[发明专利]一种陶瓷基复合吸波材料制备方法

说明书

本发明提供了一种陶瓷基复合吸波材料制备方法，属于微波吸收材料技术领域。技术方案为：首先对煤矸石进行球磨、筛分处理，得到煤矸石粉，通过添加络合剂、粘结剂和金属盐离子溶液形成均匀稳定的料浆，接着将料浆经过喷雾干燥工艺得到煤矸石基微粉，然后经原位碳热还原处理获得负载磁性金属单质或者合金的莫来石陶瓷基复合吸波材料。本发明方法以固体废弃物煤矸石为原料，实现了煤矸石的有效回收利用，节约资源和成本；同时，本发明所述的原位喷雾干燥‑负载工艺可以保证负载物均匀地分散于煤矸石颗粒载体上，且操作过程简便，易于实施，适合于规模化工业生产应用。

技术领域

本发明属于微波吸收材料制备工艺技术领域，具体涉及一种陶瓷基复合吸波材料制备方法。

背景技术

随着现代电子信息技术的迅猛发展，越来越多的电子设备成为了我们生活和工作中必不可少的重要工具，它们广泛的应用在军事领域（雷达）和民用领域（计算机、导航、通讯、电器设备），为社会的进步和发展作出了巨大的贡献。与此同时，人们也面临着日益严重的电子设备辐射问题。当今社会，电磁波辐射是继水污染、空气污染、噪声污染之后的新的污染源，它不仅会对通讯进行干扰，而且严重危害人类的健康。

煤矸石是一种工业固体废弃物，在煤炭开采，洗选和加工过程中产生，占煤炭总量的10％-25％。在我国，煤矸石的年排放量约为2.8亿吨，已成为排放和积累中最大的固体废物之一。同时，煤矸石的不适当储存和处置可能对周围土壤和地下水造成严重的环境污染，并对人类健康和生态系统构成严重威胁。因此，回收这些废物一直是岩土工程和环境工程师面临的一项挑战。然而，煤矸石是一种可利用的资源，可以代替燃料发电，生产氯化铝，水玻璃等化学产品。但由于生产成本高，利润低，以这种方式利用煤矸石尚未得到推广。目前，煤矸石主要用于发电，农业肥料，公路路基，砖生产，水泥生产和混凝土生产。因此，找到合适的煤矸石利用方法已成为研究的重点。

鉴于上述，如果能将煤矸石回收利用制备微波吸收材料，不仅可以消除因煤矸石排放、堆积引起的污染，而且经济效益与社会效益显著，更重要的是为固体废弃物的综合利用提供新思路。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，解决因煤矸石排放、堆积引起的污染问题，将煤矸石回收利用制备微波吸收材料，达到“以废治污”的效果，本发明提供一种陶瓷基复合吸波材料制备方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种陶瓷基复合吸波材料制备方法，包括以下步骤：

S1、将煤矸石球磨后经100~300目标准筛进行筛分，筛选出的煤矸石粉在80~100℃条件下干燥3~4小时，干燥后制得的煤矸石粉留待后步使用；

S2、配制浓度为0.5~2 mol/L的盐溶液留待后步使用，所述盐溶液为含有Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺中的一种或者两种的盐溶液，或者为含有Fe³⁺–Mn²⁺的盐溶液；

S3、将步骤S1干燥后的煤矸石粉和六偏磷酸钠加入蒸馏水中并搅拌1~2小时，然后将步骤S2制备的盐溶液加入混合液中，在室温条件下继续搅拌2~3小时，制得浆料，浆料中煤矸石粉、六偏磷酸钠、蒸馏水及盐溶液的质量比为2：0.15：3：4~6；

所形成的料浆内煤矸石微粉均匀分散在其中，六偏磷酸钠则是与金属盐离子形成稳定的络合离子化合物，并附着在煤矸石颗粒表面，阻止了金属离子的水解作用；同时，由于煤矸石微粉自身的可塑性使得料浆具有一定的粘度，从而即保证了料浆中各组分的均匀稳定；

S4、将步骤S3所得浆料通过喷雾干燥机进行喷雾干燥处理，得到煤矸石基复合粉末，其中喷雾干燥机工作参数为：进口温度200℃，出风温度100℃，进料速度为60 mL/h，雾化器压力为10 MPa；