[发明专利]一种高铝粉煤灰合成托贝莫来石复合保温材料的方法

说明书

本发明涉及一种高铝粉煤灰合成托贝莫来石复合保温防火材料的方法，属于无机保温材料领域。该方法以高铝粉煤灰为主要原料，与氧化钙或氢氧化钙混合后磨细，再加入微量添加剂，将所述两种原料与水混合均匀制浆后进行动态水热合成反应，反应后依次进行过滤和干燥处理，得到莫来石与托贝莫来石复合保温防火材料。本发明的主要原料高铝粉煤灰是高铝煤炭经电厂煤粉炉燃烧后得到的固体废弃物；本发明大大降低了复合材料的生产成本，原料来源广泛，与此同时，本发明的制备莫来石与托贝莫来石复合保温防火材料的方法简单，反应时间短，可以大规模消纳火力发电厂产生的固体废弃物，适于产业化推广。

技术领域

本发明涉及一种高铝粉煤灰合成托贝莫来石复合保温材料的方法，特别涉及一种利用高铝粉煤灰水热合成莫来石与托贝莫来石型复合保温防火板材的方法，属于无机保温材料领域。主要用于防火门芯板、轮船隔舱板、钢结构保温防火、建筑外墙防火保温、建筑内烟道风管和电解槽保温隔热板等领域。

背景技术

我国火力电厂每年排放4亿多吨粉煤灰，高铝粉煤灰的运输和大量囤积产生了严重的占地和环境污染问题，容易产生粉尘污染，引发地下水重金属超标等问题。高铝粉煤灰一般富含氧化铝，内蒙古自治区大部分煤田燃烧后的粉煤灰中氧化铝含量高达40％以上，尤其在内蒙古中西部地区，因为特殊的地质背景，该地区的几个大型煤田中均富含氧化铝。以准格尔煤田为例，该煤田煤炭储量高达260亿吨，该类煤种燃烧后所形成粉煤灰中氧化铝平均含量更是高达48-52％，相当于中等品味铝土矿中氧化铝的含量，为世界上已知氧化铝含量最高的粉煤灰类型，该类粉煤灰的潜在储量高达70-80亿吨。由于此类高铝粉煤灰具有密度低、氧化铝含量高、储量丰富的特点。鄂尔多斯盆地晚古生代煤层及夹矸中富含一水软铝石和高岭石等矿物，燃烧后所产生的粉煤灰中氧化铝含量高达50％，与中等品位铝土矿中氧化铝含量相当，是一种非常宝贵的氧化铝生产原料。据统计，内蒙古中西部地区高铝粉煤灰的潜在储量高达150亿吨。综合开发利用这些高铝粉煤灰资源中的铝硅元素，不仅有利于当地环境的保护和发展，还可以提高高铝粉煤灰的经济价值，具有重要战略意义的循环经济产业。

合成托贝莫来石通常需要钙质原料和硅质原料，在80～200℃水热条件下，保温时间从4小时到28天不等。钙质原料主要为石灰或电石渣，硅质原料主要有石英、硅灰、硅胶、水泥、高岭土、粉煤灰等。发生的主要化学反应为：5CaO+6SiO₂+5H₂O→Ca₅Si₆O₁₆(OH)₂·4H₂O。

托贝莫来石是硅酸钙保温材料的主要矿物成分，由其组成的保温材料使用温度能够达到650℃，同时托贝莫来石又具有容重小、高温热稳定性及导热系数低等优点，因而被广泛用于作为轻质保温隔热防火材料的主要原料。目前，托贝莫来石的制备方法主要是水热合成法，该方法是通过钙质原料(主要提供CaO)和硅质原料(主要提供SiO₂)按一定比例混合后置于高压反应釜中进行反应得到托贝莫来石，再通过添加外加剂和增强纤维模压成型干燥后得到托贝莫来石型硅酸钙绝热材料。这种方法中所采用的硅质原料大多是结晶完好的石英砂或价格高昂的白炭黑等固体材料，而且反应过程所需要的时间较长，反应温度高。因此，现有技术生产托贝莫来石的方法具有生产成本高、生产耗时长的缺点。如何寻找一种成本低廉、市场供给充足的硅质原料与钙质原料，同时又能够缩短托贝莫来石的生产时间一直是人们亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有高铝粉煤灰存在环境污染以及资源浪费的问题，提供一种高铝粉煤灰合成托贝莫来石复合保温材料的方法，该方法将工业固体废弃物的高铝粉煤灰作为主要原料制备防火材料。

本发明的目的是通过上述技术方案实现的。

一种高铝粉煤灰合成托贝莫来石复合保温材料的方法，包括如下步骤：