利用废活性氧化铝制备的莫来石-刚玉复相材料及其制备方法技术

本发明专利技术是提供一种利用废活性氧化铝制备的莫来石－刚玉复相材料及其制备方法，原料配方主要由废活性氧化铝、龙岩高岭土；其制备方法为：以废活性氧化铝、龙岩高岭土为原料，将原料混合压制成型，经高温反应，反应产物经冷却，得到制备的莫来石－刚玉复相材料。本发明专利技术不仅有利于废物利用，解决废活性氧化铝对环境的严重污染，而且生产的产品具有高附加值和无污染的优质耐火材料，节约生产成本，经济效益显著，具有推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生态环境材料，即固体废弃物的综合利用，更具体涉及一种利用废活性 氧化铝制备莫来石-刚玉复相材料的原料配方及其制备方法。
技术介绍
莫来石-刚玉复相材料具有耐火度高、热膨胀及导热率较低、蠕变率低、化学稳定性与 热稳定性好、韧性和强度高等优良性能，是耐火材料工业中最重要的材料之一。常规合成方 法是采用工业氧化铝为主原料，但是成本高。活性氧化铝在石油工业、化学工业生产中广泛 的被用作催化剂、活性剂、吸附剂、干燥剂等，如石油工业的各类加氢、重整反应中有80% 左右用到活性氧化铝作催化剂或催化剂载体；活性氧化铝循环使用一定周期后失效，进行再 生活化，再使用再生和再使用1-2次后完全失去活性而失效废弃，废弃活性氧化铝称为废 活性氧化铝，其数量之大，堆积如山。以蒽醌法生产双氧水为例，活性氧化铝用量约占双氧 水产量的1°/。左右， 一个年产量为IO万吨的双氧水厂，年消耗活性氧化铝数量为1000多吨， 全国有几百家双氧水生产厂，年消耗量活性氧化铝数量为十多万吨，形成废活性氧化铝也是 十多万吨，其数量相当之大。石油工业和化学工业使用的催化剂与催化剂载体的活性氧化铝 数量比蒽醌法生产双氧水的更大，其废弃的废活性氧化铝的数量更多，严重影响正常生产和 污染环境。因此废活性氧化铝的综合利用，特别是废活性氧化铝的高附加值综合利用具有重 要环保和经济意义。废活性氧化铝主要成分是Y-Al203，含量大约为90%左右，Y-Al203经高温煅烧会转化成a-Ab03，是合成莫来石-刚玉复相材料的好原料。由于Y-Al203具有活性，有利于莫来石 的形成，降低合成温度，降低生产成本，本原料成本只有采用工业氧化铝为主原料的1/3;提 高经济效益，其利润是常规方法的2-3倍。经检索，国内尚未有利用活性氧化铝制备莫来石-刚玉复相材料的报导。
技术实现思路
本专利技术目的是要提供一种， 不仅有利于废物利用，解决废活性氧化铝对环境的严重污染，而且生产的产品具有高附加值 和无污染的优质耐火材料，节约生产成本，经济效益显著，具有推广应用价值。本专利技术利用废活性氧化铝制备的莫来石-刚玉复相材料的原料配方主要由废活性氧化铝、 龙岩高岭土；其制备方法为以废活性氧化铝、龙岩高岭土为原^h将原料混合压制成型， 经高温反应，反应产物经冷却，得到制备的莫来石-刚玉复相材料。本专利技术主要创新点和特色如下1) 原料与技术创新利用废活性氧化铝制备莫来石-刚玉复相材料,具有生态环保技术和原料 的创新，具有重大环保意义。2) 经检索，国内尚未有报导利用废活性氧化铝制备莫来石-刚玉复相材料，该项目属国内外 首家研究专利技术的技术。3) 废活性氧化铝主要晶相组成是Y-Al203，其活性高，能促进固相反应形成莫来石相。4) 低生产成本原料成本很低，经济效益和社会效益十分显著，具有很强的市场竟争能力， 投资见效快，投资无风险。5) 本专利技术采用废活性氧化铝作为主原料，它是双氧水生产过程已使用过并失效废弃的活性 氧化铝，其主要晶相组成是Y-A1203，高温下会转化为a-Al203，其活性高，能促进固相 反应形成莫来石-刚玉复相材料，使得合成莫来石-刚玉复相材料得率比使用工业氧化铝作 为原料的高；而在成本上又比用工业氧化铝低得多，本专利技术将固体废弃物综合利用、变 废为宝，具有重要的经济和环保意义。具体实施例方式该原料配方的重量配比为废活性氧化铝为44-53wt%，龙岩高岭土为47-56wt%;原料 配方中的化学组成A1203比Si02的质量比为2.10-2.40 : 1。利用废活性氧化铝制备莫来石-刚玉复相材料的制备方法具体步骤为按配方将废活性氧 化铝、龙岩高岭土置于球磨机中研磨24小时，研磨的浆料经过滤脱水、烘干和破碎，得到的 研磨料，在研磨料中添加6 7wty。的水进行混料，混料均匀后将混料压制成型；成型坯于100 'C烘干24小时，干坯置于窑炉中于1400-1550'C反应烧结，保温2-6小时后，冷却至室温， 得到莫来石-刚玉复相材料。采用philips. X pert—MPD X-射线衍射仪分析各试样的晶相，采用Rietveld Quantification 分析软件计算各晶相的含量；采用Philips XL30ESEM扫描电镜测试各样品的形貌；测试各样 品的抗折强度，体积密度和气孔率。测定产品其中，莫來石含量为66-86wt%，刚玉含量为14-34 wt。/。，抗折强度为55-65Mpa， 体积密度为L90-2.20g/cm3，气孔率为25-28°/。。实施例1本例原料配方的重量配比废活性氧化铝为44wt %，龙岩高岭土为56wt呢。 按配方将两种原料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，研磨的浆料经过滤脱水、烘干和破 碎，得到的研磨料，在研磨料中添加7wt。/。的水进行混料，混料均匀后将混料压制成型；成型坯于IOO'C烘干24小时，干坯置于窑炉中于1450。C反应烧结，保温3小时后，冷却至室温， 得到莫来石-刚玉复相材料，莫来石含量为81wt%,刚玉含量为19wt%，抗折强度为60.3Mpa， 体积密度为2.06g/cm3,气孔率为27.4%。实施例2本例原料配方的重量配比废活性氧化铝为46wt %，龙岩高岭土为54wt ， 按配方将两种原料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，研磨的浆料经过滤脱水、烘干和破 碎，得到的研磨料，在研磨料中添加6wt免的水进行混料，混料均匀后将混料压制成型；成型 坯于10(TC烘干24小时，干坯置于窑炉中于1550'C反应烧结，保温4小时后，冷却至室温， 得到莫来石-刚玉复相材料，莫来石含量为85.5wt%，刚玉含量为14.5wt %，抗折强度为 64.1Mpa，体积密度为2.16g/cm3，气孔率为25.7%。实施例3本例原料配方的重量配比废活性氧化铝为48 wt %，龙岩高岭土为52wt %。按配方将 两种原料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，研磨的浆料经过滤脱水、烘干和破碎，得到 的研磨料，在研磨料中添加7wt %的水进行混料，混料均匀后将混料压制成型；成型坯于100 'C烘干24小时，干坯置于窑炉中于140(TC反应烧结，保温6小时后，冷却至室温，得到莫 来石-刚玉复相材料，莫来石含量为78wt。/。，刚玉含量为22wty。，抗折强度为56Mpa，体积 密度为1.92g/cm3，气孔率为29%。实施例4本例原料配方的重量配比废活性氧化铝为50 wt %，龙岩高岭土为50wt呢。 按配方将两种原料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，研磨的桨料经过滤脱水、烘干和破 碎，得到的研磨料，在研磨料中添加6wtM的水进行混料，混料均匀后将混料压制成型；成型 坯于10(TC烘干24小时，干坯置于窑炉中于148(TC反应烧结，保温5小时后，冷却至室温， 得到莫来石-刚玉复相材料，莫来石含量为82.4wt%，刚玉含量为17.6 wt %，抗折强度为 58.8Mpa,体积密度为2.12g/cm3，气孔率26.5%。实施例5本例原料配方的重量配比废活性氧化铝为52wt %，龙岩高岭土为48wt。/。。 按配方将两种原料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，研磨的浆料经过滤脱水、烘干和破 碎，得到的研磨料，在研磨料中添加7wt。/。的水进行混料，混料均匀后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用废活性氧化铝制备的莫来石－刚玉复相材料，其特征在于：所述莫来石－刚玉复相材料的原料由废活性氧化铝、龙岩高岭土组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阮玉忠，林剑英，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]