利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钛渣回收利用领域，具体涉及利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法。
【背景技术】
[0002]攀钢自投产以来，高钛型高炉渣储量已达数千万吨。高钛型高炉渣中含有约20%的二氧化钛，经过科研人员长期摸索实践，已总结出高温碳化-低温选择氯化-水洗尾渣成套工艺技术，该工艺技术产生的提钛尾渣属于大宗固体废弃物，其成分以Ca0、Si02和Al2O3为主，此外还包括其他一些含量较低的金属氧化物。氯化法提钛尾渣粒度较细，具有一定的活性，实现其资源化高效利用不仅满足国家节能减排的战略需求，同时具有重要经济价值。
[0003]当前，高炉渣提钛尾渣的再利用技术主要涉及建材等方面，用作建材辅料虽然可以大量减少尾渣堆存，但其经济价值有限。因此，研究开发经济价值更高的功能材料，对于高炉渣提钛尾渣的高效资源化利用具有重要意义。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是目前对高炉渣提钛尾渣的再利用经济价值不高。
[0005]发明解决上述技术问题的方案是提供一种利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法，包括以下步骤:
[0006]a、将干燥后的高炉渣提钛尾渣与造孔剂、粘结剂、烧结助剂和增湿剂混合均匀后成型；
[0007]b、将上述成型的混合物干燥后，经高温烧结，得到多孔材料。
[0008]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤a所述的干燥是指常规干燥，干燥温度为100?120°C。
[0009]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤a所述的造孔剂为炭粉、面粉、碳酸氢铵、苯甲酸、酚醛树脂或聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种。
[0010]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤a所述的粘结剂为膨润土、沥青、环氧树脂或聚氨酯中的任意一种。所述粘结剂的添加量为高炉渣提钛尾渣质量的O?20%。优选的，粘结剂的添加量为高炉渣提钛尾渣质量的〈5%。
[0011]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤a所述的烧结助剂为Co203、Fe203、Mn0、Li2C03或硼砂中的任意一种。所述烧结助剂的添加量为高炉渣提钛尾渣质量的O
?8% 0
[0012]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤a所述的增湿剂为水或酚醛树脂。所述增湿剂的添加量〈高炉渣提钛尾渣质量的20%。
[0013]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤a所述高炉渣提钛尾渣与造孔剂的质量比为1:1?30:1。
[0014]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤a所述成型的压力为0.3?500MPao
[0015]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤b所述的干燥是指常规干燥，干燥温度为100?120°C。
[0016]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤b所述高温烧结的温度为900?1200°C，烧结时间为0.5?6h。
[0017]通过本发明提供的方法制备得到的多孔材料，其孔隙率和抗压强度可根据用户需求灵活调整，应用范围广。本发明提供的制备方法所需原料来源广泛、成本低，制备方法简单，适于工业化大规模生产。本发明提供的方法，既拓宽了高炉渣提钛尾渣无害化、减量化和资源化途径，又可获得经济附加值更高的功能材料。
【附图说明】
[0018]图1实施例1制备的样品图。
[0019]图2实施例2制备的样品图。
[0020]图3实施例3制备的样品图。
【具体实施方式】
[0021]利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法，包括以下步骤:
[0022]a、将干燥后的高炉渣提钛尾渣与造孔剂、粘结剂、烧结助剂和增湿剂混合均匀后成型；
[0023]b、将上述成型的混合物干燥后，经高温烧结，得到多孔材料。
[0024]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤a所述的干燥是指常规干燥，干燥温度为100?120°C。
[0025]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤a所述的造孔剂为炭粉、面粉、碳酸氢铵、苯甲酸、酚醛树脂或聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种。
[0026]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤a所述的粘结剂可采用具有粘结性能的天然或合成粘结剂，如膨润土、沥青、环氧树脂或聚氨酯中的任意一种。所述粘结剂的添加量为高炉渣提钛尾渣质量的O?20%。可根据对抗压强度的需求调整，优选的，粘结剂的添加量为高炉渣提钛尾渣质量的〈5%。
[0027]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤a所述的烧结助剂可采用对烧结具有促进作用的氧化物、盐类或其他混合物，可以为Co2O3、Fe203、MnO、Li2C03 (碳酸锂)或硼砂中的任意一种，烧结助剂的添加量为高炉渣提钛尾渣质量的O?8%。
[0028]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤a所述的增湿剂为水或酚醛树脂。所述增湿剂的添加量〈高炉渣提钛尾渣质量的20%。增湿剂可根据所选择的粘结剂品种来确定是否增加，不是必须。
[0029]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤a所述高炉渣提钛尾渣与造孔剂的质量比为1:1?30:1，可根据对多孔材料的要求灵活控制，保证烧结后仍能成型即可。
[0030]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤a所述成型的压力为0.3?500MPa ο可根据产品的需求适当调整。
[0031]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤b所述的干燥是指常规干燥，干燥温度为100?120°C。
[0032]上述利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法中，步骤b所述高温烧结温度为900?1200°C，烧结时间为0.5?6h。
[0033]实施例1
[0034]按照高炉渣提钛尾渣:炭粉:膨润土:碳酸锂=70:30:2: 2(质量比)准确称取物料，混合均匀后，加入约5% (上述物料总质量的质量百分比)的水，再次充分混合后于30MPa压力下成型;将成型后的素坯烘干，转入高温炉中于1000°C烧结4小时，得到多孔材料。
[0035]阿基米德排水法测试表明此条件下所制备的多孔材料孔隙率约为64.3%，抗压强度约为0.91MPa。所制备的样品见图1。
[0036]实施例2
[0037]按照高炉渣提钛尾渣:炭粉:膨润土:碳酸锂= 90:10:2:2(质量比)准确称取物料，均匀混合，加入水约10% (上述物料总质量的质量百分比)，再次充分混合后于50MPa压力下成型;将成型后的素坯烘干，转入高温炉中于1050°C烧结4小时，得到多孔材料。
[0038]阿基米德排水法测试表明此条件下所制备的多孔材料孔隙率约为51.3%，抗压强度约为19.17MPa。所制备的样品见图2。
[0039]实施例3
[0040]按照高炉渣提钛尾渣:炭粉:膨润土:碳酸锂=80:20:2: 2(质量比)准确称取物料，均匀混合，加入水约7% (上述物料总质量的质量百分比)，再次充分混合后于30MPa压力下成型;将成型后的素坯烘干，转入高温炉中于1100°C烧结4小时，得到多孔材料。
[0041]阿基米德排水法测试表明此条件下所制备的多孔材料孔隙率约为51.9%，抗压强度约为8.40MPa ο所制备的样品见图3。
[0042]本发明提供的制备方法所需原料来源广泛、成本低，制备方法简单，适于工业化大规模生产。
【主权项】
1.利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法，包括以下步骤: a、将干燥后的高炉渣提钛尾渣与造孔剂、粘结剂、烧结助剂和增湿剂混合均匀后成型； b、将上述成型的混合物干燥后，经高温烧结，得到多孔材料。2.根据权利要求1所述的利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法，其特征在于:步骤a所述的造孔剂为炭粉、面粉、碳酸氢铵、苯甲酸、酚醛树脂或聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种。3.根据权利要求1所述的利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法，其特征在于:步骤a所述的粘结剂为膨润土、沥青、环氧树脂或聚氨酯中的任意一种。4.根据权利要求1所述的利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法，其特征在于:所述粘结剂的添加量为高炉渣提钛尾渣质量的O?20% ;优选的，粘结剂的添加量为高炉渣提钛尾渣质量的〈5%。5.根据权利要求1所述的利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法，其特征在于:步骤a所述的烧结助剂为Co203、Fe203、Mn0、Li2C03或硼砂中的任意一种;所述烧结助剂的添加量为高炉渣提钛尾渣质量的O?8%。6.根据权利要求1所述的利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法，其特征在于:步骤a所述的增湿剂为水或酚醛树脂;所述增湿剂的添加量〈高炉渣提钛尾渣质量的20%。7.根据权利要求1所述的利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法，其特征在于:步骤a所述高炉渣提钛尾渣与造孔剂的质量比为1:1?30:1。8.根据权利要求1所述的利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法，其特征在于:步骤a所述成型的压力为0.3?500MPa。9.根据权利要求1所述的利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法，其特征在于:步骤a和b所述的干燥是指常规干燥，干燥温度为100?120°C。10.根据权利要求1所述的利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法，其特征在于:步骤b所述高温烧结的温度为900?1200°C，时间为0.5?6h。
【专利摘要】本发明属于钛渣回收利用领域，具体涉及利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法。本发明要解决的技术问题是目前对高炉渣提钛尾渣的再利用经济价值不高。发明解决上述技术问题的方案是提供一种利用高炉渣提钛尾渣制备多孔材料的方法，包括以下步骤：a、将干燥后的高炉渣提钛尾渣与造孔剂、粘结剂、烧结助剂和增湿剂混合均匀后成型；b、将上述成型的混合物干燥后，经高温烧结，得到多孔材料。本发明提供的方法，既拓宽了高炉渣提钛尾渣无害化、减量化和资源化途径，又可获得经济附加值更高的功能材料。
【IPC分类】C04B38/06
【公开号】CN105461346
【申请号】CN201510819224
【发明人】梁锦平
【申请人】攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月23日