[发明专利]一种炭铁钛硅铝氧化物复合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种炭铁钛硅铝氧化物复合物及其制备方法和应用，所述炭铁钛硅铝氧化物复合物的制备方法包括以下步骤：向赤泥中加入水，经研磨得到第一浆料；向第一浆料中加入酸调节pH值至2‑4，加入表面分散剂，研磨下加入碱性物质调节pH值至5‑10，得到第二浆料；将第二浆料进行固液分离，将固体焙烧得到包覆型铁钛硅铝氧化物；将包覆型铁钛硅铝氧化物在还原气体气氛下进行还原，而后在碳氢化合物气氛下进行碳纤维的生成，冷却后得到所述炭铁钛硅铝氧化物复合物。本发明可以实现赤泥的高值化利用，具有极强的工业应用潜力。

技术领域

本发明属于危险固体废弃物处理和应用领域，涉及一种炭铁钛硅铝氧化物复合物及其制备方法和应用。

背景技术

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染强碱性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。大部分国家已经将赤泥列为危险废弃物，赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响，所以最大限度的减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。

由于赤泥中含有大量的氧化铁，而成红色，外观与赤色泥土相似，因而得名。赤泥中不仅含有氧化铁，还有氧化硅、氧化铝、氧化钠等成分。如何为实现赤泥中这些成分的高值化利用是本领域的研究重点，例如CN102234171A和CN101468866A中公开将赤泥进行脱碱而后作为生产水泥的原料；CN101891406A和CN1837121A公开了利用赤泥或经脱碱选铁后的赤泥和脱硫石膏制备水泥的方法；CN103373815A公开了以拜耳法赤泥为主要原料生产多孔微晶玻璃；CN103420359A公开了赤泥催化制备碳纳米管的方法，在该方法中赤泥经过在101-109℃下烘1-4h而后粉碎过200目筛可作为催化剂生产碳纳米管；CN102757060A公开了通过石灰消钠的方式，而后分离其中铝和部分铁氧化物，实现铝化合物的深度提取。然而，上述这些发明中，赤泥中碱性化合物的脱碱或是其他处理过程，并未使其中的氧化铁得到很好的利用。并且用赤泥直接作为碳纤维催化剂，由于原料中含有大量的碱性物质及氯元素，而且铁颗粒粒径大，难以具备碳纤维制备的高活性和高的碳收率，因而不具备工业应用前景。结合赤泥的污染与综合利用现状，不难发现现阶段还没有可行的技术实现赤泥中铁的高值化利用方法与途径，以及高值化且量大的赤泥应用途径。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种炭铁钛硅铝氧化物复合物及其制备方法与应用。该方法由赤泥制备所述炭铁钛硅铝复合物，该复合物经过粉碎后，借用磁分离可以实现炭铁化合物与其他氧化物的初步分离；或是该复合物可以破碎后可以直接作为烟气中重金属氧化吸附剂及废水净化的吸附剂，且借助磁分离，可以实现该物质的多次利用与再生。该方法实现了赤泥合理高值化利用，具有极强的工业应用潜力。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种炭铁钛硅铝氧化物复合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)向赤泥中加入水，经研磨得到第一浆料；

(2)向步骤(1)得到的第一浆料中加入酸调节pH值至2-4，加入表面分散剂，研磨下加入碱性物质调节pH值至5-10，得到第二浆料；

(3)将步骤(2)所得第二浆料进行固液分离，将固体焙烧得到包覆型铁钛硅铝氧化物；

(4)将包覆型铁钛硅铝氧化物在还原气体气氛下进行还原，而后在碳氢化合物气氛下进行碳纤维的生成，得到所述炭铁钛硅铝氧化物复合物。

本发明利用上述制备方法，由赤泥制备炭铁钛硅铝氧化物复合物，实现碳纤维在铁钛硅铝氧化物表面的生长，使得到的复合物具备碳纤维高活性和高的碳收率，可以实现赤泥的高值化利用，具有广泛的工业应用前景。