一种铝灰微孔砖及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝灰微孔砖及其制备方法：将二次铝灰通过球磨、过筛、水洗、干燥处理，得到粒径分布均匀、理化性质稳定的铝灰粉体；将水、成型助剂与所得铝灰粉体、造孔剂、烧结助剂、致密化物质混合，然后搅拌加热、装模、压制、焙烧；本发明专利技术制得的铝灰微孔砖具有保温性能，实现了二次铝灰的资源化再利用，为铝工业固废处理提供了新的途径。处理提供了新的途径。

【技术实现步骤摘要】
一种铝灰微孔砖及其制备方法


[0001]本专利技术属于铝工业固废综合利用
，涉及一种利用二次铝灰制备保温耐火铝灰烧结砖的方法。

技术介绍

[0002]在铝土矿或再生铝熔铸过程中定期扒出的灰渣称为一次铝灰，一次铝灰中金属铝含量在70％～80％，一般采用炒灰或压榨等方法回收一次铝灰中的金属铝，经提铝后得到的细灰即为二次铝灰。二次铝灰中金属铝的含量为2％
‑
5％，氧化铝含量为40％
‑
60％，与一次铝灰相比，铝的整体含量降低，同时，二次铝灰中还存在盐类组分，主要为可溶性的氯化物等。目前工业上所产生的二次铝灰的量是巨大的，工厂处理二次铝灰的最主要方式是堆放，占用了大量的土地资源。
[0003]铝灰主要的资源化利用途径为生产耐火材料和建筑材料。目前二次铝灰多是用于生产水泥、耐火砖、瓷砖等，整体存在着制备工艺复杂、铝灰利用量少、原料经提纯后造成浪费等问题。中国专利CN112110738A公开了制备高铝质耐火材料的方法，实现了对二次铝灰的高值化利用，但所制得材料导热能力高。中国专利CN113816759A公开了制备保温耐火材料的方法，其进行了水解发泡造孔、中温烧蚀造孔、高温分解造孔，但产品属于轻质材料，且烧结温度较高。
[0004]中国专利CN109111234A公开了废铝灰再处理制成均质耐火原料的配方及制备方法，其以铝灰为生产原料，同时引入了少量的碳，但烧结温度高、也未进行造孔，制得的耐火原料内的气孔很少、保温性能低，因此不适合用作保温砖。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种铝灰微孔砖及其制备方法，在满足抗压强度标准的前提下制得保温性能更优异的铝灰砖。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0007]一种铝灰微孔砖的制备方法，包括以下步骤：
[0008]将二次铝灰进行预处理，得到粒径分布均匀、理化性质稳定的铝灰粉体(简称预处理二次铝灰)；将水、成型助剂与所得铝灰粉体、造孔剂、烧结助剂以及致密化物质混合，得到混合料(即进行混料)；将混合料脱水后依次进行装模、压制、焙烧，得到铝灰微孔砖。
[0009]优选的，所述二次铝灰的成分包括40％
‑
60％的Al2O3、10％
‑
20％的其他氧化物(MgAl2O4、MgO、SiO2、Fe2O3、CaO等)、5％
‑
15％的AlN和5％
‑
15％的氯化盐(NaCl、KCl)，还包括少量Al单质。
[0010]优选的，所述预处理包括以下步骤：将二次铝灰依次进行球磨、过筛、水洗、干燥。
[0011]优选的，所述过筛采用60
‑
80目筛子。
[0012]优选的，所述水洗的处理条件包括：浸泡用水量为经球磨以及过筛后的二次铝灰的质量的3
‑
4倍，洗涤时间为15
‑
20min。
[0013]优选的，所述预处理具体包括以下步骤：将二次铝灰进行球磨处理(干法球磨4
‑
5h)；将球磨处理后的二次铝灰过筛，筛选得到粒度不大于0.2mm的二次铝灰；将筛选出的二次铝灰浸入水中并通过搅拌进行洗涤，搅拌后通过滤纸分离水中的二次铝灰，将该二次铝灰置于真空干燥箱内进行干燥。
[0014]优选的，所述造孔剂为碳粉，成型助剂为石蜡，烧结助剂为氧化镁，致密化物质为三氧化二铁。
[0015]优选的，所述混合料以质量分数计组成为：45.5％
‑
47.6％的铝灰粉体(即上述预处理二次铝灰)、6.8％
‑
7.1％的氧化镁、9.5％
‑
13.6％的粒径小于0.2mm的碳粉、2.3％
‑
2.5％的石蜡、9.1％
‑
9.5％的三氧化二铁以及22.7％
‑
23.8％的水。
[0016]优选的，所述混料包括以下步骤：将成型助剂于水中加热至融化后再将所得铝灰粉体、烧结助剂、造孔剂以及致密化物质加入水中。
[0017]优选的，所述脱水包括以下步骤：待成型助剂、所得铝灰粉体、烧结助剂、造孔剂以及致密化物质于水中混合后继续加热(30
‑
40min)并搅拌，随着水的蒸发形成混合均匀的坯料。
[0018]优选的，所述压制包括以下步骤：对置于制砖模具中的脱水后的混合料(即坯料)进行加压成型，得到生坯。
[0019]优选的，所述焙烧包括以下步骤：将生坯从所述模具中脱离后进行逐段升温烧结，烧结后进行冷却。
[0020]优选的，所述烧结的条件为：当烧结温度≤110℃时，所述烧结的升温速率为2
‑
4℃/min，并且在达到110℃后保温30
‑
35min；当110℃＜烧结温度≤300℃时，所述烧结的升温速率为2
‑
3℃/min，并且在达到300℃后保温60
‑
70min；当300℃＜烧结温度≤600℃时，所述烧结的升温速率为3
‑
4℃/min，并且在达到600℃后保温110
‑
130min；当600℃＜烧结温度≤1100℃时，所述烧结的升温速率为4
‑
5℃/min，并且在达到1100℃后保温180
‑
200min。
[0021]一种铝灰微孔砖，该微孔砖是采用上述方法制备得到，即由水、成型助剂与预处理二次铝灰、造孔剂、烧结助剂以及致密化物质依次经混料、脱水、装模、压制、焙烧而制成。
[0022]本专利技术的有益效果体现在：
[0023]本专利技术以二次铝灰为原料，与成型助剂、造孔剂、烧结助剂以及致密化物质，经混料、焙烧等步骤，制备出具有保温性能的铝灰微孔砖。本专利技术实现了二次铝灰的资源化再利用，为二次铝灰的大批量处理提供了简单、经济的途径。
[0024]进一步的，本专利技术采用的预处理主要包括球磨、水洗(去除可溶性盐等成分)，工艺简单，有利于提高二次铝灰的资源化利用程度。
[0025]进一步的，本专利技术通过控制混合料中预处理二次铝灰的含量，防止铝灰微孔砖体积密度过大，同时提升铝灰微孔砖的抗压强度和耐火性能；通过控制混合料中致密化物质(例如三氧化二铁)的含量，有利于促进烧结过程中的致密化，增强铝灰微孔砖的表面硬度和铝灰粉体之间的结合强度，并减少表面裂纹的产生；通过控制混合料中烧结助剂(例如氧化镁)的含量，有利于改善铝灰微孔砖表面的裂纹情况和抗压强度；通过控制混合料中造孔剂(例如碳粉)的含量，从而在满足抗压强度标准的前提下，提升铝灰微孔砖的保温性能；通过控制混合料中成型助剂(例如石蜡)的含量，使得混合料在脱水后更易烧结成型。
[0026]进一步的，本专利技术中焙烧采用了逐段升温烧结，各段的升温速率随着各段的烧结
温度变化，并且在达到一定温度时进行保温；其中，在各烧结温度之间调整升温速率，可以保证前一阶段处理完全的同时又不会影响到下一阶段的处理，并缩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝灰微孔砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将二次铝灰进行预处理，得到均匀稳定的铝灰粉体；将水、成型助剂与铝灰粉体、造孔剂、烧结助剂以及致密化物质混合，得到混合料；将混合料脱水后进行装模、压制以及焙烧，得到铝灰微孔砖。2.根据权利要求1所述一种铝灰微孔砖的制备方法，其特征在于：所述预处理包括以下步骤：将二次铝灰进行球磨、过筛、水洗以及干燥。3.根据权利要求2所述一种铝灰微孔砖的制备方法，其特征在于：所述过筛采用60
‑
80目筛。4.根据权利要求2所述一种铝灰微孔砖的制备方法，其特征在于：所述水洗的处理条件包括：用水量为经球磨以及过筛后的二次铝灰的质量的3
‑
4倍，洗涤时间为15
‑
20min。5.根据权利要求1所述一种铝灰微孔砖的制备方法，其特征在于：所述造孔剂为碳粉，成型助剂为石蜡，烧结助剂为氧化镁，致密化物质为三氧化二铁。6.根据权利要求1所述一种铝灰微孔砖的制备方法，其特征在于：所述混合料以质量分数计组成为：45.5％
‑
47.6％的铝灰粉体、6.8％
‑
7.1％的氧化镁、9.5％
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13.6％的碳粉、2.3％
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2.5％的石蜡、9.1％
‑
9.5％的三氧化二铁以及22.7％
‑
23.8％的水。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：衣雪梅，王龙龙，吴畏，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：