拜耳法赤泥球状轻质滤料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及环保领域，具体设及一种拜耳法赤泥球状轻质滤料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 我国是生产侣的大国，使用拜耳法生产氧化侣时，每生产1吨氧化侣侣将会排放 0. 8-1. 5吨赤泥，目前我国赤泥存量已超过2亿吨，如此数量庞大的固体废弃物的利用率不 到4%，消耗不了的赤泥对堆放处环境造成严重污染，也危害到周边生活的居民。
[0003] 目前用于颗粒除尘设备的滤料W天然原料为主，天然原料颗粒的形状不可控，导 致堆积孔隙率不可调，而且天然滤料不可用于高溫环境，运些因素阻碍了颗粒除尘的发展。 同样的问题也出现在水处理行业，而且当需要处理特殊废水，如含油或者含有机物较多的 废水时，不能对天然原料进行改性，而需要通过其它辅助工艺来达到水排放的标准，运都是 制约采用颗粒过滤层水处理行业发展的原因。
[0004] 众所周知，陶瓷的制备属于高能耗行业，陶瓷行业的企业一方面改进陶瓷的配方 降低烧成溫度，另一方面改进烧成制度缩短烧成时间，从而做到节能减排。拜耳法赤泥本身 含助溶剂的成分较多，因此烧成溫度比一般的陶瓷低，且含铁量较高的赤泥经过烧结过程 的固相反应，可生成体积密度较高的物相，从而制备高体积密度的滤料，同时可W根据体积 密度的需要调整配方，或者添加造孔剂，制备低密度的滤料。
[0005] 拜耳法赤泥是提侣的废弃物，该原料的粒径非常细，经过适当的干燥后可直接投 入使用，省去陶瓷行业对原料球磨运个环节从而可W降低能量损耗。另外该原料具有良好 的塑性，成型过程不需要添加助剂可直接成型，成型效率高，因此也可降低成本。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种拜耳法赤泥球状轻质滤料及其制备方法，是一种球状轻 质滤料，具有密度、粒径、气孔形貌可调，具有耐800°C热震不损坏，耐化学腐蚀的特性，符合 国家节能减排的方针，满足国家标准要求。
[0007] 本发明所述的一种拜耳法赤泥球状轻质滤料，W质量百分数计，包括如下原料：
[0008] 废弃物拜耳法赤泥：40-60 %，泥沙：20-40 %，长石原料：20-40 %，造孔剂：0-20% ；
[0009]其中，废弃物拜耳法赤泥，泥沙，长石原料的质量分数之和为100 %，造孔剂占废弃 物拜耳法赤泥，泥沙，长石原料的质量之和的0. 05%~10%。
[0010] 造孔剂为高溫造孔剂或低溫造孔剂。
[0011] 高溫造孔剂为碳化娃或白云石；低溫造孔剂为木屑、煤粉、面粉或淀粉。
[0012] 产品为体积密度为0. 8-1. 6g/cm3的球状轻质滤料。
[0013] 拜耳法赤泥球状轻质滤料的制备方法，包括W下步骤：
[0014] (1)混料：将废弃物拜耳法赤泥、泥沙、长石原料、造孔剂干燥至含水率至3-5wt% 后进行研磨，混料1~化制得混合粉料；
[0015] (2)成型：先将有机球核置于成球机内，先喷成型助剂使有机球核表面形成一层 均匀的助剂膜，再加混合粉料，直到在有机球核外表面形成0. 2-2mm厚度的粉料，得到粒径 为3-20mm的陶粒；
[001引 做干燥：陶粒在65-100°C下干燥2-化；
[0017] (4)烧成。
[001引烧成为W 3-5°C /min升溫至排炭溫度，排炭溫度为300-600°C，保溫1. 5-3小时， 再W 5-8°C /min升溫至1000°C，从1000°C开始W 3-5°C /min升溫至烧成溫度，烧成溫度为 1140-1200°C，保溫 1-2 小时。
[0019] 成型助剂为0. 1-1 % PVA或CMC或PEG溶液。成型助剂是协助原料成球。
[0020] 成球机的转速为20-3化/min。
[0021] 所述的有机球核为聚苯乙締泡沫球、小米、玉米或面粉球中的一种或多种。
[0022] 有机球核的粒径为l-5mm。
[0023] 所述废弃物拜耳法赤泥在使用前经60-100°C干燥2-6小时。
[0024] 拜耳法赤泥球状轻质滤料的制备方法，制备步骤如下：
[00巧](1)混料：采用热鼓风干燥器或微波干燥器将废弃物拜耳法赤泥、泥沙、长石原 料、造孔剂干燥至含水率至3-5%;将废弃物拜耳法赤泥、泥沙、长石原料、造孔剂四种原 料分别用对漉式破碎机和球磨机研磨，过100-270目筛，得到四种粉料，称料各原料，混料 l-3h，制得混合粉料。
[0026] (2)液状成型助剂的配置：配置质量百分为0. 1-1 % PVA或CMC或PEG溶液；
[0027] 做成型：先将玉米、面粉、小米有机物制备成l-5mm有机球核置于转速为20-3化/ min的球状成球机内，先喷成型助剂使有机球核表面形成一层均匀的助剂膜，再加混合粉 料，直到在有机球核外表面形成0. 2-2mm厚度的粉料，制备3-20mm的陶粒；
[0028] (4)干燥：陶粒在65-100 °C下干燥2-化；
[0029] (5)烧成：烧成为W 3-5°C /min升溫至排炭溫度，排炭溫度为300-600°C，保溫 1. 5-3小时，再W 5-8°C /min升溫至1000°C，从1000°C开始W 3-5°C /min升溫至烧成溫度， 烧成溫度为1140-1200°C，保溫1-2小时。
[0030] 本发明为一种快速烧成法制备拜耳法赤泥球状环境修复材料的方法，本发明利用 拜耳法赤泥原料颗粒细、塑性高、铁含量高，碱性烙剂成分含量高的优点，W有机物为成球 球核，结合快速烧成技术，制备密度和粒径可调的轻质滤料，其中拜耳法赤泥及泥沙固体废 弃物的含量高达60-80%。
[0031] 运用本发明制备的轻质滤料的体积密度范围为：0.8-1. 6g/cm3,单颗滤料抗压碎 强度大于lOMPa，室溫-800°C循环热震性能好，磨损率和破碎率小于5%，耐酸试验后质量 损失<2%，耐碱试验后质量损失<1 %。本发明制备的轻质滤料能够用在室溫-800°C颗粒除 尘工艺和水处理工艺或轻质防火抗震的保溫墙体。
[0032] 轻质滤料核屯、是空屯、，球壁材料能够根据不同使用环境来调整配方制备成开孔或 者闭孔气孔。因此，本发明制备的轻质滤料既能够消耗固体废弃物，又能够根据市场需求调 整其体积密度、气孔状态及粒径大小的性能指标。
[0033] 与现有技术相比，本发明具有W下有益效果：
[0034]本发明W炼侣废弃物拜耳法赤泥为主要原料，辅助快速烧成技术，消耗固体废 弃物，制备密度、粒径、气孔形貌可调的球状轻质滤料，该产品满足国家标准要求，具有耐 80(TC热震不损坏，耐化学腐蚀的特性，并且符合国家节能减排的方针。能够用于颗粒除尘 工艺和水处理工艺，及制备轻质防火抗震的保溫墙体，及其它需要耐高溫、耐化学腐蚀的球 状轻质滤料的场合。
[0035] 具体实施式
[0036] 下面结合实施例对本发明做进一步的说明。但不限于下列实施例，采用同替换或 效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
[0037] 实施例1
[0038] 表1为实施例1中各原料的化学组成。
[0039] 表1实施例1中各原料的化学组成
[0041] 拜耳法赤泥球状轻质滤料的制备方法，制备步骤如下：
[0042] 1)将废弃物拜耳法赤泥在80°C烘4小时，备用，其它原料的粒径过250目筛。
[0043] 2)混料：采用热鼓风干燥器或微波干燥器将废弃物拜耳法赤泥、黄河泥沙、长石 原料、造孔剂干燥至含水率至3-5%;将废弃物拜耳法赤泥、黄河泥沙、长石原料、造孔剂四 种原料分别用对漉式破碎机和球磨机研磨，过250目筛，得到四种粉料，称料各原