[发明专利]一种利用镁渣、粉煤灰、电石渣制备含黄长石相的多孔材料的方法

说明书

镁渣、粉煤灰、电石渣等工业固体废弃物排放量大，占用大量土地资源，且容易形成粉尘，造成空气和水污染。本发明的方法利用镁渣、粉煤灰、电石渣掺杂经过高温烧结制备含黄长石相的多孔材料，不仅达到以废治废的目的，并且制得的多孔材料，可用于隔音，保温，过滤等领域，拓展了工业固体废弃物再利用的应用领域。

技术领域

本发明涉及一种利用工业固体废弃物制备含黄长石相的多孔材料的方法，属于陶瓷材料领域。

背景技术

黄长石是由含铝、镁、铁的硅酸钙/硅酸钠组成的硅酸盐类矿物中的一类矿物，化学成分通式(Ca,Na)₂(Al,Mg,Fe²⁺)[(Al,Si)SiO₇]。钙铝黄长石Ca₂Al(AlSi)O₇和镁黄长石(Ca₂Mg(Si₂O₇)是黄长石族中两种最主要的矿物，成分中，Mg-Al间为完全类质同象代替，同时伴有Si-Al间的代替，故形成以钙铝黄长石和钙镁黄长石的类质同象系列。这些矿物是从富含钙的碱性岩浆中结晶而来。

黄长石主要应用于陶瓷釉料、陶瓷、耐火材料、保温材料和水泥等制造领域。另外镁黄长石Ca₂Mg(Si₂O₇)是一种含有Si，Ca，Mg的陶瓷，具有生物活性，在生物组织工程中有较好的应用前景。

目前，大规模工业用黄长石主要来源于矿石开采，有较大的生态和环境破坏隐患。精细化工用黄长石主要采用溶胶凝胶法和沉淀法制备，所用原料均为化学纯试剂，无法满足大规模生产和应用。

而另一方面，我国每年排放大量的粉煤灰和各种工业矿渣，压占土地，污染环境和增加投资，充分利用这些废弃物对提高资源利用效率，发展循环经济，建设节约型社会具有十分重要的意义。但目前我国工业固体废弃物再利用主要以临时道路和地坪填埋，烧结制备水泥熟料，烧结制砖等简单的再加工处理的方式利用，被利用的工业固体废弃物的种类和生成产品的适用范围都很有限。

粉煤灰的主要化学成份是SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、TiO₂、硫化物等。镁渣是炼镁排出的一种工业废渣，主要化学成分为CaO、SiO₂、Al₂O₃等。电石渣是电石制备乙炔后得到的以氢氧化钙为主要成分的固体废渣，同时还含有SiO₂、Al₂O₃及少量的CaCO₃、Fe₂O₃、MgO、碳渣等杂质。

据发明人了解，利用工业固体废弃物制造陶瓷或耐火材料的相关报道比较少，在工业固废中镁渣、电石渣等废弃物再利用的研究也不是很多。

中国专利申请CN201210258832.4公开了以工业废渣镁渣、高岭土和工业氧化铝为原材料，通过高温反应烧结法制备六铝酸钙/钙长石复相轻质隔热保温耐火材料的方法，该制备方法一定程度上实现了镁渣的综合利用，且其材料具有耐高温、轻质、隔热保温的特点，可适用于高温容器和窑炉的内衬高温材料。但该方法只消化了一种工业废渣，所用高岭土和工业氧化铝仍来自于矿石和工业生产。

中国专利申请CN201410581205.3公开了一种镁渣及锰渣耐火浇注料原料，是一种不定形耐火材料，包括20～30份骨料，70～80份粉料，10～15份外加剂，所述骨料由刚玉、镁铝尖晶石组成；所述粉料由α-Al₂O₃粉、镁渣粉、粉煤灰、锰渣粉组成；所述外加剂为水溶性酚醛树脂。在该发明中镁渣粉与水溶性酚醛树脂混合后形成生成水化硅酸钙凝胶，可以提高镁渣及锰渣耐火浇注料的固化速度。该制备方法虽然消化了三种工业固废，但所用工业固废的比例仍然不太高。

发明内容