CN110002855A - 一种由fcc废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷及其制备方法 - Google Patents

一种由fcc废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110002855A
CN110002855A CN201811562335.7A CN201811562335A CN110002855A CN 110002855 A CN110002855 A CN 110002855A CN 201811562335 A CN201811562335 A CN 201811562335A CN 110002855 A CN110002855 A CN 110002855A
Authority
CN
China
Prior art keywords
high temperature
ceramic slurry
temperature resistant
powder
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811562335.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110002855B (zh
Inventor
刘和义
崔宏亮
刘涛
张敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu High-Techno Thermal Equipment Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu High-Techno Thermal Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu High-Techno Thermal Equipment Co Ltd filed Critical Jiangsu High-Techno Thermal Equipment Co Ltd
Priority to CN201811562335.7A priority Critical patent/CN110002855B/zh
Publication of CN110002855A publication Critical patent/CN110002855A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110002855B publication Critical patent/CN110002855B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/62204—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products using waste materials or refuse
    • C04B35/803—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/02—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3213—Strontium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3227—Lanthanum oxide or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3229—Cerium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3239—Vanadium oxides, vanadates or oxide forming salts thereof, e.g. magnesium vanadate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3272—Iron oxides or oxide forming salts thereof, e.g. hematite, magnetite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3275—Cobalt oxides, cobaltates or cobaltites or oxide forming salts thereof, e.g. bismuth cobaltate, zinc cobaltite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3279—Nickel oxides, nickalates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3284—Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3286—Gallium oxides, gallates, indium oxides, indates, thallium oxides, thallates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc gallate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3294—Antimony oxides, antimonates, antimonites or oxide forming salts thereof, indium antimonate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/522—Oxidic
    • C04B2235/5228—Silica and alumina, including aluminosilicates, e.g. mullite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/526—Fibers characterised by the length of the fibers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/77—Density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
    • C04B2235/9615—Linear firing shrinkage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明属于无机耐火隔热材料技术领域，尤其涉及一种由FCC废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷，由包括以下质量份的原料制备得到：FCC废催化剂18～50份；Al2O3粉22～40份；SiO2粉0～10份；凝固剂5～8份；粘结剂9～12份；分散剂0.8～1.2份；增强体5～15份；发泡剂1～2份；稳泡剂2～3份；水15～20份以及pH值调节剂。本发明以FCC废催化剂、Al2O3粉和SiO2粉为陶瓷基料，优化配比，得到的耐高温泡沫陶瓷具有较高的使用温度和较低的导热系数，实现FCC废催化剂高效回收再利用。

Description

一种由FCC废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明属于无机耐火隔热材料技术领域，特别涉及一种由FCC废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷及其制备方法。
背景技术
催化裂化(FCC)是现代石油炼制工艺的重要组成部分，FCC过程是在一定温度及催化剂的作用下使重质原料发生裂解反应的过程，是主要的重油轻质化方法。在FCC装置运行过程中，高温及重金属的毒害作用导致催化剂活性降低而不能满足催化裂化反应需求。为了使FCC装置中的催化剂维持在一定活性，需要定期补充新鲜催化剂并从再生器里卸除部分已经失活的催化剂，因而在石油炼制过程中会不断产生废弃的FCC催化剂。FCC废催化剂含有镍元素且经700℃焙烧后镍元素以氧化镍形态存在、质量分数超过0.1％，由于氧化镍为第一类致癌性物质，2016年8月1日发布的《国家危险废物名录》中，将FCC废催化剂归为HW50废催化剂危废。
大部分企业针对FCC废催化剂的处理方法大多采用地下填埋的方式，填埋方法虽然简单，但其实际上是把废催化剂进行了空间上的转移，治标不治本，且会对气候、环境、健康、经济等方面造成显著的负面影响。全球每年催化裂化催化剂的用量大约为350kt。随着石油资源的重质化和劣质化，催化裂化装置原料的质量越来越差，催化裂化催化剂置换周期明显缩短，导致废催化剂的重金属污染问题日益突出。仅以5套重油催化裂化装置为例，每年卸出约13kt废催化剂，经济损失估计在1亿5千万以上。
如何对催化裂化废催化剂进行有效的处理和利用，一直是业内人士所关注的课题之一。目前关于催化裂化废催化剂分离再生方法可分为两大类，即物理分离法和化学再生法。物理分离法主要为磁分离法，在催化裂化加工过程中，催化裂化装置进料中的重金属大部分沉积在催化剂上，使得催化剂产生磁感性。沾染重金属越多的催化剂颗粒，其磁感性就越强，这就为通过磁选的方法分离、回收废催化剂提供了可能；但是，磁选法只是通过物理方法筛选出少部分循环时间短、污染轻(低磁剂)、性能较好、尚可继续使用的催化剂，对于那些已经显著失活的催化剂依然只能采用传统方法处理，因而无法从根本上解决废催化剂的处理问题，且只是减少了FCC废催化剂的产量，未对废剂进行回收利用。化学方法主要为废FCC催化剂化学复活法，将废催化剂与特定的化学试剂进行混合、浸泡，脱除废催化剂上的Ni，V等重金属，恢复催化剂的部分比表面积和孔体积，再重新回用到催化裂化装置中；但是化学方法需要使用大量化学试剂，又造成一定化学排污，且仅能恢复催化剂的部分催化性能，恢复再利用效果有限。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种由FCC废催化剂制备耐高温泡沫陶瓷的方法。本发明由FCC废催化剂回收再利用得到的耐高温泡沫陶瓷具有较高的使用温度和较低的导热系数，实现FCC废催化剂高效回收再利用。
为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种由FCC废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷，由包括以下质量份的原料制备得到：
pH值调节剂以调节含FCC废催化剂、Al2O3粉、SiO2粉、凝固剂、粘结剂、分散剂、发泡剂、稳泡剂和水的混合体系的pH值至8～11为准。
优选的，所述增强体为硅酸铝纤维；所述粘结剂为硅溶胶；所述分散剂为聚丙烯酸铵、聚丙烯酸、磷酸铵或柠檬酸铵；所述凝固剂为淀粉或预糊化淀粉；所述发泡剂为双氧水；所述稳泡剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、黄原胶或文莱胶；所述pH值调节剂为氨水。
优选的，所述Al2O3粉的粒径为37～62μm，所述SiO2粉的粒径为74～165μm。
优选的，从化学组成上，所述FCC废催化剂包括氧化铝和二氧化硅。
优选的，所述耐高温泡沫陶瓷的晶相包括莫来石相和刚玉相。
本发明还提供了一种上述技术方案所述耐高温泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)将FCC废催化剂、Al2O3粉、SiO2粉和凝固剂混合，得到第一混合料；将粘结剂、分散剂和水混合，得到第二混合料；将所述第一混合料与第二混合料混合，得到第一陶瓷浆料；
(2)依次向所述第一陶瓷浆料中加入发泡剂、稳泡剂和pH值调节剂，得到第二陶瓷浆料；
(3)向所述第二陶瓷浆料中加入增强体，然后进行发泡，得到发泡陶瓷浆料；
(4)将所述发泡陶瓷浆料注模后进行震动处理，直至陶瓷浆料中不再有直径10mm以上气泡逸出，得到注模陶瓷浆料；
(5)将所述注模陶瓷浆料进行第一烘干后脱模，得到陶瓷生坯；将所述陶瓷生坯进行第二烘干后烧结，得到耐高温泡沫陶瓷。
优选的，所述步骤(1)第一混合料与第二混合料的混合方式为：在搅拌的条件下将所述第二混合料加入第一混合料中，所述搅拌的速度为900～2000r/min，搅拌的时间为10～30min。
优选的，所述步骤(2)中发泡剂、稳泡剂和pH值调节剂在水浴搅拌条件下加入；所述水浴搅拌的温度为55～70℃，所述水浴搅拌的速度为900～2000r/min，水浴搅拌的时间为5～15min。
优选的，所述步骤(3)具体为：在水浴搅拌条件下向所述第二陶瓷浆料中加入增强体进行发泡；所述水浴搅拌的温度为55～70℃，所述水浴搅拌的速度为900～2000r/min，水浴搅拌的时间为15～60min。
优选的，所述步骤(5)中第一烘干和第二烘干包括依次进行的：50℃下烘干24h，60℃下烘干24h，80℃下烘干24h，100℃下烘干24h；
所述烧结包括依次进行的：
其中，所述烧结中不同环节对应时间为当前温度下限升至温度上限所用的时间。
本发明提供了一种由FCC废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷，由包括以下质量份的原料制备得到：FCC废催化剂18～50份；Al2O3粉22～40份；SiO2粉0～10份；凝固剂5～8份；粘结剂9～12份；分散剂0.8～1.2份；增强体5～15份；发泡剂1～2份；稳泡剂2～3份；以调节含FCC废催化剂、Al2O3粉、SiO2粉、凝固剂、粘结剂、分散剂、发泡剂、稳泡剂和水的混合体系的pH值至8～11为准的pH值调节剂；水15～20份。
本发明以FCC废催化剂、Al2O3粉或者以FCC废催化剂、Al2O3粉和SiO2粉为陶瓷基料，有效利用工业废弃剂FCC废催化剂，实现了工业废剂的回收再利用；少量分散剂的添加，有利于各物料的均匀分散，进而有利于得到晶相均匀一致的高温泡沫陶瓷；再结合增强体的添加，通过增强体在泡沫陶瓷晶相中对晶粒的连接作用，有利于提高泡沫陶瓷的力学稳定性；同时粘结剂促进各物料之间粘结强度的提高，配合增强体提高泡沫陶瓷的力学稳定性；凝固剂使混合体系形态固化，降低混合物料的流动性且使组织结构不变形；发泡剂促进陶瓷浆料成孔，稳泡剂延长和稳定泡沫以使泡沫保持长久泡形至成型固化，联合使用保证了陶瓷的发泡效果；pH值调节剂使物料体系调节至合适的pH值，以满足各试剂有效官能团作用的发挥；水作为溶剂提供一定的分散能力和流动性。同时，本发明通过优化各原料添加量，使由FCC废催化剂回收再利用得到的耐高温泡沫陶瓷具有较高的使用温度和较低的导热系数，实现FCC废催化剂高效回收再利用。
实验数据表明，本发明提供的耐高温泡沫陶瓷800℃导热系数为0.18～0.38w/mk，导热系数低，隔热保温性能好；陶瓷内部气孔细小密集、分布均匀，陶瓷密度低，可在0.3～1.0g/cm3范围内进行调节；表面无掉渣；可在1200～1400℃的温度条件下长期使用，性质稳定。本发明高效实现了FCC废催化剂的回收再利用，提高资源利用率，具有可观的经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例1制备得到的耐高温泡沫陶瓷实物图。
具体实施方式
本发明提供了一种由FCC废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷，由包括以下质量份的原料制备得到：
pH值调节剂以调节含所述FCC废催化剂、Al2O3粉、SiO2粉、凝固剂、粘结剂、分散剂、发泡剂、稳泡剂和水的混合体系的pH值至8～11为准。
在本发明中，若无特殊说明，所有的组分均为本领域技术人员熟知的市售商品即可。
以质量份计，本发明提供的耐高温泡沫陶瓷的制备原料包括FCC废催化剂18～50份，优选为28～36份，更优选为28～35份。在本发明中，所述FCC废催化剂从化学组成上，优选包括氧化铝和二氧化硅；进一步优选包括氧化铝、二氧化硅、铁氧化物、镧氧化物和铈氧化物；按照质量百分含量计，最优选地包括氧化铝47～55％，二氧化硅40～45％，三氧化二铁1～2％，氧化镧1～3％和氧化铈1.5～3.5％。
以所述FCC废催化剂的质量份为基准，本发明提供的耐高温泡沫陶瓷的制备原料包括Al2O3粉22～40份，优选为22～28份，更优选为23～27份。在本发明中，所述Al2O3粉的粒径优选为37～62μm，更优选为48～53μm，最优选为50μm。
以所述FCC废催化剂的质量份为基准，本发明提供的耐高温泡沫陶瓷的制备原料包括SiO2粉0～10份，优选为6～8份，更优选为7份。在本发明中，所述SiO2粉的粒径优选为74～165μm，更优选为74～150μm，最优选为74μm。在本发明中，所述FCC废催化剂、Al2O3粉和SiO2粉提供了陶瓷基料。
以所述FCC废催化剂的质量份为基准，本发明提供的耐高温泡沫陶瓷的制备原料包括凝固剂5～8份，优选为6～7份。在本发明中，所述凝固剂优选为淀粉或预糊化淀粉，进一步优选为淀粉。在本发明中，凝固剂使混合体系形态固化，降低混合物料的流动性且使组织结构不变形，提高泡沫陶瓷的力学稳定性。
以所述FCC废催化剂的质量份为基准，本发明提供的耐高温泡沫陶瓷的制备原料包括粘结剂9～12份，优选为10～11份。在本发明中，所述粘结剂优选为硅溶胶。在本发明中，所述粘结剂的质量分数优选为18～30％，更优选为20～30％。在本发明中，粘结剂促进各物料之间粘结强度的提高，配合增强体提高泡沫陶瓷的力学稳定性。
以所述FCC废催化剂的质量份为基准，本发明提供的耐高温泡沫陶瓷的制备原料包括分散剂0.8～1.2份，优选为0.9～1.1份。在本发明中，所述分散剂优选为聚丙烯酸铵、聚丙烯酸、磷酸铵或柠檬酸铵，进一步优选为聚丙烯酸铵、聚丙烯酸或磷酸铵，最优选为聚丙烯酸铵。在本发明中，所述分散剂优选以溶液的形式提供，所述分散剂溶液的质量分数优选为10～25％，更优选为10～20％，最优选为10％。在本发明中，分散剂的添加有利于各物料的均匀分散，进而有利于得到晶相均匀一致的耐高温泡沫陶瓷。
以所述FCC废催化剂的质量份为基准，本发明提供的耐高温泡沫陶瓷的制备原料包括增强体5～15份，优选为10～15份。在本发明中，所述增强体优选为硅酸铝纤维。在本发明中，所述硅酸铝纤维的纤维长度优选为1～3mm；所述硅酸铝纤维的直径优选为3～5μm。在本发明中，增强体在泡沫陶瓷晶相中对晶粒具有连接作用，有利于提高泡沫陶瓷的力学稳定性。
以所述FCC废催化剂的质量份为基准，本发明提供的耐高温泡沫陶瓷的制备原料包括发泡剂1～2份，优选为1.1～1.9份。在本发明中，所述发泡剂优选为双氧水。在本发明中，所述发泡剂的质量分数优选为27.5～50％，更优选为28～40％，最优选为30％。在本发明中，发泡剂促进陶瓷浆料成孔，配合稳泡剂保证陶瓷发泡效果。
以所述FCC废催化剂的质量份为基准，本发明提供的耐高温泡沫陶瓷的制备原料包括稳泡剂2～3份，优选为2.1～2.9份。在本发明中，所述稳泡剂优选为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、黄原胶或文莱胶，进一步优选为聚乙烯醇或羧甲基纤维素，最优选为聚乙烯醇；当采用聚乙烯醇和羧甲基纤维素时，所述稳泡剂优选以溶液的形式提供，所述稳泡剂溶液的质量分数优选为3～5％，更优选为4～5％，最优选为5％。在本发明中，稳泡剂延长和稳定泡沫以使泡沫保持长久泡形至成型固化。
以所述FCC废催化剂的质量份为基准，本发明提供的耐高温泡沫陶瓷的制备原料包括pH值调节剂，所述pH值调节剂的用量以调节含所述FCC废催化剂、Al2O3粉、SiO2粉、凝固剂、粘结剂、分散剂、发泡剂和稳泡剂的混合体系的pH值至8～11为准，优选为8.5～10。在本发明中，所述pH值调节剂优选为氨水。在本发明中，pH值调节剂使物料体系调节至合适的pH值，以满足各试剂有效官能团作用的发挥。
以所述FCC废催化剂的质量份为基准，本发明提供的耐高温泡沫陶瓷的制备原料包括水15～20份，优选为17～20份。在本发明中，水作为溶剂提供一定的分散能力和流动性。
本发明以FCC废催化剂、Al2O3粉和SiO2粉为陶瓷基料，有效利用工业废弃剂FCC废催化剂，实现了工业废剂的回收再利用；同时，本发明通过优化各原料添加量，使由FCC废催化剂回收再利用得到的耐高温泡沫陶瓷具有较高的使用温度和较低的导热系数，实现FCC废催化剂高效回收再利用。
在本发明中，所述耐高温泡沫陶瓷的晶相优选包括莫来石相和刚玉相。
本发明还提供了上述技术方案所述的耐高温泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)将FCC废催化剂、Al2O3粉、SiO2粉和凝固剂混合，得到第一混合料；将粘结剂、分散剂和水混合，得到第二混合料；将所述第一混合料与第二混合料混合，得到第一陶瓷浆料；
(2)依次向所述第一陶瓷浆料中加入发泡剂、稳泡剂和pH值调节剂，得到第二陶瓷浆料；
(3)向所述第二陶瓷浆料中加入增强体，然后进行发泡，得到发泡陶瓷浆料；
(4)将所述发泡陶瓷浆料注模后进行震动处理，直至陶瓷浆料中不再有直径10mm以上气泡逸出，得到注模陶瓷浆料；
(5)将所述注模陶瓷浆料进行第一烘干后脱模，得到陶瓷生坯；将所述陶瓷生坯进行第二烘干后进行烧结，得到耐高温泡沫陶瓷。
在本发明中，所述制备方法中各组分的用量与前述耐高温泡沫陶瓷的技术方案中组分的用量一致，在此不再赘述。
本发明将FCC废催化剂、Al2O3粉、SiO2粉和凝固剂混合，得到第一混合料；将粘结剂、分散剂和水混合，得到第二混合料；将所述第一混合料与第二混合料混合，得到第一陶瓷浆料。本发明对所述第一混合料和第二混合料的各自混合方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式进行混合即可。本发明对所述第一混合料与第二混合料混合的混合方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式进行混合即可。在本发明中，所述第一混合料与第二混合料的混合方式优选为在搅拌条件下将第二混料加入到第一混料中。在本发明中，所述搅拌的速率优选为900～2000r/min，搅拌的时间优选为10～30min。本发明先将分散剂与水及粘结剂混合，有助于降低第二混合料的表面张力，提高第二混合料的渗透性，然后与第一混合料混合，使得第一混合料快速充分融入第二混合料中。
得到第一陶瓷浆料后，本发明依次向所述第一陶瓷浆料中加入发泡剂、稳泡剂和pH值调节剂，得到第二陶瓷浆料。在本发明中，先加入发泡剂，促进发泡，然后加入稳泡剂，稳定泡形，最后加入pH值调节剂，消除发泡剂等试剂对陶瓷浆料pH值的影响，得到pH值为8～11的第二陶瓷浆料。在本发明中，所述发泡剂、稳泡剂和pH值调节剂的加入优选在水浴搅拌的条件下进行。在本发明中，所述水浴搅拌的水浴温度优选为55～70℃，所述搅拌的速率优选为900～2000r/min，所述水浴搅拌的时间优选为5～15min。本发明通过搅拌使发泡剂和稳泡剂完全融入到第二陶瓷浆料中。
得到第二陶瓷浆料后，本发明向所述第二陶瓷浆料中加入增强体进行发泡，得到发泡陶瓷浆料。本发明优选在水浴搅拌条件下向所述第二陶瓷浆料中加入增强体进行发泡。本发明优选将增强体分次加入，所述分次优选为2～10次，更优选为2～5次；分次加入时，每次加入量优选相等。在本发明中，所述增强体分次加入可以使增强体更为均匀地混合于第二陶瓷浆料中。在本发明中，所述水浴搅拌的水浴温度优选为55～70℃，所述水浴搅拌的速率优选为900～2000r/min，所述水浴搅拌的时间优选为15～60min。在本发明中，所述水浴搅拌使增强体均匀分布在陶瓷浆料中，同时有利于陶瓷浆料发泡，便于将较大的气泡打散均匀分布到浆料中。
得到发泡陶瓷浆料后，本发明将所述发泡陶瓷浆料注模后进行震动处理，直至陶瓷浆料中不再有直径10mm以上气泡逸出，得到注模陶瓷浆料。本发明对注模用模具的类型没有特殊要求，以能得到目标构型的陶瓷即可。在本发明中，所述模具优选为侧壁可拆卸分离，内壁附有一层泡沫薄板的模具。在本发明中，所述模具内壁附有的泡沫薄板，能够将模具与陶瓷浆料分隔开，且泡沫薄板与后续经烘干后的陶瓷生坯不易粘连，脱模时容易取下泡沫薄板而不损坏陶瓷生坯。本发明对所述泡沫薄板的材质及厚度没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的泡沫薄板即可。在本发明中，所述震动处理的震动频率优选为2800～2900次/min，更优选为2860次/min；震动处理的震幅优选为0.2～0.7mm，更优选为0.3～0.6mm；震动处理的时间优选为4～11min，更优选为5～10min。本发明通过震动处理去除发泡陶瓷浆料中的大气泡，为陶瓷结构的致密稳定性和较高力学性能提供保证。
本发明将所述注模陶瓷浆料进行第一烘干后脱模，得到陶瓷生坯；将所述陶瓷生坯进行第二烘干后烧结，得到耐高温泡沫陶瓷。在本发明中，所述第一烘干和第二烘干的条件优选包括依次进行的：50℃下烘干24h，60℃下烘干24h，80℃下烘干24h，100℃下烘干24h。在本发明中，所述脱模的方式优选为开模。本发明对所述开模的具体实施方式没有特殊要求，采用本领技术人员所熟知的开模方式即可。
在本发明中，所述烧结优选包括依次进行的：0～100℃60～120min，100～200℃120～240min，200～400℃120～240min，400～600℃60～240min，600～1400℃180～400min，1400℃保温120～240min；其中，所述烧结中不同环节对应时间为当前温度下限升至温度上限所用的升温时间。本发明对不同阶段的升温速率没有特殊要求，以能在目标时间范围内完成温度的调节即可。在本发明中，所述烧结的不同阶段的升温速率优选为匀速升温。例如，所述“0～100℃60～120min”指的是烧结温度由0℃升温至100℃，所用的时间为60～120min之间任意时间值；其他所述升温及时间含义与此同理；所述“1400℃保温120～240min”的指的是在1400℃下进行保温，保温的时间为120～240min之间任意时间值。本发明通过烧结形成具有稳定相的耐高温泡沫陶瓷。本发明对保温后的冷却方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的陶瓷冷却的技术方案即可。
为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明提供的由FCC废催化剂制备耐高温泡沫陶瓷进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例1～3中FCC废催化剂的成分质量百分比含量为：
Al2O3 51.3052％、SiO2 40.0456％、CeO2 2.5815％、La2O3 1.4946％、Fe2O31.2587％、Na2O 0.0836％、MgO 0.1062％、P2O3 0.4848％、SO3 0.234％、K2O 0.2594％、CaO0.5661％、TiO2 0.3276％、V2O5 0.5843％、Co2O3 0.0063％、NiO 0.4783％、ZnO 0.0191％、Ga2O3 0.0336％、Rb2O 0.0027％、SrO 0.0125％、ZrO2 0.014％、Sb2O3 0.0907％和NO0.0112％。
实施例1
以质量份计，所用到的制备原料为：FCC废催化剂30份、Al2O3粉25份、SiO2粉5份、凝固剂7份、粘结剂10份、分散剂1份、发泡剂1份、稳泡剂2份、增强体10份、去离子水20份以及以调节含所述FCC废催化剂、Al2O3粉、SiO2粉、凝固剂、粘结剂、分散剂、发泡剂、稳泡剂和水的混合体系的pH值至8～11为准的pH值调节剂。
制备方法如下：将3kg FCC废催化剂、2.5kgAl2O3粉、0.5kg SiO2粉和0.7kg淀粉搅拌混合得到第一混合料，再向第一混合料中加入由2kg去离子水、1kg硅溶胶和0.1kg聚丙烯酸铵组成的第二混合料，通过电动搅拌机在900r/min的搅拌速度下快速搅拌30min，形成稳定均匀悬浮、流动性好的第一陶瓷浆料。
然后依次向第一陶瓷浆料中加入0.1kg质量分散为30％的H2O2和0.2kg聚乙烯醇，并添加30mL氨水调节陶瓷浆料pH值至9，将陶瓷浆料放置在70℃水浴中于900r/min条件下高速搅拌15min，使H2O2和聚乙烯醇完全融入陶瓷浆料中，得到第二陶瓷浆料。
再然后将1kg长度为1～3mm的硅酸铝纤维均分为5份，逐次向第二陶瓷浆料中加入硅酸铝纤维，陶瓷浆料放置在70℃水浴中于900r/min转速条件下高速搅拌60min，满足陶瓷浆料发泡到所需程度且硅酸铝纤维均匀分布在陶瓷浆料中。
将发泡好的陶瓷浆料倒入模具中，并放置在震动台上在震动频率为2860次/min，震幅为0.5mm条件下震动10min。最后将注模后的陶瓷浆料放入烘箱中烘干，50℃烘干24h，60℃烘干24h，80℃烘干24h，100℃烘干24h，烘干后开模取出陶瓷生坯继续100℃烘干24h，最后放入高温炉中烧结，烧结工艺如下：0～100℃：60min，100～200℃：240min，200～400℃：240min，400～600℃：200min，600～1400℃：300min，1400℃：保温240min，得到由FCC废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷。
对所得耐高温泡沫陶瓷进行测试，测试标准及测试结果见表1。
实施例2
以质量份计，所用到的制备原料为：FCC废催化剂36份、Al2O3粉24份、SiO2粉10份、凝固剂6份、粘结剂10份、分散剂1份、发泡剂2份、稳泡剂3份、增强体10份、去离子水20份以及以调节含所述FCC废催化剂、Al2O3粉、SiO2粉、凝固剂、粘结剂、分散剂、发泡剂、稳泡剂和水的混合体系的pH值至8～11为准的pH值调节剂。
制备方法如下：将180g FCC废催化剂、120g Al2O3粉、50g SiO2粉和30g淀粉搅拌混合得到第一混合料，再向第一混合料中加入由100g去离子水、50g硅溶胶和5g聚丙烯酸铵组成的第二混合料，通过电动搅拌机在2000r/min的搅拌速度下快速搅拌10min，形成稳定均匀悬浮、流动性好的第一陶瓷浆料。
然后依次向第一陶瓷浆料中加入10g质量分数为30％的H2O2和15g聚乙烯醇，并添加3mL氨水调节陶瓷浆料pH值至9.5，将陶瓷浆料放置在55℃水浴中于2000r/min条件下高速搅拌5min，使H2O2和聚乙烯醇溶液完全融入陶瓷浆料中，得到第二陶瓷浆料。
再然后将50g长度为1～3mm的硅酸铝纤维均分为2份，逐次向第二陶瓷浆料中加入硅酸铝纤维，陶瓷浆料放置在55℃水浴中于2000r/min转速条件下高速搅拌15min，满足陶瓷浆料发泡到所需程度且硅酸铝纤维均匀分布在陶瓷浆料中。
将发泡好的陶瓷浆料倒入模具中，并放置在震动台上在震动频率为2860次/min，震幅为0.5mm条件下震动5min。最后将注模后的陶瓷浆料放入烘箱中烘干，50℃烘干24h，60℃烘干24h，80℃烘干24h，100℃烘干24h，烘干后开模取出陶瓷生坯继续100℃烘干24h，最后放入高温炉中烧结，烧结工艺如下：0～100℃：60min，100～200℃：120min，200～400℃：120min，400～600℃：60min，600～1400℃：180min，1400℃：保温240min，得到由FCC废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷。
对所得耐高温泡沫陶瓷进行测试，测试标准及测试结果见表1。
实施例3
以质量份计，所用到的制备原料为：FCC废催化剂20份、Al2O3粉40份、凝固剂7份、粘结剂15份、分散剂1份、发泡剂2份、稳泡剂2份、增强体5份、去离子水15份以及以调节含所述FCC废催化剂、Al2O3粉、SiO2粉、凝固剂、粘结剂、分散剂、发泡剂、稳泡剂和水的混合体系的pH值至8～11为准的pH值调节剂。
制备方法如下：将2kgFCC废催化剂、4kgAl2O3粉和0.7kg淀粉搅拌混合得到第一混合料，再向第一混合料中加入由1.5kg去离子水、1.5kg硅溶胶和0.1kg聚丙烯酸铵组成的第二混合料，通过电动搅拌机在1000r/min的搅拌速度下快速搅拌20min，形成稳定均匀悬浮、流动性好的第一陶瓷浆料。
然后依次向第一陶瓷浆料中加入0.2kg质量分数为30％H2O2和0.2kg聚乙烯醇，并添加30mL氨水调节陶瓷浆料pH值至8.5，将陶瓷浆料放置在60℃水浴中于1000r/min条件下高速搅拌10min，使H2O2和聚乙烯醇溶液完全融入陶瓷浆料中，得到第二陶瓷浆料。
再然后将500g长度为1～3mm的硅酸铝纤维均分为4份，逐次向第二陶瓷浆料中加入硅酸铝纤维，陶瓷浆料放置在60℃水浴中于1000r/min转速条件下高速搅拌30min，满足陶瓷浆料发泡到所需程度且硅酸铝纤维均匀分布在陶瓷浆料中。
将发泡好的陶瓷浆料倒入模具中，并放置在震动台上在震动频率为2860次/min，震幅为0.5mm条件下震动8min。最后将注模后的陶瓷浆料放入烘箱中烘干，50℃烘干24h，60℃烘干24h，80℃烘干24h，100℃烘干24h，烘干后开模取出陶瓷生坯继续100℃烘干24h，最后放入高温炉中烧结，烧结工艺如下：0～100℃：120min，100～200℃：240min，200～400℃：240min，400～600℃：240min，600～1400℃：400min，1400℃：保温240min，得到由FCC废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷。
对所得耐高温泡沫陶瓷进行密度、导热系数、使用温度、永久线收缩和真气孔率的测试，测试标准及测试结果见表1。
表1高温泡沫陶瓷性能测试标准及结果
由表1可以看到，本发明提供的耐高温泡沫陶瓷真气孔率为86.6～91.0％，体积密度为0.36～0.54g/cm3，密度低，符合本领域内常规泡沫陶瓷密度为0.3～0.6g/cm3的需求；800℃测试条件下导热系数低，泡沫陶瓷具有保温隔热性能；1200℃条件下测试12h，永久线收缩率可低于0.12％，长期使用温度达1200℃～1400℃，结构及性能具有高温稳定性，体现了良好的使用性能。
实施例1得到的耐高温泡沫陶瓷的实物图如图1所示，其余实施例的实物图也与之类似。由图1可以看出，本发明提供的FCC废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷具有较高的气孔率，气孔致密均匀，形态良好。
由以上实施例的结果可知，本发明提供的耐高温泡沫陶瓷具有密度适中、导热系数低、可在高温下长期使用的特点，同时本发明提供的耐高温泡沫陶瓷以FCC废催化剂为制备原料，实现了FCC废催化剂的高效回收再利用。本发明还提供了由FCC废催化剂制备耐高温泡沫陶瓷的制备方法，本发明提供的制备方法简单易行，安全性高、可适用于工业化生产。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种由FCC废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷，由包括以下质量份的原料制备得到：
pH值调节剂以调节含所述FCC废催化剂、Al2O3粉、SiO2粉、凝固剂、粘结剂、分散剂、发泡剂、稳泡剂和水的混合体系的pH值至8～11为准。
2.根据权利要求1所述的耐高温泡沫陶瓷，其特征在于，所述增强体为硅酸铝纤维；所述粘结剂为硅溶胶；所述分散剂为聚丙烯酸铵、聚丙烯酸、磷酸铵或柠檬酸铵；所述凝固剂为淀粉或预糊化淀粉；所述发泡剂为双氧水；所述稳泡剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、黄原胶或文莱胶；所述pH值调节剂为氨水。
3.根据权利要求1所述的耐高温泡沫陶瓷，其特征在于，所述Al2O3粉的粒径为37～62μm，所述SiO2粉的粒径为74～165μm。
4.根据权利要求1所述的耐高温泡沫陶瓷，其特征在于，从化学组成上，所述FCC废催化剂包括氧化铝和二氧化硅。
5.根据权利要求1所述的耐高温泡沫陶瓷，其特征在于，所述耐高温泡沫陶瓷的晶相包括莫来石相和刚玉相。
6.一种权利要求1～5任一项所述耐高温泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)将FCC废催化剂、Al2O3粉、SiO2粉和凝固剂混合，得到第一混合料；将粘结剂、分散剂和水混合，得到第二混合料；将所述第一混合料与第二混合料混合，得到第一陶瓷浆料；
(2)依次向所述第一陶瓷浆料中加入发泡剂、稳泡剂和pH值调节剂，得到第二陶瓷浆料；
(3)向所述第二陶瓷浆料中加入增强体，然后进行发泡，得到发泡陶瓷浆料；
(4)将所述发泡陶瓷浆料注模后进行震动处理，直至陶瓷浆料中不再有直径10mm以上气泡逸出，得到注模陶瓷浆料；
(5)将所述注模陶瓷浆料进行第一烘干后脱模，得到陶瓷生坯；将所述陶瓷生坯进行第二烘干后烧结，得到耐高温泡沫陶瓷。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)第一混合料与第二混合料的混合方式为：在搅拌的条件下将所述第二混合料加入第一混合料中，所述搅拌的速度为900～2000r/min，搅拌的时间为10～30min。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中发泡剂、稳泡剂和pH值调节剂在水浴搅拌条件下加入；所述水浴搅拌的温度为55～70℃，所述水浴搅拌的速度为900～2000r/min，水浴搅拌的时间为5～15min。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：在水浴搅拌条件下向所述第二陶瓷浆料中加入增强体，然后进行发泡；所述水浴搅拌的温度为55～70℃，所述水浴搅拌的速度为900～2000r/min，水浴搅拌的时间为15～60min。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中第一烘干和第二烘干分别包括依次进行的：50℃下烘干24h，60℃下烘干24h，80℃下烘干24h，100℃下烘干24h；
所述烧结包括依次进行的：
其中，所述烧结中不同环节对应时间为当前温度下限升至温度上限所用的时间。
CN201811562335.7A 2018-12-20 2018-12-20 一种由fcc废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷及其制备方法 Active CN110002855B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811562335.7A CN110002855B (zh) 2018-12-20 2018-12-20 一种由fcc废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811562335.7A CN110002855B (zh) 2018-12-20 2018-12-20 一种由fcc废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110002855A true CN110002855A (zh) 2019-07-12
CN110002855B CN110002855B (zh) 2021-12-28

Family

ID=67165175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811562335.7A Active CN110002855B (zh) 2018-12-20 2018-12-20 一种由fcc废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110002855B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110342910A (zh) * 2019-08-21 2019-10-18 中国石油化工股份有限公司 由fcc废催化剂制备陶瓷中空纤维膜的方法及陶瓷中空纤维膜
EP3939540A1 (en) * 2020-07-14 2022-01-19 Institut Straumann AG Mounting device for automated dental prostheses processing
CN114057404A (zh) * 2020-07-30 2022-02-18 中国石油化工股份有限公司 一种硅酸铝纤维及其制备方法和应用
CN116003114A (zh) * 2023-02-10 2023-04-25 山东京博环保材料有限公司 一种发泡陶瓷材料及其制备方法
CN116023119A (zh) * 2021-10-26 2023-04-28 中国石油化工股份有限公司 多孔陶瓷及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08119766A (ja) * 1994-10-27 1996-05-14 Showa Shell Sekiyu Kk 多孔質陶磁器焼結体とその製法
CN103951452A (zh) * 2014-05-06 2014-07-30 郑州大学 一种微孔蓝晶石基轻质隔热耐火材料的制备方法
CN105541306A (zh) * 2015-12-25 2016-05-04 江苏和腾热工装备科技有限公司 一种氧化铝纤维增强的氧化铝闭孔泡沫陶瓷及其制备方法
CN107417288A (zh) * 2017-09-07 2017-12-01 济宁学院 氧化铝纤维增强纳米氧化铝泡沫陶瓷及其制备方法
CN109305778A (zh) * 2017-11-16 2019-02-05 中国石油化工股份有限公司 一种催化裂化废催化剂制备免烧砖的方法
CN109650936A (zh) * 2019-02-27 2019-04-19 广东粤能净环保科技有限公司 一种耐火材料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08119766A (ja) * 1994-10-27 1996-05-14 Showa Shell Sekiyu Kk 多孔質陶磁器焼結体とその製法
CN103951452A (zh) * 2014-05-06 2014-07-30 郑州大学 一种微孔蓝晶石基轻质隔热耐火材料的制备方法
CN105541306A (zh) * 2015-12-25 2016-05-04 江苏和腾热工装备科技有限公司 一种氧化铝纤维增强的氧化铝闭孔泡沫陶瓷及其制备方法
CN107417288A (zh) * 2017-09-07 2017-12-01 济宁学院 氧化铝纤维增强纳米氧化铝泡沫陶瓷及其制备方法
CN109305778A (zh) * 2017-11-16 2019-02-05 中国石油化工股份有限公司 一种催化裂化废催化剂制备免烧砖的方法
CN109650936A (zh) * 2019-02-27 2019-04-19 广东粤能净环保科技有限公司 一种耐火材料及其制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110342910A (zh) * 2019-08-21 2019-10-18 中国石油化工股份有限公司 由fcc废催化剂制备陶瓷中空纤维膜的方法及陶瓷中空纤维膜
EP3939540A1 (en) * 2020-07-14 2022-01-19 Institut Straumann AG Mounting device for automated dental prostheses processing
WO2022013291A1 (en) * 2020-07-14 2022-01-20 Institut Straumann Ag Mounting device for automated dental prostheses processing
CN114057404A (zh) * 2020-07-30 2022-02-18 中国石油化工股份有限公司 一种硅酸铝纤维及其制备方法和应用
CN116023119A (zh) * 2021-10-26 2023-04-28 中国石油化工股份有限公司 多孔陶瓷及其制备方法
CN116003114A (zh) * 2023-02-10 2023-04-25 山东京博环保材料有限公司 一种发泡陶瓷材料及其制备方法
CN116003114B (zh) * 2023-02-10 2024-01-30 山东京博环保材料有限公司 一种发泡陶瓷材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110002855B (zh) 2021-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110002855A (zh) 一种由fcc废催化剂制备的耐高温泡沫陶瓷及其制备方法
ES2863729T3 (es) Filtro de espuma cerámica y método de fabricación correspondiente
CN107200597B (zh) 一种高孔隙率复杂多孔陶瓷的直接凝固注模成型制备方法
CN105522112B (zh) 镁合金熔模铸造用高溃散性陶瓷型壳及其制备方法
CN109665821A (zh) 一种用于催化剂载体的泡沫陶瓷及其制备方法和应用
CN111978090B (zh) 一种铝硅质轻质耐火浇注料及其制备方法
CN109108224B (zh) 铌硅基合金叶片定向凝固熔模铸造用陶瓷型壳及制备方法
CN108358652A (zh) 一种具有孔梯度结构的汽油机颗粒捕集器陶瓷滤芯的制备方法
CN103242036A (zh) 一种复合陶瓷型芯制备工艺
WO2019196178A1 (zh) 一种氧化镁晶须原位合成镁铝尖晶石增强氧化镁基泡沫陶瓷过滤器及其制备方法
CN105199253A (zh) 一种碳化硅多孔陶瓷材料及其制备方法
CN106830958B (zh) 一种低铝低导热耐碱浇注料
CN108046805A (zh) 高孔隙率开孔碳化锆多孔陶瓷的制备方法
CN104736221A (zh) 强度更高的莫来石基铸铁过滤器
CN113480292B (zh) 一种资源节约型轻质环保中间包工作衬及其制备方法
CN102351566A (zh) 泡沫陶瓷过滤器的制备方法
Chen et al. Enhanced mechanical properties of novel Al2O3-based ceramic filter by using microporous corundum-spinel and nano-Al2O3 powders
CN106431434A (zh) 一种闭孔型矾土基莫来石材料及其制备方法
CN102775170B (zh) 一种铝电解槽用阻流块的制备方法
CN111039695A (zh) 碳化硅拓补骨架结构增强氧化铝多孔陶瓷的制备方法
CN108793911A (zh) 一种利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法
CN102775114B (zh) 一种铝电解槽用阻流块
CN108046837A (zh) 一种钢包用耐火浇注料及其制备方法
Zhang [Retracted] Preparation of Porous Ceramic Building Decoration Materials by Foaming Method and Research on Nanomechanical Properties
CN115745654A (zh) 一种轻质高强氧化铝空心球砖及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant