多孔陶瓷以及气化渣制备多孔陶瓷的方法技术

本发明专利技术涉及多孔陶瓷领域，公开了一种多孔陶瓷以及气化渣制备多孔陶瓷的方法，该方法包括：将气化渣与粘结剂、发泡剂、助剂、水玻璃混合，将得到的混合物挤压成型后进行煅烧，其中，所述粘结剂为膨润土、粘土、硼砂、石英粉、硅藻土、淀粉和高岭土中的至少一种，所述发泡剂为碳酸氢钠、碳酸铵和碳酸钠中的至少一种，所述助剂为炭粉和/或焦炭。本发明专利技术的方法工艺简单，成本较低，制品性能优良，可以大量消耗煤气化炉渣，实现了气化渣变废为宝；并且，本发明专利技术的方法制备的多孔陶瓷在满足气孔率和吸水率的情况下，具有较高的抗折强度，特别适用于制备对抗折强度要求高的多孔陶瓷。

Preparation of Porous Ceramics from Porous Ceramics and Gasified Slag

【技术实现步骤摘要】
多孔陶瓷以及气化渣制备多孔陶瓷的方法
本专利技术涉及多孔陶瓷领域，具体涉及一种气化渣制备多孔陶瓷的方法以及该方法制备的多孔陶瓷。
技术介绍
气化渣是煤炭与添加剂在高温气化反应时的熔渣，其主要组成为氧化硅，氧化铝、氧化钙、氧化铁和残炭等，因其含炭量较高，松散度好，并且具有一定的热值，关于气化渣资源化利用的研究方向大部分都集中在二次燃烧领域。范家峰等(CN201210511610.9，一种煤化工气化渣的处理方法)公开了一种煤化工气化渣的处理方法，将气化渣和煤泥均匀混合后再加入白泥浆，之后将混合物输送到流化床锅炉内，通过流化床锅炉燃烧技术实现气化渣的综合利用。高继光等(节能与环保，2014年02期，水煤浆气化灰渣综合利用和效益分析)报道了气化渣的特性和处理方法，并对气化渣和煤泥混合后通过煤泥管道向锅炉输送燃烧进行了效益分析。虽然气化渣二次燃烧可以回收其中的热量，但气化灰渣质地疏松，燃烧不完全，二次焚烧会形成扬析，造成新的污染。因此，也有部分学者将气化渣应用到无机多孔材料行业。张积耀等(CN102372496A)公开了一种气化渣与黏土、助熔剂和水等按一定比例混合造粒后进行焙烧制备陶粒的方法；赵永彬等(CN105130487A)公开了一种气化渣与粉煤灰、粘结剂、助熔剂、水等按一定比例混合进行焙烧制备过滤陶瓷的方法，其制品的密度1600-1700kg/m3，吸水率为30％，抗折强度为15MPa以上，0.2MPa下水通量为40000L/h·m2；方斌正等(CN104774023A)公开了一种气化渣与粉煤灰、钾长石、钠长石以及外加助剂等制备轻质陶粒的方法，其制品体积密度小于700kg/m3，筒压强度可高达10MPa以上。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有的气化渣制备多孔陶瓷方法复杂、成本高、制备的多孔陶瓷抗折强度低的缺陷，提供一种多孔陶瓷以及气化渣制备多孔陶瓷的方法。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种气化渣制备多孔陶瓷的方法，其中，该方法包括：将气化渣与粘结剂、发泡剂、助剂、水玻璃混合，将得到的混合物挤压成型后进行煅烧，其中，所述粘结剂为膨润土、粘土、硼砂、石英粉、硅藻土、淀粉和高岭土中的至少一种，所述发泡剂为碳酸氢钠、碳酸铵和碳酸钠中的至少一种，所述助剂为炭粉和/或焦炭。本专利技术第二方面提供由本专利技术的方法制备的多孔陶瓷。本专利技术的气化渣制备多孔陶瓷的方法，工艺简单，成本较低，制品性能优良，具有较好的经济效益，同时可以大量消耗煤气化炉渣，有利用环境保护，实现了气化渣变废为宝，高值化利用的目的；并且，本专利技术的方法制备的多孔陶瓷在具有较高的气孔率和吸水率的同时还具有较高的抗折强度，本专利技术的方法尤其特别适用于制备对抗折强度要求高的多孔陶瓷。具体实施方式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。本专利技术一方面提供一种气化渣制备多孔陶瓷的方法，其中，该方法包括：将气化渣与粘结剂、发泡剂、助剂、水玻璃混合，将得到的混合物挤压成型后进行煅烧，其中，所述粘结剂为膨润土、粘土、硼砂、石英粉、硅藻土、淀粉和高岭土中的至少一种，所述发泡剂为碳酸氢钠、碳酸铵和碳酸钠中的至少一种，所述助剂为炭粉和/或焦炭。根据本专利技术的一种优选实施方式，所述混合的过程包括：先将气化渣与粘结剂、发泡剂、助剂混合，将得到的混合物料球磨至粒度为50-100微米后，再将水玻璃与球磨后物料混合。本专利技术中，所述粘结剂优选为石英粉和/或硅藻土中的至少一种，所述发泡剂优选为碳酸氢钠和/或碳酸铵。本专利技术中，优选地，所述水玻璃的模数为1-3。本专利技术中，所述水玻璃的浓度可以为本领域的常规选择，优选地，所述水玻璃的波美度为30-40。本专利技术中，所述粘结剂、发泡剂、助剂和水玻璃的用量虽然可以在较大范围内进行选择，但是，为了提高制备的多孔陶瓷的性能，优选地，以气化渣、粘结剂、发泡剂和助剂的总用量为基准，所述气化渣的用量为50-80重量％(例如，50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％)，粘结剂的用量为10-40重量％(例如，10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％)，所述发泡剂和助剂的总用量为10-30重量％(例如，10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％)；所述水玻璃的用量为气化渣、粘结剂、发泡剂和助剂的总用量的10-30重量％(例如，10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％)。本专利技术中，所述发泡剂与所述助剂的用量的重量比优选为1-10：1。本专利技术中，优选地，以气化渣、粘结剂、发泡剂和助剂的总用量为基准，气化渣、粘结剂、发泡剂和助剂的用量之和为100重量％。本专利技术中，所述成型的过程可以在模具中进行，所述模具可以为现有的用于制备多孔陶瓷的模具，例如，所述磨具的尺寸可以为60mm×12mm×10mm。本专利技术中，所述成型的条件可以为现有的制备多孔陶瓷的成型过程的条件，优选地，所述成型的条件包括：压力为10-40Pa，时间为10-30min。本专利技术中，所述焙烧的条件优选包括：温度为1050-1250℃(例如，1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃)，时间为2-6小时(例如，2小时、2.5小时、3小时、3.5小时、4小时、4.5小时、5小时、5.5小时、6小时)。根据本专利技术的另一种优选实施方式，所述煅烧的过程包括：先以10-20℃/min(例如，10℃/min、12℃/min、14℃/min、16℃/min、18℃/min、20℃/min)的速度升温至300-600℃(例如，300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、、600℃)，保温0.5-2小时(例如，0.5小时、1小时、1.5小时、2小时)，再以5-10℃/min(例如，5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min、10℃/min)的速度升温至800-1000℃(例如，800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃)，保温1-3小时(例如，1小时、1.5小时、2小时、2.5小时、3小时)，再以2-5℃/min(例如，2℃/min、3℃/min、4℃/min、5℃/min)的速度升温至1050-1250℃(例如，1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃)，保温2-6小时(例如，2小时、2.5小时、3小时、3.5小时、4小时、4.5小时、5小时、5.5小时、6小时)。本专利技术中，所述方法优选还包括：所述焙烧的过程结束后，以10-20℃/min的速度将体系降温至200-300℃，然后自然冷却。本专利技术第二方面还提供了由本专利技术的方法制备的多孔陶瓷。该多孔陶瓷在具有较高的气孔率和吸水率的同时还具有较高的抗折强度。以下将通过实施例对本专利技术进行详细描述。以下实施例中，气化渣来自宁煤集团宁东能源化工基地60万吨/年甲醇工艺；抗折强度通过抗折试验机测试：将试件对称的放置在支座辊轴上，调整加荷速度，使加压辊轴的下降速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气化渣制备多孔陶瓷的方法，其特征在于，该方法包括：将气化渣与粘结剂、发泡剂、助剂、水玻璃混合，将得到的混合物挤压成型后进行煅烧，其中，所述粘结剂为膨润土、粘土、硼砂、石英粉、硅藻土、淀粉和高岭土中的至少一种，所述发泡剂为碳酸氢钠、碳酸铵和碳酸钠中的至少一种，所述助剂为炭粉和/或焦炭。

【技术特征摘要】
1.一种气化渣制备多孔陶瓷的方法，其特征在于，该方法包括：将气化渣与粘结剂、发泡剂、助剂、水玻璃混合，将得到的混合物挤压成型后进行煅烧，其中，所述粘结剂为膨润土、粘土、硼砂、石英粉、硅藻土、淀粉和高岭土中的至少一种，所述发泡剂为碳酸氢钠、碳酸铵和碳酸钠中的至少一种，所述助剂为炭粉和/或焦炭。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合的过程包括：先将气化渣与粘结剂、发泡剂、助剂混合，将得到的混合物料球磨至粒度为50-100微米后，再将水玻璃与球磨后物料混合。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述粘结剂为石英粉和/或硅藻土，所述发泡剂为碳酸氢钠和/或碳酸铵。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述水玻璃的模数为1-3。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，以气化渣、粘结剂、发泡剂和助剂的总用量为基准，所述气化渣的用量为50-80重量％，粘结剂的用量为10-40重量％，所述发泡剂和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓欢，陈爱国，肖永丰，赵利军，刘汇东，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11