CN101618961B - 利用废活性氧化铝制备的刚玉材料及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用废活性氧化铝制备的刚玉材料及其方法，本发明利用废活性氧化铝制备材料的原料由废活性氧化铝组成的；其制备方法为：以废活性氧化铝为原料，原材料。本发明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。

Description

利用废活性氧化铝制备的刚玉材料及其方法
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废活性氧化铝制备α-Al2O3，即α-Al2O3材料的制备方法。
背景技术
α-Al2O3材料熔点高达2050℃，其具有耐火度高、硬度大，耐磨性，化学稳定性好、强度高，抗蠕变性能好等优良性能，是耐火材料和陶瓷工业中最重要的原料之一。常规制备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10万吨的双氧水厂，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γ-Al2O3，含量大约为90％左右，γ-Al2O3经高温煅烧会转化成α-Al2O3，是制备α-Al2O3材料材料的好原料。本原料成本只有采用工业氧化铝为主原料的1/5；能提高经济效益，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α-Al2O3材料材料的报导。
发明内容
本发明目的是要提供一种利用废活性氧化铝制备的α-Al2O3材料及其制备方法，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。
本发明利用废活性氧化铝制备的α-Al2O3材料的原料由废活性氧化铝组成的；其制备方法为：以废活性氧化铝为原料，原料经高温煅烧，制备成α-Al2O3(刚玉)材料。
本发明主要创新点和特色如下：
原料与技术创新：利用废活性氧化铝制备α-Al2O3材料，具有生态环保技术和原料的创新，具有重大环保意义。
经检索，国内尚未有报导利用废活性氧化铝制备α-Al2O3材料，该项目属国内外首家研究发明的技术。
废活性氧化铝主要晶相组成是γ-Al2O3，其活性高，容易转化成α-Al2O3材料。
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
利用废活性氧化铝制备的α-Al2O3材料，原料只有废活性氧化铝，原料中的化学组成Al2O375.0-91.0wt％，SiO21.0-3.0wt％，烧失量为7.0-17.0wt％。
利用废活性氧化铝制备的α-Al2O3材料步骤为：将废活性氧化铝装放在匣钵中，置于窑炉中煅烧，煅烧温度范围为1100-1600℃，煅烧保温时间为1-6小时，煅烧料冷却至室温，得到白色粒状的α-Al2O3材料，其α-Al2O3含量为90wt％以上。可以采用philips.X pert-MPDX-射线衍射仪分析各试样的晶相，采用Rietveld Quantification分析软件计算α-Al2O3相的含量；采用Philips XL30ESEM扫描电镜测试各样品的形貌。
实施例1
利用废活性氧化铝制备的α-Al2O3材料步骤为：将废活性氧化铝装放在匣钵中，置于窑炉中煅烧，煅烧温度范围为1200℃，煅烧保温时间为3小时，煅烧料冷却至室温，得到白色粒状的α-Al2O3材料，其α-Al2O3含量为91.5wt％。
实施例2
利用废活性氧化铝制备的α-Al2O3材料步骤为：将废活性氧化铝装放在匣钵中，置于窑炉中煅烧，煅烧温度范围为1300℃，煅烧保温时间为3小时，煅烧料冷却至室温，得到白色粒状的α-Al2O3材料，其α-Al2O3含量为94wt％。
实施例3
利用废活性氧化铝制备的α-Al2O3材料步骤为：将废活性氧化铝装放在匣钵中，置于窑炉中煅烧，煅烧温度范围为1400℃，煅烧保温时间为2小时，煅烧料冷却至室温，得到白色粒状的α-Al2O3材料，其α-Al2O3含量为95wt。
实施例4
利用废活性氧化铝制备的α-Al2O3材料步骤为：将废活性氧化铝装放在匣钵中，置于窑炉中煅烧，煅烧温度范围为1500℃，煅烧保温时间为2小时，煅烧料冷却至室温，得到白色粒状的α-Al2O3材料，其α-Al2O3含量为95.5wt％。
实施例5
利用废活性氧化铝制备的α-Al2O3材料步骤为：将废活性氧化铝装放在匣钵中，置于窑炉中煅烧，煅烧温度范围为1600℃，煅烧保温时间为2小时，煅烧料冷却至室温，得到白色粒状的α-Al2O3材料，其α-Al2O3含量为96wt％。

Claims (1)

1.一种利用废活性氧化铝制备α-Al2O3材料的方法，其特征在于：所述刚玉α-Al2O3材料的原料只由废活性氧化铝组成的；
所述的废活性氧化铝为双氧水生产过程已使用过并失效废弃的活性氧化铝；
所述原料配方中废活性氧化铝占100wt%；
原料中的化学成分组成：Al2O3 75.0-91.0 wt %，SiO2 1.0-3.0 wt %，烧失量为7.0-17.0 wt %，各化学成分的质量百分数之和为100%；
以废活性氧化铝为原料，原料经高温煅烧，制备成α-Al2O3材料；
制备步骤为：将废活性氧化铝放在匣钵中，置于窑炉中煅烧，冷却至室温，得到白色粒状的α-Al2O3材料；
所述的α-Al2O3材料煅烧温度范围为1100-1600℃，煅烧保温时间为1-6小时；
所述方法制备的α-Al2O3材料中：纯α-Al2O3含量为90wt%以上。
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周曦亚等.微波加热及掺杂ZrO2对γ-Al2O3→α-Al2O3相变的影响.《华南理工大学学报（自然科学版）》.2006,第34卷(第5期),第90-93页. *

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