[发明专利]利用高铝粉煤灰制备三维花状结构勃姆石的溶剂热法

说明书

本发明涉及一种利用高铝粉煤灰制备三维花状结构勃姆石的溶剂热法，其包括如下步骤：S1:除铁除钙：对高铝粉煤灰除铁除钙处理；S2:活化处理：在空气中烧结活化，得到含有霞石相的活化产物；S3:酸液浸出：将活化产物与无机酸水溶液反应生成含金属铝盐的浸出液；S4:碱液处理：向浸出液中加入碱液调节pH至碱性，得到碱性悬浮液；S5:溶剂热反应：向所述碱性悬浮液中加入溶剂，充分搅拌后于140～180℃密闭反应6～12h；S6：将反应液冷却后分离出沉淀物，依次洗涤、干燥，得到三维花状勃姆石。本发明以高铝粉煤灰为铝源制得纯度非常高的勃姆石结构，实现资源化利用，产物尺寸稳定均一，不需添加有毒有害的表面活性剂，绿色环保，反应温度低、周期短且工艺简单。

技术领域

本发明涉及勃姆石的制备方法，具体涉及一种利用高铝粉煤灰制备三维花状结构勃姆石的溶剂热法。

背景技术

粉煤灰是燃煤电厂产生的大宗固体废弃物，其排放量逐年增加。粉煤灰中的物相组成为晶体与玻璃体，其中的晶体矿物包括莫来石、石英、赤铁矿、磁铁矿、方解石等。高铝粉煤灰中Al₂O₃含量≥37％，因此可以作为潜在的提取氧化铝的资源。现阶段高铝粉煤灰主要被用作建筑材料、填筑材料、吸附材料、耐火材料、土壤改良剂以及有用组分回收等方面。其中将高铝粉煤灰作为二次资源从中提取有用组分是提高高铝粉煤灰附加值的重要途径。

勃姆石又称软水铝石，分子式是γ-AlOOH，其在工业上应用广泛，可以被用作催化剂，阻燃剂，吸附剂等。勃姆石的宏观性质与其形貌有很大关系。现有的勃姆石具有纤维状、针状、管状、棒状等一维结构，片状、带状等二维结构，还有一维、二维结构所组成的束状、花状、球状、纺锤状、哈密瓜状等三维结构。三维结构勃姆石不仅具有很高的表面能和特殊表面性质而且还可防止在液相中团聚，易于分离和回收。因此很多研究人员将研究重点放在三维结构勃姆石的制备上。在制备三维结构勃姆石方法中，无模板法因其绿色环保、成本低廉而受到人们的关注。但现阶段未曾有利用高铝粉煤灰制备三维花状结构勃姆石的相关文献或专利公开。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种利用高铝粉煤灰制备三维花状结构勃姆石的溶剂热法，该方法是以高铝粉煤灰为铝源，采用无模板法制备三维花状结构勃姆石，为高铝粉煤灰的精细化利用提供新途径。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种利用高铝粉煤灰制备三维花状结构勃姆石的溶剂热法，其包括如下步骤：

S1:除铁除钙：对高铝粉煤灰进行除铁除钙处理；

S2:活化处理：将除铁除钙后的高铝粉煤灰在空气中烧结活化，得到含有霞石相的活化产物；

S3:酸液浸出：将活化产物与无机酸水溶液反应生成含金属铝盐的浸出液；

S4:碱液处理：向浸出液中加入碱液调节pH至碱性，得到碱性悬浮液；

S5:溶剂热法反应：向所述碱性悬浮液中加入溶剂，充分搅拌后于140～180℃密闭反应6～12h；

S6：将反应液冷却后分离出沉淀物，依次洗涤、干燥，得到三维花状勃姆石。

作为本发明一个较佳实施例，步骤S1中，采用磁选与酸洗除铁除钙。

作为本发明一个较佳实施例，步骤S1中，磁选时，矿浆浓度20～30％，优选为25％，采用XCGS型磁选机多次磁选去除高铝粉煤灰中的含铁矿物。