專利名稱：粉煤灰頁巖鋁礬土綜合利用的新方法
技術領域：
本發明所屬技術領域是磨料及建筑材料。
與本發明主題有關的現有技術，粉煤灰的利用，如粉煤灰磚，是由粉煤灰、水泥加水混合后成型，再經蒸汽養護而成。由于需要水泥，它的成本較高。頁巖的利用，制作頁巖磚，則是把頁巖粉碎后，加入粘土和水混合后成型，再經高溫燒結而成。它需加入粘土，耗費土地資源，燒結溫度較高，耗能，成本較高。且粉煤灰、頁巖均未用于生產剛玉磨料。鋁礬土用于剛玉磨料的生產一種是先提純成高鋁的鋁礬土(含Al2O3＞80％)，加入鐵屑在電弧爐中高溫熔煉，冷卻結晶后成棕剛玉；另一種是將鋁礬土與純堿和石灰一起燒結形成偏鋁酸鈉(Na2O。Al2O3)和硅酸鈣(CaSiO3)，粉碎后，用水浸出并濾取偏鋁酸鈉，再把它們分解得Al(OH)3，加熱后得到工業氧化鋁(Al2O3)，最后以工業氧化鋁為原料，經過電弧爐高溫熔煉冷卻結晶得白剛玉磨料。它們的制作剛玉磨料的工藝復雜，熔煉溫度高，能耗大，成本高，且未綜合利用鋁礬土，未用作建筑材料。
本發明的目的是開創一種生產剛玉磨料的新方法，以及綜合利用粉煤灰、頁巖、鋁礬土的新方法。既利用其所含20～30％Al2O3按新方法來生產剛玉磨料，又分別利用生產剛玉磨料的殘渣所含50～60％的SiO2按新方法生產建筑材料。既環保利廢，又綜合利用資源，具有更大的經濟效益。尤其是，在剛玉磨料生產技術上完全不同于現有技術，本發明把粉煤灰、頁巖、鋁礬土中所含的Al2O3轉變為偏氫氧化鋁(AlOOH)溶膠，沉淀干燥后得凝膠，把凝膠磨成所需粒度的粉料，加熱至400℃分解為γ-Al2O3粉料，升溫至1300～1350℃轉化為a-Al2O3剛玉磨料。避免了現有技術工藝復雜、熔煉溫度高(電弧爐高溫)、能耗大、成本高的缺點，使剛玉磨料的生產更為簡便，生產率高，節能，成本低，經濟效益高。由于松軟的凝膠極易磨細成粉料，不但降低磨料制粒時的能耗和生產成本，易于制成經濟效益高的微粉研磨料；而且還能磨得很細，經濟地生產出納米Al2O3材料，具有十分重大的經濟價值。
在建筑材料的生產技術上，也不同于現有的粉煤灰磚、頁巖磚的生產技術。本發明利用生產剛玉磨料后的殘渣所含的SiO2，配加生石灰和水，加熱至沸騰，形成水合硅酸鈣，用于制作隔墻磚。
本發明的內容是1、生產剛玉磨料的新方法分別以粉煤灰、或頁巖粉料、或鋁礬土(一水軟水鋁石)粉料三種之一為原料，將原料于濃度為20％HCl的水溶液中浸漬2-4小時，沉淀后，濾取其清液；把濾得的清液加熱至沸騰，加入濃度為28％的氨水，得到AlOOH溶膠，將溶膠沉淀并加熱干燥得凝膠；把凝膠磨成所需粒度的粉料；將凝膠粉料加熱至400℃得到γ-Al2O3粉料，升溫至1300～1350℃，保溫一小時，得到a-Al2O3剛玉磨料或研磨料。
把凝膠AlOOH細磨成納米級微粉，加熱至400℃可得到納米Al2O3微粉，升溫至1300～1350℃，保溫一小時，可得到納米a-Al2O3剛玉微粉。2、生產建筑材料的新方法把本發明生產剛玉磨料時濾去清液后的殘渣砂料用水漂洗，按砂料與生石灰的重量比60.09/56.08，加入生石灰粉，再加入粉料總重量的8～15倍水，攪拌混合后，加熱至沸騰，并保溫2～4小時，形成水合CaSiO3溶膠；濃縮后，澆灌成型，干燥，最后蒸汽養護(0.78MPa蒸汽壓，191℃)，用于隔墻磚。
本發明的優點1、生產的剛玉磨料性能好。它與現有的技術生產的白剛玉相比，不含有害成份Na2O2、剛玉磨料的生產工藝簡便，松軟易于制粒，生產率高。
3、能耗低，節能。本發明避免了電弧爐高溫熔煉，且極易磨制成粒，顯著節能。
4、既環保利廢(粉煤灰)，又綜合利用了資源。
5、成本低，經濟效益高。所用原料或為工業廢料粉煤灰，或為價廉的礦物原料頁巖、鋁礬土；生產磨料的工藝簡便，能耗小；生產建筑材料不用水泥，無需高溫燒結，成本低。
6、能經濟地制成納米Al2O3和納米a-Al2O3剛玉微粉。
實現本發明的方式是按本發明的原料配方和工藝，生產a-Al2O3剛玉磨料或研磨料，或生產納米Al2O3和納米a-Al2O3剛玉微粉，同時，綜合利用，生產建筑隔墻磚，推廣應用于機械、建筑行業和其他行業。
權利要求
粉煤灰頁巖鋁礬土綜合利用的新方法所屬的技術領域為磨料和建筑材料。與本發明主題密切相關的現有技術特征分別是粉煤灰的利用，制作粉煤灰磚，它是由粉煤灰加入水泥和水混合后成型，再經蒸汽養護而成；頁巖的利用，是制作頁巖磚，它是把頁巖粉碎后，加入粘土和水混合后成型，再經高溫燒結而成；粉煤灰、頁巖均未被用于生產磨料。鋁礬土未用于建筑材料，用于磨料生產一種是先提純成高鋁的鋁礬土(含Al2O3＞80％)，加入鐵屑在電弧爐中高溫熔煉，冷卻結晶得棕剛玉磨料；另一種是將鋁礬土與純堿(Na2CO3)和石灰一起燒結形成偏鋁酸鈉(Na2O·Al2O3)和CaSiO3，粉碎后用水浸出并濾取偏鋁酸鈉，再把它分解，得到Al(OH)3，加熱使Al(OH)3分解得到工業氧化鋁(Al2O3)，最后以工業氧化鋁為原料，經過電弧爐高溫熔煉，冷卻結晶得白剛玉磨料。本發明的特征是1、生產剛玉磨料的新方法分別以粉煤灰、或頁巖粉料、或鋁礬土(一水軟水鋁石)粉料三種之一為原料，將原料于濃度為20％HCl的水溶液中浸漬2～4小時；沉淀后，濾取其清液；把濾得的清液加熱至沸騰，加入濃度為28％的氨水，得到AlOOH溶膠；將溶膠沉淀并加熱干燥得凝膠；把凝膠磨成所需粒度的粉料；將凝膠粉料加熱至400℃得到γ-Al2O3粉料，升溫至1300～1350℃，保溫一小時，得到a-Al2O3剛玉磨料(或研磨料)。把凝膠細磨成納米級微粉，加熱至400℃可得納米Al2O3微粉升溫至1300～1350℃，可得納米a-Al2O3剛玉微粉。
2.生產建筑材料的新方法把本發明生產剛玉磨料時濾去清液后的殘渣砂料用水漂洗，按砂料與生石灰粉的重量比60.09/56.08，加入生石灰粉，再加入粉料總重量的8～15倍的水，攪拌混合后，加熱至沸騰，并保溫2～4小時，形成水合CaSiO3溶膠；濃縮后澆灌成型；干燥；最后蒸汽養護(0.78MPa蒸汽壓，191℃)。用于隔墻磚。
全文摘要
本發明的技術領域是磨料和建筑材料。需要解決的技術問題為:分別利用原料中的Al
文檔編號C04B20/02GK1351974SQ00120579
公開日2002年6月5日 申請日期2000年11月14日 優先權日2000年11月14日
發明者王先上 申請人:王先上