本发明属于二次铝灰处理技术领域，具体涉及一种利用二次铝灰制备多孔莫来石骨料的方法。
背景技术：
二次铝灰是指铝含量较低的铝灰副产物，颜色偏黑，主要来源于一次铝灰提铝后的废渣和铝加工过程中产生的系列废弃物，成分包括al(5％至10％)、al2o3(50％至80％)、sio2(5％至15％)、aln(2％至5％)、fe氧化物(2％至5％)、一定量的k、na、ca氯化物和氟化物(10％至20％)以及少量的重金属，其有效利用是目前应对铝灰排放和铝工业健康发展的关键。拒不完全统计，我国二次铝灰年排放量已超过500万t，累计堆存量逾5000万t，且随着我国铝制品生产和应用的不断拓展，二次铝灰的排放量将会越来越大。
目前我国关于二次铝灰的处理主要采用堆放和路基填埋等方式，不仅占用了大量的土地，浪费了宝贵的铝资源，不匹配我国铝矿资源匮乏的国情，同时二次铝灰长期放置在空气中或遇水还会产生大量的可燃性和有毒性气体，造成严重的空气污染和水污染，不符合国家绿色发展政策。也有相关研究提出，将二次铝灰进行提纯和化学反应制备聚合氯化铝絮凝剂、硫酸铝、碱式氯化铝等化工产品，但由于提纯要求高、制备工艺复杂，利用率和附加值难以满足企业发展需求，相关的产业未能有效推广。还有研究者采用二次铝灰制备铝质耐火材料。
申请号为cn201810472454.7、cn202010075954.4、cn201810062701.6的专利，公开了关于刚玉质耐火材料或镁铝尖晶石质耐火材料的制备技术，但也存在产品线单一、si等其他资源利用率不足等问题；针对上述不足，本发明提供一种简单的利用二次铝灰为原料制备多孔莫来石骨料的技术，旨在同时利用铝灰中富含的al、si资源，提高铝灰利用率。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种利用二次铝灰制备多孔莫来石骨料的方法，二次铝灰利用率高、生产成本低和生产工艺简单，所制备的多孔莫来石骨料体积密度小、筒压强度高。
本发明提供了如下的技术方案
一种利用二次铝灰制备多孔莫来石骨料的方法，其步骤如下，
s1、先将100份质量的二次铝灰加入到300至500份质量的水中，混合均匀，制得混合液；将所述混合液经过滤得到滤渣，并将滤渣洗涤、干燥，得到二次铝灰预处理粉；
s2、将100份质量的所述二次铝灰预处理粉、10至30份质量的碳化稻壳和2至5份质量的sio2微粉混合均匀，加入30至40份质量的水，搅拌制得泥料；然后向所述泥料中加入0.1至0.3份质量的发泡剂所制成的泡沫，搅拌得到泡沫料浆；
s3、将20至30份质量的二次铝灰预处理粉和0.2至0.5份质量的sio2微粉混合均匀，加入糖衣机中，再加入100份质量的所述泡沫料浆，制得多孔预制粒
s4、将所述多孔预制粒在80至100℃条件下干燥18至24h，然后在空气气氛和1350至1500℃条件下热处理3至5h，制备得到多孔莫来石骨料。
优选的，s1步骤中，所述混合液在60至80℃条件下，搅拌2至3h，然后进行过滤得到滤渣。
优选的，s2步骤中，加入水后，搅拌10至15min，制得泥料；加入发泡剂所制成的泡沫后，搅拌5至10min，得到泡沫料浆。
优选的，s3步骤中，糖衣机转速为40至50r/min，并通过湿法造粒，制得预制粒。
优选的，s4步骤中，预制粒在80至100℃条件下烘烤18至24h，并依次在空气气氛和1350至1500℃条件下热处理3至5h，获得目标产品多孔莫来石骨料；
优选的，s1步骤中，所述二次铝灰的化学成分为：al为1至10wt％，al2o3为65至83wt％，sio2为5至15wt％。
优选的，s2步骤中，所述碳化稻壳的化学成分为：c为25至45wt％，sio2为25至45wt％。
本发明的有益效果
(1)由于本发明采用的技术方案目标产物为莫来石质(3al2o3·2sio2)材料，可同时利用二次铝灰中含量丰富的al2o3和sio2资源，能有效增大二次铝灰资源利用率，固本发明二次铝灰利用率高；
(2)本发明采用的原料主要有二次铝灰、水、碳化稻壳和少量sio2微粉，二次铝灰为亟待处理的铝工业废弃物，原料和运输成本小于100元/吨；碳化稻壳为农业废弃物稻壳经轻烧而得，来源广泛、成本低廉，在300至500元/吨；sio2微粉用量极少，生产1吨莫来石骨料所需的sio2微粉的成本在40至100元/吨，故发明生产成本低。同时，由于本发明的制备工艺主要涉及低温常压搅拌、圆盘造粒、低温常压干燥和常压热处理，对生产设备和制备技术要求较低，故本发明生产工艺简单；
(3)本发明所制备的多孔莫来石骨料的体积密度为0.5至1.0g/cm3，筒压强度为2.2至12.6mpa，所制备的多孔莫来石骨料体积密度小、筒压强度高；
具体实施方式
实施例1
一种利用二次铝灰为原料制备多孔莫来石骨料的方法。包括以下步骤：
s1、先将100份质量的二次铝灰加入到410份质量的水中，混合均匀，制得混合液；将所述混合液在80℃条件下搅拌2h，经过滤得到滤渣；将滤渣洗涤、干燥，得到二次铝灰预处理粉；其中，二次铝灰的化学成分为：al为5.2wt％，al2o3为69.4wt％，sio2为11.8wt％，其他组分为13.6wt％；
s2、将100份质量的所述二次铝灰预处理粉、10份质量的碳化稻壳和2份质量的sio2微粉混合均匀，加入30份质量的水，搅拌12min，制得泥料；然后向所述泥料中加入0.1份质量的发泡剂所制成的泡沫，搅拌5min，得到泡沫料浆；其中，碳化稻壳的化学成分为：c为25.3wt％，sio2为28.5wt％，其他组分为46.2wt％；
s3、将20份质量的二次铝灰预处理粉和0.2份质量的sio2微粉混合均匀，加入糖衣机中，再加入100份质量的所述泡沫料浆，调节糖衣机转速为40r/min，湿法造粒，制得多孔预制粒；
s4、将所述多孔预制粒在80℃条件下干燥24h，然后在空气气氛和1450℃条件下热处理4h，制备得到多孔莫来石骨料。
实施例2
一种利用二次铝灰为原料制备多孔莫来石骨料的方法。包括以下步骤：
s1、先将100份质量的二次铝灰加入到300份质量的水中，混合均匀，制得混合液；将所述混合液在60℃条件下搅拌3h，经过滤得到滤渣；将滤渣洗涤、干燥，得到二次铝灰预处理粉；其中，二次铝灰的化学成分为：al为1.2wt％，al2o3为82.8wt％，sio2为5.4wt％，其他组分为10.6wt％；
s2、将100份质量的所述二次铝灰预处理粉、30份质量的碳化稻壳和5份质量的sio2微粉混合均匀，加入40份质量的水，搅拌15min，制得泥料；然后向所述泥料中加入0.3份质量的发泡剂所制成的泡沫，搅拌8min，得到泡沫料浆；其中，碳化稻壳的化学成分为：c为37.9wt％，sio2为43.6wt％，其他组分为18.5wt％；
s3、将25份质量的二次铝灰预处理粉和0.5份质量的sio2微粉混合均匀，加入糖衣机中，再加入100份质量的所述泡沫料浆，调节糖衣机转速为50r/min，湿法造粒，制得多孔预制粒；
s4、将所述多孔预制粒在100℃条件下干燥20h，然后在空气气氛和1500℃条件下热处理5h，制备得到多孔莫来石骨料。
实施例3
一种利用二次铝灰为原料制备多孔莫来石骨料的方法。包括以下步骤：
s1、先将100份质量的二次铝灰加入到360份质量的水中，混合均匀，制得混合液；将所述混合液在70℃条件下搅拌3h，经过滤得到滤渣；将滤渣洗涤、干燥，得到二次铝灰预处理粉；其中，二次铝灰的化学成分为：al为9.8wt％，al2o3为72.6wt％，sio2为8.5wt％，其他组分为9.1wt％；
s2、将100份质量的所述二次铝灰预处理粉、24份质量的碳化稻壳和3份质量的sio2微粉混合均匀，加入36份质量的水，搅拌10min，制得泥料；然后向所述泥料中加入0.2份质量的发泡剂所制成的泡沫，搅拌10min，得到泡沫料浆；其中，碳化稻壳的化学成分为：c为44.2wt％，sio2为40.8wt％，其他组分为15.0wt％；
s3、将28份质量的二次铝灰预处理粉和0.3份质量的sio2微粉混合均匀，加入糖衣机中，再加入100份质量的所述泡沫料浆，调节糖衣机转速为45r/min，湿法造粒，制得多孔预制粒；
s4、将所述多孔预制粒在90℃条件下干燥22h，然后在空气气氛和1350℃条件下热处理5h，制备得到多孔莫来石骨料。
实施例4
一种利用二次铝灰为原料制备多孔莫来石骨料的方法。包括以下步骤：
s1、先将100份质量的二次铝灰加入到500份质量的水中，混合均匀，制得混合液；将所述混合液在65℃条件下搅拌2h，经过滤得到滤渣；将滤渣洗涤、干燥，得到二次铝灰预处理粉；其中，二次铝灰的化学成分为：al为6.6wt％，al2o3为65.4wt％，sio2为14.6wt％，其他组分为13.4wt％；
s2、将100份质量的所述二次铝灰预处理粉、15份质量的碳化稻壳和4份质量的sio2微粉混合均匀，加入38份质量的水，搅拌13min，制得泥料；然后向所述泥料中加入0.3份质量的发泡剂所制成的泡沫，搅拌6min，得到泡沫料浆；其中，碳化稻壳的化学成分为：c为28.8wt％，sio2为25.4wt％，其他组分为45.8wt％；
s3、将30份质量的二次铝灰预处理粉和0.4份质量的sio2微粉混合均匀，加入糖衣机中，再加入100份质量的所述泡沫料浆，调节糖衣机转速为40r/min，湿法造粒，制得多孔预制粒；
s4、将所述多孔预制粒在100℃条件下干燥18h，然后在空气气氛和1400℃条件下热处理3h，制备得到多孔莫来石骨料。
实验分析：实施例1至4所制得产品，性能参数如下：
本具体实施方式与现有技术相比具有如下优点和积极效果：
(1)本具体实施方式采用的技术方案目标产物为莫来石质(3al2o3·2sio2)耐火材料，可同时利用二次铝灰中含量丰富的al2o3和sio2资源，能有效增大二次铝灰资源利用率，固本具体实施方式二次铝灰利用率高。
(2)本具体实施方式采用的原料主要有二次铝灰、水、碳化稻壳和少量sio2微粉，二次铝灰为亟待处理的铝工业废弃物，原料和运输成本小于100元/吨；碳化稻壳为农业废弃物稻壳经轻烧而得，来源广泛、成本低廉，在300至500元/吨；sio2微粉用量极少，生产1吨莫来石骨料所需的sio2微粉的成本在40至100元/吨，故本具体实施方式生产成本低。同时，由于本具体实施方式的制备工艺主要涉及低温常压搅拌、圆盘造粒、低温常压干燥和常压热处理，对生产设备和制备技术要求较低，故本具体实施方式生产工艺简单。
(3)本具体实施方式所制备的多孔莫来石骨料的体积密度为0.5至1.0g/cm3，筒压强度为2.2至12.6mpa。
因此，本具体实施方式二次铝灰利用率高、生产成本低和生产工艺简单，所制备的多孔莫来石骨料体积密度小、筒压强度高。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。