利用铝型材厂污泥制备镁铝尖晶石材料的配方与制备方法

摘要

本发明提供一种利用铝型材厂污泥制备镁铝尖晶石材料的配方与制备方法，该方法的原料配方主要由铝型材厂污泥和碱式碳酸镁组成；其制备方法为：以铝型材厂污泥和碱式碳酸镁为主原料，将原料混合压制成型，经高温反应，反应产物经冷却，得到制备的镁铝尖晶石材料。本发明利用铝型材厂工业污泥制备镁铝尖晶石材料，属于固体废弃物的综合利用，不仅解决了铝型材厂工业污泥对环境的严重污染，而且节约了生产成本，经济效益显著，具有推广应用价值；此外，利用该方法制备的镁铝尖晶石材料具有优良的高温热学性能、力学性能和化学稳定性，特别是在碱性条件下，其化学稳定性尤为显著，已经越来越广泛地应用于耐火材料和陶瓷等领域。

说明书

技术领域

本发明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铝型材厂污泥制备镁铝尖晶石材料的原料配方及其制备方法。

技术背景：

铝型材厂在铝型材表面处理过程中会产生大量的乳白色胶体废液，这种废液中粒子超细而且高度分散，一旦直接排放，必然会对环境和江河水域造成的严重污染，破坏生态环境。因此必须将废液中的大量污泥沉淀和过滤去除，余下澄清的滤液排放。一个大型铝型材厂每年可回收污泥一万多吨，国内铝型材企业有几百家，每年产生工业污泥数量庞大，如果不对其进行合理的处理，必然会严重影响铝型材厂废液的综合治理和正常生产，并造成铝型材厂的二次污染。此外，该铝型材厂污泥主要成分是γ-AlOOH，不加利用就直接废弃，也会对资源造成很大的浪费。因此对该污泥的综合利用不仅具有重要的环保意义而且对有效资源的再开发利用也具有重要意义。

经检索，国内外尚未有利用铝型材厂工业污泥制备镁铝尖晶石材料的报导，该项目属国内外首家研究发明的技术。本发明属于固体废弃物的综合利用，不仅解决了铝型材厂工业污泥对环境的严重污染，而且节约了生产成本，经济效益显著，具有推广应用价值。

发明内容

本发明目的是要提供一种利用铝型材厂污泥制备镁铝尖晶石材料的原料配方及制备方法，该制备方法不仅有利于废物利用，而且生产的产品为具有高附加值和无污染的优质耐火材料。

本发明利用铝型材厂污泥制备镁铝尖晶石材料的原料配方主要由铝型材厂污泥和碱式碳酸镁组成；其制备方法为：以铝型材厂污泥和碱式碳酸镁为主原料，将原料混合压制成型，经高温反应，反应产物经冷却，得到制备的镁铝尖晶石材料。

本发明主要创新点和特色如下：

1)原料与技术创新：利用铝型材厂污泥制备镁铝尖晶石材料，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，国内外尚未有报导利用铝型材厂工业污泥制备镁铝尖晶石材料，该项目属国内外首家研究发明的技术。

3)充分利用污泥的特性，提高产品质量：污泥粒子超细，表面积大，活性高，有利于固相反应形成镁铝尖晶石材料，降低合成温度，节约能源和原料加工费用，并可以提高镁铝尖晶石材料的高温性能。

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。

具体实施方式

该原料配方的重量配比为：铝型材厂污泥为60～70％，碱式碳酸镁为30～40％，原料配方中Al₂O₃/MgO的化学成分含量比范围为2.1～3.0。

利用铝型材厂污泥制备镁铝尖晶石材料的制备方法具体步骤为：

(A)按配方将铝型材厂污泥和碱式碳酸镁置于球磨机中研磨24小时，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时和破碎，得到小于30目的统料。

(B)在研磨统料中添加(重量比)6～8％水进行混料，混料均匀，将混料进行半干压成型。

(C)成型坯100℃烘干24小时。

(D)干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1300～1650℃，反应烧结保温时间为1～8小时，自然冷却至室温，得到纯度为80～98％的镁铝尖晶石材料。

实施例1

本例原料配方的重量配比：铝型材厂污泥为60％，碱式碳酸镁为40％。按配方将两种原料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时，破碎，得到小于30目的统料。在研磨统料中添加6％水进行混料，混料均匀，将混合料进行半干压成型。成型坯100℃烘干24小时，干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1400℃，反应烧结保温时间为4小时，自然冷却至室温，得到合成的镁铝尖晶石材料。

实施例2

本例原料配方的重量配比：铝型材厂污泥为65％，碱式碳酸镁为35％。按配方将两种原料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时和破碎，得到小于30目的统料。在研磨统料中添加6％水进行混料，混料均匀，将混合料进行半干压成型。成型坯烘100℃烘干24小时，干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1400℃，反应烧结保温时间为4小时，自然冷却至室温，得到合成的镁铝尖晶石材料。

实施例3

本例原料配方的重量配比：铝型材厂污泥为70％，碱式碳酸镁为30％。按配方将两种原料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时和破碎，得到小于30目的统料。在研磨统料中添加6％水进行混料，混料均匀，将混合料进行半干压成型。成型坯100℃烘干24小时，干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1400℃，反应烧结保温时间为8小时，自然冷却至室温，得到合成的镁铝尖晶石材料。

实施例4

本例原料配方的重量配比：铝型材厂污泥为65％，碱式碳酸镁为35％。按配方将两种原料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时和破碎，得到小于30目的统料。在研磨统料中添加6％水进行混料，混料均匀，将混合料进行半干压成型。成型坯100℃烘干24小时，干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1500℃，反应烧结保温时间为4小时，自然冷却至室温，得到合成的镁铝尖晶石材料。

实施例5

本例原料配方的重量配比：铝型材厂污泥为65％，碱式碳酸镁为35％。按配方将两种原料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时和破碎，得到小于30目的统料。在研磨统料中添加6％水进行混料，混料均匀，将混合料进行半干压成型。成型坯100℃烘干24小时，干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1550℃，反应烧结保温时间为1小时，自然冷却至室温，得到合成的镁铝尖晶石材料。

实施例6

本例原料配方的重量配比：铝型材厂污泥为65％，碱式碳酸镁为35％。按配方将两种原料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时和破碎，得到小于30目的统料。在研磨统料中添加6％水进行混料，混料均匀，将混合料进行半干压成型。成型坯100℃烘干24小时，干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1360℃，反应烧结保温时间为4小时，自然冷却至室温，得到合成的镁铝尖晶石材料。

实施例7

本例原料配方的重量配比：铝型材厂污泥为65％，碱式碳酸镁为35％。按配方将两种原料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时和破碎，得到小于30目的统料。在研磨统料中添加6％水进行混料，混料均匀，将混合料进行半干压成型。成型坯100℃烘干24小时，干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1500℃，反应烧结保温时间为6小时，自然冷却至室温，得到合成的镁铝尖晶石材料。

实施例8

本例原料配方的重量配比：铝型材厂污泥为65％，碱式碳酸镁为35％。按配方将两种原料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时和破碎，得到小于30目的统料。在研磨统料中添加6％水进行混料，混料均匀，将混合料进行半干压成型。成型坯100℃烘干24小时，干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1500℃，反应烧结保温时间为1小时，自然冷却至室温，得到合成的镁铝尖晶石材料。

实施例9

本例原料配方的重量配比：铝型材厂污泥为65％，碱式碳酸镁为35％。按配方将两种原料称重，置于球磨机中湿法研磨24小时，原料∶磨球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨的浆料过滤脱水、100℃烘干24小时和破碎，得到小于30目的统料。在研磨统料中添加6％水进行混料，混料均匀，将混合料进行半干压成型。成型坯100℃烘干24小时，干坯置于窑炉中反应烧结，反应烧结温度为1600℃，反应烧结保温时间为2小时，自然冷却至室温，得到合成的镁铝尖晶石材料。

本发明利用铝型材厂工业污泥制备镁铝尖晶石材料。镁铝尖晶石材料具有优良的高温热学性能、力学性能和化学稳定性，特别是在碱性条件下，其化学稳定性尤为显著，已经越来越广泛地应用于耐火材料和陶瓷等领域。