专利名称：以工业废弃物为原料制备红外陶瓷粉体的方法
技术领域：
本发明涉及红外陶瓷粉体的制备方法，特别涉及一种以工业废弃物为原料制备红外陶瓷粉体的方法。
背景技术：
近年来，红外辐射陶瓷材料由于其独特的红外辐射性能在工、农业生产以及日常生活中，在食品的调制加工过程中，在水质处理以及在人类生理保健与医疗等方面发挥着越来越重要的作用。迄今为止，国内外关于红外陶瓷材料及其应用方面的专利技术很多，如中国专利公开号为CN1053050、CN1087330、CN1076432、CN1131649等发明专利申请涉及红外陶瓷粉体的配方及其制备技术，它们有一个共同的特点，就是在合成这些红外陶瓷粉体的时候它们所用的原料，通常是金属氧化物和非金属氧化物，而且都是工业纯甚至是分析纯的，这就使得红外陶瓷材料的成本居高不下。
发明内容
本发明的目的在于克服采用工业纯甚至是分析纯的金属氧化物和非金属氧化物制备红外陶瓷粉体的方法所造成的的成本居高不下的缺陷，提供一种以工业废弃物为原料的红外陶瓷粉体的制备方法。
本发明的目的是这样实现的本发明提供的以工业废弃物为原料制备红外陶瓷粉体的方法，其制备步骤如下将工业废弃物在1000～1200℃的温度范围内烧结，然后球磨之后，再在60～80℃的温度下烘干，过目筛得到红外陶瓷粉体；其特征在于所述的工业废弃物为发电厂废弃粉煤灰、钢厂废弃转炉尘泥、高炉废弃尘泥、高炉废弃瓦斯灰或冶金废弃尾矿或其混合物；其中，所述发电厂废弃粉煤灰中，三氧化二铝含量占废弃粉煤灰总重量的15-40％，二氧化硅含量占废弃粉煤灰总重量的35-55％，氧化钙含量占废弃粉煤灰总重量的1-5％，三氧化二铁含量占废弃粉煤灰总重量的0.1-1％；所述钢厂废弃转炉尘泥、高炉废弃尘泥、高炉废弃瓦斯灰或冶金废弃尾矿中，铁的含量占工业废弃物总重量的5-50％，锌的含量占工业废弃物总重量的0.5-20％，钙含量占工业废弃物总重量的0.5-25％，镁含量占工业废弃物总重量的0.1-5％，铝含量占工业废弃物总重量的0.1-1.2％，铅占工业废弃物总重量的0.5-11％；所述钢厂废弃转炉尘泥中，铁含量占转炉尘泥总重量的15-50％，锌含量占转炉尘泥总重量的2-10％，钙含量占转炉尘泥总重量的3-15％，镁含量占转炉尘泥总重量的0.4-2％，铝含量占转炉尘泥总重量的0.5-1.2％，铅占冶金尾矿总重量的0.5-11％；所述高炉废弃尘泥中，铁含量占高炉尘泥总重量的10-35％，铝含量占高炉尘泥总重量的2-11％，锌含量占高炉尘泥总重量的1.5-15％，钙含量占高炉尘泥总重量的3-25％，镁含量占高炉尘泥总重量的0.7-5％；所述高炉瓦斯灰中，铁含量占高炉瓦斯灰总重量的15-45％，铝含量占1-5％，锌含量占高炉瓦斯灰总重量的1.0-20％，钙含量占高炉瓦斯灰总重量的2-11％，镁含量占高炉瓦斯灰总重量的0.5-3％；所述冶金尾矿中，铁含量占冶金尾矿总重量的5-20％，铝含量占冶金尾矿总重量的0.8-3％，锌含量占冶金尾矿总重量的0.5-19％，钙含量占冶金尾矿总重量的0.5-10％，铅含量占冶金尾矿总重量的0.1-2％，镁含量占冶金尾矿总重量的0.1-2.5％；所述的工业废弃物为发电厂废弃粉煤灰和转炉废弃尘泥的混合物，发电厂废弃粉煤灰与转炉废弃尘泥的重量份配比为100∶30～50；所述的工业废弃物为发电厂废弃粉煤灰与高炉废弃尘泥的混合物，发电厂废弃粉煤灰与高炉废弃尘泥的重量份配比为100∶40～80；所述的工业废弃物为发电厂废弃粉煤灰与高炉废弃瓦斯灰的混合物，发电厂废弃粉煤灰与高炉废弃瓦斯灰的重量份配比为100∶60～90；所述的工业废弃物为冶金尾矿与转炉尘泥的混合物，冶金尾矿与转炉尘泥的重量份配比为100∶50～80；所述的工业废弃物为冶金废弃尾矿与高炉废弃尘泥的混合物，冶金废弃尾矿与高炉废弃尘泥的重量份配比为100∶30～50；所述的工业废弃物为冶金废弃尾矿与高炉废弃瓦斯灰的混合物，冶金废弃尾矿与高炉废弃瓦斯灰的重量份配比为100∶60～70。
本发明的优点在于本发明提供的以工业废弃物为原料制备红外陶瓷粉体的方法，合理利用了工业废弃物中所含的多种金属氧化物和非金属氧化物，大大降低红外陶瓷粉体以及后续制品的成本，同时也实现了废弃物的再资源化，缓解环境污染问题，而且该方法制备工艺简单，易操作，所得产品的红外辐射率均大于90％，具有显著的经济效益和良好的社会效益。
具体实施例方式
实施例1
以转炉尘泥为原料制备红外陶瓷粉体。取转炉尘泥1Kg，在1200℃烧结2小时，然后在行星磨上湿磨4小时，助磨剂为水，再在60～80℃的温度下进行烘干处理后，过300目筛，即可得到红外陶瓷粉体。经检测，该红外陶瓷粉体的红外辐射率大于95％。
实施例2以粉煤灰为原料制备红外陶瓷粉体。取粉煤灰1Kg，在1000℃烧结2小时，然后在行星磨上湿磨4小时，助磨剂为水，再在60～80℃的温度下烘干，过300目筛，即可得到红外陶瓷粉体。经检测，该红外陶瓷粉体的红外辐射率大于90％。
实施例3以粉煤灰和转炉尘泥为原料制备红外陶瓷粉体。取粉煤灰1Kg、转炉尘泥0.5Kg，均匀混合后将混合物在1100℃烧结2小时，然后在行星磨上湿磨4小时助磨剂为水，再在60～80℃的温度下烘干，过300目筛，即可得到红外陶瓷粉体。经检测，该红外陶瓷粉体的红外辐射率大于90％。
实施例4以粉煤灰和转炉尘泥为原料制备红外陶瓷粉体。取粉煤灰1Kg，转炉尘泥0.6Kg，均匀混合，将混合物在1100℃烧结2小时，然后在行星磨上湿磨4小时，助磨剂为水，再在60～80℃的温度下烘干，过300目筛，即可得到红外陶瓷粉体。经检测，该红外陶瓷粉体的红外辐射率大于90％。
实施例5以冶金尾矿和转炉尘泥为原料制备红外陶瓷粉体。取冶金尾矿1Kg，转炉尘泥0.6Kg，均匀混合，将混合物在1000℃烧结2小时，然后在行星磨上湿磨4小时，助磨剂为水，再在80～100℃的温度下烘干，过300目筛，即可得到红外陶瓷粉体。经检测，该红外陶瓷粉体的红外辐射率大于90％。
实施例6以冶金尾矿和高炉尘泥为原料制备红外陶瓷粉体。取冶金尾矿1Kg，高炉尘泥0.5Kg，均匀混合，将混合物在1050℃烧结2小时，然后在行星磨上湿磨4小时(助磨剂为水)，再在80～100℃的温度下烘干，过300目筛，即可得到红外陶瓷粉体。经检测，该红外陶瓷粉体的红外辐射率大于85％。
总之，上述工业废弃物中含有很多的有用成份，如电厂的粉煤灰主要成份是SiO2和Al2O3，其含量分别约占粉煤灰总量的53％和28％(重量比)，还含有一定量的Fe2O3、CaO、MgO和TiO2等；钢厂的转炉尘泥，其主要成份是Fe2O3，约占转炉尘泥总量的68％，含有一定量的CaO、SiO2、MgO和MnO等；而这些金属氧化物和非金属氧化物正是制备红外陶瓷材料常用的成份，本发明将工业废弃料中的有用成份有效地加以利用，通过适当的制备工艺获得红外陶瓷粉体，不仅大大降低红外陶瓷粉体的成本，对于解决我国所面临地日趋严重的资源匮乏危机和环境污染问题，对于可持续发展战略的实现，也有深远的意义。
权利要求
1.一种以工业废弃物为原料制备红外陶瓷粉体的方法，其制备步骤如下将工业废弃物在1000～1200℃的温度范围内烧结，然后球磨之后，再在60～80℃的温度下烘干，过目筛得到红外陶瓷粉体；其特征在于所述的工业废弃物为发电厂废弃粉煤灰、钢厂废弃转炉尘泥、高炉废弃尘泥、高炉废弃瓦斯灰或冶金废弃尾矿或其混合物；其中，所述发电厂废弃粉煤灰中，三氧化二铝含量占废弃粉煤灰总重量的15-40％，二氧化硅含量占废弃粉煤灰总重量的35-55％，氧化钙含量占废弃粉煤灰总重量的1-5％，三氧化二铁含量占废弃粉煤灰总重量的0.1-1％；所述钢厂废弃转炉尘泥、高炉废弃尘泥、高炉废弃瓦斯灰或冶金废弃尾矿中，铁的含量占工业废弃物总重量的5-50％，锌的含量占工业废弃物总重量的0.5-20％，钙含量占工业废弃物总重量的0.5-25％，镁含量占工业废弃物总重量的0.1-5％，铝含量占工业废弃物总重量的0.1-1.2％，铅占工业废弃物总重量的0.5-11％。
2.按权利要求1所述的以工业废弃物为原料制备红外陶瓷粉体的方法，其特征在于，所述钢厂废弃转炉尘泥中，铁含量占转炉尘泥总重量的15-50％，锌含量占转炉尘泥总重量的2-10％，钙含量占转炉尘泥总重量的3-15％，镁含量占转炉尘泥总重量的0.4-2％，铝含量占转炉尘泥总重量的0.5-1.2％，铅占冶金尾矿总重量的0.5-11％。
3.按权利要求1所述的以工业废弃物为原料制备红外陶瓷粉体的方法，其特征在于，所述高炉废弃尘泥中，铁含量占高炉尘泥总重量的10-35％，铝含量占高炉尘泥总重量的2-11％，锌含量占高炉尘泥总重量的1.5-15％，钙含量占高炉尘泥总重量的3-25％，镁含量占高炉尘泥总重量的0.7-5％。
4.按权利要求1所述的以工业废弃物为原料制备红外陶瓷粉体的方法，其特征在于，所述高炉瓦斯灰中，铁含量占高炉瓦斯灰总重量的15-45％，铝含量占1-5％，锌含量占高炉瓦斯灰总重量的1.0-20％，钙含量占高炉瓦斯灰总重量的2-11％，镁含量占高炉瓦斯灰总重量的0.5-3％。
5.按权利要求1所述的以工业废弃物为原料制备红外陶瓷粉体的方法，其特征在于，所述冶金尾矿中，铁含量占冶金尾矿总重量的5-20％，铝含量占冶金尾矿总重量的0.8-3％，锌含量占冶金尾矿总重量的0.5-19％，钙含量占冶金尾矿总重量的0.5-10％，铅含量占冶金尾矿总重量的0.1-2％，镁含量占冶金尾矿总重量的0.1-2.5％。
6.按权利要求1所述的以工业废弃物为原料制备红外陶瓷粉体的方法，其特征在于，所述的工业废弃物为发电厂废弃粉煤灰和转炉废弃尘泥的混合物，发电厂废弃粉煤灰与转炉废弃尘泥的重量份配比为100∶30～50。
7.按权利要求1所述的以工业废弃物为原料制备红外陶瓷粉体的方法，其特征在于，所述的工业废弃物为发电厂废弃粉煤灰与高炉废弃尘泥的混合物，发电厂废弃粉煤灰与高炉废弃尘泥的重量份配比为100∶40～80。
8.按权利要求1所述的以工业废弃物为原料制备红外陶瓷粉体的方法，其特征在于，所述的工业废弃物为发电厂废弃粉煤灰与高炉废弃瓦斯灰的混合物，发电厂废弃粉煤灰与高炉废弃瓦斯灰的重量份配比为100∶60～90。
9.按权利要求1所述的以工业废弃物为原料制备红外陶瓷粉体的方法，其特征在于，所述的工业废弃物为冶金尾矿与转炉尘泥的混合物，冶金尾矿与转炉尘泥的重量份配比为100∶50～80。
10.按权利要求1所述的以工业废弃物为原料制备红外陶瓷粉体的方法，其特征在于，所述的工业废弃物为冶金废弃尾矿与高炉废弃尘泥的混合物，冶金废弃尾矿与高炉废弃尘泥的重量份配比为100∶30～50。
11.按权利要求1所述的以工业废弃物为原料制备红外陶瓷粉体的方法，其特征在于，所述的工业废弃物为冶金废弃尾矿与高炉废弃瓦斯灰的混合物，冶金废弃尾矿与高炉废弃瓦斯灰的重量份配比为100∶60～70。
全文摘要
本发明涉及一种以工业废弃物为原料制备红外陶瓷粉体的方法，其制备步骤如下将工业废弃物在1000～1200℃的温度范围内烧结，然后球磨之后，再在60～80℃的温度下烘干，过目筛，即制得本发明的红外陶瓷粉体；其特征在于所述工业废弃物为发电厂废弃粉煤灰、钢厂的转炉废弃尘泥、高炉废弃尘泥、高炉废弃瓦斯灰和冶金废弃尾矿；所述的工业废弃物还可以是五种的任意组合。本发明方法合理利用了工业废弃物，大大降低红外陶瓷粉体以及后续制品成本，同时实现了工业废弃物的再资源化，缓解环境污染，而且该方法操作简单，所制备的红外陶瓷粉体的价格低廉，其法向比辐射率大于90％，具有环境友善和良好的经济效益和社会效益。
文档编号C04B18/08GK1517323SQ0310034
公开日2004年8月4日 申请日期2003年1月14日 优先权日2003年1月14日
发明者陈运法, 李长顺, 叶树峰, 蔡漳平, 李英, 罗时政, 吴镇江, 刘瑞斌, 谢裕生, 李兴国 申请人:中国科学院过程工程研究所, 山东省济南钢铁集团公司