专利名称：粉煤灰页岩铝矾土综合利用的新方法
技术领域：
本发明所属技术领域是磨料及建筑材料。
与本发明主题有关的现有技术，粉煤灰的利用，如粉煤灰砖，是由粉煤灰、水泥加水混合后成型，再经蒸汽养护而成。由于需要水泥，它的成本较高。页岩的利用，制作页岩砖，则是把页岩粉碎后，加入粘土和水混合后成型，再经高温烧结而成。它需加入粘土，耗费土地资源，烧结温度较高，耗能，成本较高。且粉煤灰、页岩均未用于生产刚玉磨料。铝矾土用于刚玉磨料的生产一种是先提纯成高铝的铝矾土(含Al2O3＞80％)，加入铁屑在电弧炉中高温熔炼，冷却结晶后成棕刚玉；另一种是将铝矾土与纯碱和石灰一起烧结形成偏铝酸钠(Na2O。Al2O3)和硅酸钙(CaSiO3)，粉碎后，用水浸出并滤取偏铝酸钠，再把它们分解得Al(OH)3，加热后得到工业氧化铝(Al2O3)，最后以工业氧化铝为原料，经过电弧炉高温熔炼冷却结晶得白刚玉磨料。它们的制作刚玉磨料的工艺复杂，熔炼温度高，能耗大，成本高，且未综合利用铝矾土，未用作建筑材料。
本发明的目的是开创一种生产刚玉磨料的新方法，以及综合利用粉煤灰、页岩、铝矾土的新方法。既利用其所含20～30％Al2O3按新方法来生产刚玉磨料，又分别利用生产刚玉磨料的残渣所含50～60％的SiO2按新方法生产建筑材料。既环保利废，又综合利用资源，具有更大的经济效益。尤其是，在刚玉磨料生产技术上完全不同于现有技术，本发明把粉煤灰、页岩、铝矾土中所含的Al2O3转变为偏氢氧化铝(AlOOH)溶胶，沉淀干燥后得凝胶，把凝胶磨成所需粒度的粉料，加热至400℃分解为γ-Al2O3粉料，升温至1300～1350℃转化为a-Al2O3刚玉磨料。避免了现有技术工艺复杂、熔炼温度高(电弧炉高温)、能耗大、成本高的缺点，使刚玉磨料的生产更为简便，生产率高，节能，成本低，经济效益高。由于松软的凝胶极易磨细成粉料，不但降低磨料制粒时的能耗和生产成本，易于制成经济效益高的微粉研磨料；而且还能磨得很细，经济地生产出纳米Al2O3材料，具有十分重大的经济价值。
在建筑材料的生产技术上，也不同于现有的粉煤灰砖、页岩砖的生产技术。本发明利用生产刚玉磨料后的残渣所含的SiO2，配加生石灰和水，加热至沸腾，形成水合硅酸钙，用于制作隔墙砖。
本发明的内容是1、生产刚玉磨料的新方法分别以粉煤灰、或页岩粉料、或铝矾土(一水软水铝石)粉料三种之一为原料，将原料于浓度为20％HCl的水溶液中浸渍2-4小时，沉淀后，滤取其清液；把滤得的清液加热至沸腾，加入浓度为28％的氨水，得到AlOOH溶胶，将溶胶沉淀并加热干燥得凝胶；把凝胶磨成所需粒度的粉料；将凝胶粉料加热至400℃得到γ-Al2O3粉料，升温至1300～1350℃，保温一小时，得到a-Al2O3刚玉磨料或研磨料。
把凝胶AlOOH细磨成纳米级微粉，加热至400℃可得到纳米Al2O3微粉，升温至1300～1350℃，保温一小时，可得到纳米a-Al2O3刚玉微粉。2、生产建筑材料的新方法把本发明生产刚玉磨料时滤去清液后的残渣砂料用水漂洗，按砂料与生石灰的重量比60.09/56.08，加入生石灰粉，再加入粉料总重量的8～15倍水，搅拌混合后，加热至沸腾，并保温2～4小时，形成水合CaSiO3溶胶；浓缩后，浇灌成型，干燥，最后蒸汽养护(0.78MPa蒸汽压，191℃)，用于隔墙砖。
本发明的优点1、生产的刚玉磨料性能好。它与现有的技术生产的白刚玉相比，不含有害成份Na2O2、刚玉磨料的生产工艺简便，松软易于制粒，生产率高。
3、能耗低，节能。本发明避免了电弧炉高温熔炼，且极易磨制成粒，显著节能。
4、既环保利废(粉煤灰)，又综合利用了资源。
5、成本低，经济效益高。所用原料或为工业废料粉煤灰，或为价廉的矿物原料页岩、铝矾土；生产磨料的工艺简便，能耗小；生产建筑材料不用水泥，无需高温烧结，成本低。
6、能经济地制成纳米Al2O3和纳米a-Al2O3刚玉微粉。
实现本发明的方式是按本发明的原料配方和工艺，生产a-Al2O3刚玉磨料或研磨料，或生产纳米Al2O3和纳米a-Al2O3刚玉微粉，同时，综合利用，生产建筑隔墙砖，推广应用于机械、建筑行业和其他行业。
权利要求
粉煤灰页岩铝矾土综合利用的新方法所属的技术领域为磨料和建筑材料。与本发明主题密切相关的现有技术特征分别是粉煤灰的利用，制作粉煤灰砖，它是由粉煤灰加入水泥和水混合后成型，再经蒸汽养护而成；页岩的利用，是制作页岩砖，它是把页岩粉碎后，加入粘土和水混合后成型，再经高温烧结而成；粉煤灰、页岩均未被用于生产磨料。铝矾土未用于建筑材料，用于磨料生产一种是先提纯成高铝的铝矾土(含Al2O3＞80％)，加入铁屑在电弧炉中高温熔炼，冷却结晶得棕刚玉磨料；另一种是将铝矾土与纯碱(Na2CO3)和石灰一起烧结形成偏铝酸钠(Na2O·Al2O3)和CaSiO3，粉碎后用水浸出并滤取偏铝酸钠，再把它分解，得到Al(OH)3，加热使Al(OH)3分解得到工业氧化铝(Al2O3)，最后以工业氧化铝为原料，经过电弧炉高温熔炼，冷却结晶得白刚玉磨料。本发明的特征是1、生产刚玉磨料的新方法分别以粉煤灰、或页岩粉料、或铝矾土(一水软水铝石)粉料三种之一为原料，将原料于浓度为20％HCl的水溶液中浸渍2～4小时；沉淀后，滤取其清液；把滤得的清液加热至沸腾，加入浓度为28％的氨水，得到AlOOH溶胶；将溶胶沉淀并加热干燥得凝胶；把凝胶磨成所需粒度的粉料；将凝胶粉料加热至400℃得到γ-Al2O3粉料，升温至1300～1350℃，保温一小时，得到a-Al2O3刚玉磨料(或研磨料)。把凝胶细磨成纳米级微粉，加热至400℃可得纳米Al2O3微粉升温至1300～1350℃，可得纳米a-Al2O3刚玉微粉。
2.生产建筑材料的新方法把本发明生产刚玉磨料时滤去清液后的残渣砂料用水漂洗，按砂料与生石灰粉的重量比60.09/56.08，加入生石灰粉，再加入粉料总重量的8～15倍的水，搅拌混合后，加热至沸腾，并保温2～4小时，形成水合CaSiO3溶胶；浓缩后浇灌成型；干燥；最后蒸汽养护(0.78MPa蒸汽压，191℃)。用于隔墙砖。
全文摘要
本发明的技术领域是磨料和建筑材料。需要解决的技术问题为:分别利用原料中的Al
文档编号C04B20/02GK1351974SQ00120579
公开日2002年6月5日 申请日期2000年11月14日 优先权日2000年11月14日
发明者王先上 申请人:王先上