节pH至6,加热,自然冷却至室温,过滤得到沉淀物,用热水洗涤沉淀物,在沉淀物上滴加盐酸溶液调节pH至5,再次过滤,得到澄清透明的氯化铝和盐酸的混合溶液;⑷浓缩:将混合溶液送入结晶反应釜内,在结晶反应釜内负压浓缩,浓缩后的母液放入缓冲冷却罐,冷却析出结晶氯化铝晶体,浓缩得到的酸液可以循环使用;⑸溶胶-凝胶:取氯化铝晶体溶于去离子水中,加入铝粉,在80℃~100℃的条件下反应制成聚合...
【专利技术属性】
技术研发人员:任军,安江伟,丰开庆,赵金仙,张志磊,
申请(专利权)人:山西载驰科技有限公司,
类型:发明
国别省市:山西,14
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