一种发泡陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及危废物资源化利用技术领域，具体涉及一种发泡陶瓷材料及其制备方法。按原料重量份数计，本发明专利技术提供的发泡陶瓷材料包括以下组分：FCC废催化剂20～40份，钠长石30～50份，风积沙10～30份，滑石2～10份，碳化硅0.05～0.2份，三聚磷酸钠0.05～0.5份。以FCC废催化剂、钠长石、风积沙、滑石等为原料，按照比例加入发泡剂碳化硅和解胶剂三聚磷酸钠，经称量、球磨、干燥、布料、烧成等工艺流程制得具有多孔结构的高强度发泡陶瓷材料，解决了FCC废催化剂污染严重和现有发泡陶瓷产品韧性差、强度低的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种发泡陶瓷材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及危废物资源化利用
，具体涉及一种发泡陶瓷材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]FCC催化剂是石油化工中加快催化裂化过程所使用的催化剂。由于该催化剂长期接触石油蒸汽而附着上V和Ni等重金属，所以失效后的FCC催化剂由于含有重金属而被列为危险废物。FCC废催化剂中含有40
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60％Al2O3和30
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50％SiO2，还含有2
‑
5％La2O3和5
‑
10％CeO2稀土元素。如果将其直接掩埋，不仅污染土壤和地下水，还造成资源浪费，如化学成分Al2O3、SiO2以及La2O3和CeO2稀土元素的浪费。所以，亟需要找到一条行之有效的技术和方法将FCC废催化剂进行资源化综合利用，既解决FCC废催化剂的污染问题，还可得到具有高经济附加值的产品。
[0003]发泡陶瓷是以固体废弃物为主要原料，加入助熔剂、发泡剂等辅助原料，经高温发泡而产生的一种新型绿色建材。发泡陶瓷具有轻质高强、防火阻燃、防水保温、隔声降噪等诸多优点，可作为内外墙板、装饰构件、雕刻艺术品等使用，具有较高的经济附加值，已应用于装配式建筑和装饰建材领域之中。但是利用FCC废催化剂为主原料制备发泡陶瓷技术鲜有报道，在CN104058594B专利中利用熔融法将原料化成玻璃再加入发泡剂制备了玻璃陶瓷，该方法存在生产温度较高、能耗高、生产周期长的缺点；专利CN110002855B中原料除FCC废催化剂外，加入大量的价格较高的Al2O3和SiO2粉作为原料，烧成温度高，烧成时间长、生产成本高，而且还加入增强剂、粘结剂等外加剂。与此同时，发泡陶瓷存在脆性大、抗折强度低的问题，制约发泡陶瓷的应用和推广。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种发泡陶瓷材料及其制备方法，本专利技术以FCC废催化剂作为原料制备具有多孔结构的高强度发泡陶瓷材料，解决了FCC废催化剂污染严重和现有发泡陶瓷产品韧性差、强度低的问题。
[0005]本专利技术提供了一种发泡陶瓷材料，按原料重量份数计，包括以下组分：
[0006][0007]优选的，按照重量百分比计，所述FCC废催化剂中各组分的占比为：Al2O340～60％，
SiO230～50％，Fe2O30～1％，V2O51～3％，La2O32～5％，NiO0.5～5％，CeO25～10％；所述FCC废催化剂的粒径为10～150μm；所述FCC废催化剂的比表面积为5～100m2/g。
[0008]优选的，按照重量百分比计，所述钠长石中各组分的占比为：Al2O310～30％，SiO250～80％，Na2O5～15％，K2O1～5％，CaO2～10％，MgO2～10％，Fe2O30.2～1％，TiO20～1％；所述钠长石的粒度≤200目。
[0009]优选的，按照重量百分比计，所述风积沙中各组分的占比为：Al2O310～20％，SiO250～80％，Na2O1～5％，K2O1～5％，CaO2～5％，MgO2～4％，Fe2O34～10％；所述风积沙的粒度≤200目。
[0010]优选的，按照重量百分比计，所述滑石中各组分的占比为：Al2O30.1～1％，SiO230～60％，Na2O0.5～1％，K2O0.5～1％，CaO2～7％，MgO30～60％，Fe2O30.2～1％，TiO20～1％；所述滑石的粒度≤200目。
[0011]优选的，按照重量百分比计，所述发泡陶瓷材料中各组分的占比为：Al2O310～30％，SiO250～80％，Na2O1～10％，K2O1～5％，CaO2～10％，MgO5～15％，Fe2O30.2～2.5％，TiO20～1％，V2O50.2～1.5％，La2O30.2～1％，NiO0.1～1％，CeO21～5％。
[0012]优选的，所述发泡陶瓷材料的重金属Ni溶出率≤0.01mg/L，重金属V溶出率≤0.020mg/L。
[0013]本专利技术提供了一种上述技术方案所述的发泡陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
[0014]将FCC废催化剂、钠长石、风积沙、滑石、碳化硅、三聚磷酸钠与水混合湿磨，过筛，干燥，布料，烧成，得到发泡陶瓷材料。
[0015]优选的，所述水占FCC废催化剂、钠长石、风积沙、滑石、碳化硅、三聚磷酸钠与水合计质量的30～50％。
[0016]优选的，所述烧成的温度为1050～1250℃；所述烧成的时间为40～60min。
[0017]与现有技术相比，本专利技术提供了一种发泡陶瓷材料及其制备方法。按原料重量份数计，本专利技术提供的发泡陶瓷材料包括以下组分：FCC废催化剂20～40份，钠长石30～50份，风积沙10～30份，滑石2～10份，碳化硅0.05～0.2份，三聚磷酸钠0.05～0.5份。以FCC废催化剂、钠长石、风积沙、滑石等为原料，按照比例加入发泡剂碳化硅和解胶剂三聚磷酸钠，经称量、球磨、干燥、布料、烧成等工艺流程制得具有多孔结构的高强度发泡陶瓷材料，解决了FCC废催化剂污染严重和现有发泡陶瓷产品韧性差、强度低的问题。更具体来说，本专利技术提供的技术方案具有如下有益效果：
[0018]第一，将FCC废催化剂作为发泡陶瓷的主要原料，为发泡陶瓷提供铝源和部分硅源，减少含高铝高硅原料的使用量，降低发泡陶瓷生产成本；
[0019]第二，FCC废催化剂中的La2O3和CeO2可以作为增韧剂提高发泡陶瓷的抗折强度和韧性，抗折强度可达10MPa；
[0020]第三，在1200℃左右的温度下，废催化剂中的重金属V2O5和NiO在高温下产生共熔体，显著降低了FCC废催化剂中的重金属溶出和污染问题；
[0021]第四，经济附加值高，本申请采用FCC废催化剂、风积沙无需购买的材料作为最主要的原料，生产成本低；且FCC废催化剂作为危废处理可以得到经济补贴，经济附加值高；
[0022]第五，本专利技术还加入少量的碳化硅，碳化硅是一种性能优异的高温发泡剂，随着烧
成温度的提高，陶粒在高温下熔融形成具有适宜黏度的硅酸盐玻璃相，进而包裹住由碳化硅氧化产生的CO2和CO等气体，形成大量的封闭孔隙结构，达到发泡的效果。
具体实施方式
[0023]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]本专利技术提供了一种发泡陶瓷材料，按原料重量份数计，包括以下组分：
[0025][0026]在本专利技术提供的发泡陶瓷材料中，按照重量百分比计，所述FCC废催化剂中各组分的占比优选为：Al2O340～60％，SiO230～50％，Fe2O30～1％，V2O51～3％，La2O32～5％，NiO0.5～5％，CeO25～10％；其中，所述Al2O3的占比具体可为40％、41％、42本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发泡陶瓷材料，其特征在于，按原料重量份数计，包括以下组分：2.根据权利要求1所述的发泡陶瓷材料，其特征在于，按照重量百分比计，所述FCC废催化剂中各组分的占比为：Al2O340～60％，SiO230～50％，Fe2O30～1％，V2O51～3％，La2O32～5％，NiO 0.5～5％，CeO25～10％；所述FCC废催化剂的粒径为10～150μm；所述FCC废催化剂的比表面积为5～100m2/g。3.根据权利要求1所述的发泡陶瓷材料，其特征在于，按照重量百分比计，所述钠长石中各组分的占比为：Al2O310～30％，SiO250～80％，Na2O 5～15％，K2O 1～5％，CaO 2～10％，MgO 2～10％，Fe2O30.2～1％，TiO20～1％；所述钠长石的粒度≤200目。4.根据权利要求1所述的发泡陶瓷材料，其特征在于，按照重量百分比计，所述风积沙中各组分的占比为：Al2O310～20％，SiO250～80％，Na2O 1～5％，K2O 1～5％，CaO 2～5％，MgO 2～4％，Fe2O34～10％；所述风积沙的粒度≤200目。5.根据权利要求1所述的发泡陶瓷材料，其特征在于，按照重量百分比计，所述滑石中各组分的占比为：Al2O30.1～1％，SiO230～60％，Na2O...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩云云，陈超，崔东波，董芝浩，刘思雨，邢鹏飞，
申请(专利权)人：山东京博环保材料有限公司，
类型：发明
国别省市：