[发明专利]蓄热材料及其制备方法

说明书

本发明涉及蓄热材料及其制备方法，属于多功能材料技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种利用提钒尾渣制备得到的蓄热材料。本发明蓄热材料，由以下重量百分比的组分烧结而成：石墨3～15％，其余为磁选尾渣和普通陶瓷原料，且磁选尾渣和普通陶瓷原料的重量比为1:0.8～1.2，其中，磁选尾渣为提钒尾渣经碳热还原后磁选得到。本发明以提钒尾渣为主要原料，采用碳热还原‑粉末冶金烧结工艺得到蓄热材料，其制备方法简单，不仅可以综合利用提钒尾渣，解决提钒尾渣污染生态环境的问题，还能降低蓄热材料的成本，且得到的蓄热材料性能优异，蓄热密度高，比热容大，导热性好。

技术领域

本发明涉及蓄热材料及其制备方法，属于多功能材料技术领域。

背景技术

提钒尾渣又称为提钒弃渣、钒浸出渣，是钒渣经钠化焙烧和水浸提钒后的副产物。其中TiO₂含量为10～12％，MnO含量为4～6％，V₂O₅的含量为1～3％，Cr₂O₃含量为1～3％，提钒尾渣中的铁含量较高，Fe₂O₃含量在40～45％之间，具有回收价值；另外还含有少量的Ca、Mg等元素。

上述的固体废弃物提钒尾渣如果大量堆存，会带来诸多问题：提钒尾渣中含有重金属元素，在雨天时容易渗透到地下，使水资源污染；为修建存放提钒尾渣的地方需要花巨额费用以及占用大量耕地；提钒尾渣中含有的可溶性Cr⁶⁺、V⁵⁺等对人体健康危害极大，严重污染了环境。

我国钢铁行业每年产生提钒尾渣约100万吨，并呈逐年上升趋势，仅攀钢、承钢每年排放的提钒尾渣就达50多万吨。随着我国钢铁行业对含钒特种钢的需求，钒在钢中的含量逐年升高，提钒尾渣的产生量也逐年升高。

上述的尾渣具有原料供应充足、生产成本低等优势，但现有方法仅可回收再利用少量部分，而大部分的废渣都被集中堆积成山，这不仅浪费大量的土地资源，而且还严重破环生态环境。因此，急需提钒尾渣的处理方法。

而蓄热材料，是一种能够储存热能的新型功能材料。它在特定的温度下发生物相变化，并伴随着吸收或放出热量，可用来控制周围环境的温度，或用以储存热能。它把热量或冷量储存起来，在需要时再把它释放出来，从而提高了能源的利用率。如果能够将提钒尾渣用来制备蓄热材料，不仅可以处理大量的提钒尾渣，变废为宝，还能降低蓄热材料的成本，一举多得。但由于提钒尾渣的性质，目前尚未发现大量利用提钒尾渣制备得到蓄热材料的报道。

发明内容

针对以上缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种利用提钒尾渣制备得到的蓄热材料。

本发明蓄热材料，由以下重量百分比的组分烧结而成：石墨3～15％，其余为磁选尾渣和普通陶瓷原料，且磁选尾渣和普通陶瓷原料的重量比为1:0.8～1.2，其中，磁选尾渣为提钒尾渣经碳热还原后磁选得到。

优选的，磁选尾渣粒度为100～300目，普通陶瓷原料粒度为100～300目，石墨粉粒度为100～300目。更优选磁选尾渣粒度为200～300目，普通陶瓷原料粒度为200～300目，石墨粉粒度为200～300目。最优选磁选尾渣粒度为200目，普通陶瓷原料粒度为200目，石墨粉粒度为200目。

优选的，所述普通陶瓷原料为粘土、石英石或长石。

作为优选方案，磁选尾渣和普通陶瓷原料的重量比为1:1。

优选的，所述烧结的温度为1000～1100℃，烧结时间为0.5～2h。更优选所述烧结的温度为1000～1050℃，烧结时间为1～2h。最优选所述烧结的温度为1000℃，烧结时间为1.5h。

优选的，所述碳热还原的温度为1100～1350℃，时间为1.5～3h；优选碳热还原的温度为1200～1300℃，时间为1.5～2h；更优选碳热还原的温度为1300℃，时间为2h。