[发明专利]一种利用固体废弃物制备多孔氧化铝的方法

说明书

本发明公开了一种利用固体废弃物制备多孔氧化铝的方法：对铝灰渣进行水洗、过滤、滤渣干燥，将滤渣再进行酸浸取、碱提纯、过滤，滤液经稀酸调节pH值，获得Al(OH)₃前驱体，将Al(OH)₃前驱体与作为模板的农业废弃物秸秆粉末混合，经焙烧制备得到多孔氧化铝。本发明与传统多孔氧化铝制备方法相比，充分利用工业、农业固体废弃物，显著降低生产成本，具有原料来源广、对环境污染小、工艺简单等优点。

技术领域

本发明涉及固体废物资源化利用与多孔材料的制备，具体涉及一种利用固体废弃物制备多孔氧化铝的方法。

背景技术

铝灰渣是电解铝、铸铝以及其它铝行业在生产和回收过程中产生的固体废物。铝灰渣成分较为复杂，其主要成分是氧化铝、三氧化二铁(Al₂O₃、Fe₂O₃)、二氧化硅(SiO₂)，尖晶石(MgO·Al₂O₃)以及少量氟化物和氯化物等可熔融盐类物质。目前，工业处理铝灰渣的方式仍是堆积或填埋，不仅严重破坏环境，也造成铝资源的大量浪费。农作物秸秆是农业生态系统中一种数量巨大且十分宝贵的生物质能资源，对于促进农民增收、环境保护、资源节约以及农业经济可持续发展意义重大。目前秸秆大多仍然是用焚烧处理方式，这不仅造成了生物质能资源的大量浪费，还对环境构成威胁。因此，将铝灰渣与农作物秸秆资源化回收利用，不仅有助于解决材料短缺问题，还能够在一定程度上起到保护环境、避免污染的作用。

多孔氧化铝是以氧化铝为骨料，通过高温烧结和成型过程中，内部形成开孔或者闭孔的材料。多孔氧化铝陶瓷不仅具有氧化铝陶瓷耐高温、耐腐蚀性好，同时具有多孔材料比表面积大、热导率低等优良特点，对液体和气体介质具有选择的透过性，被广泛应用于航空、表面防腐、催化剂等领域，在保温隔热、分离、传感器、过滤材料等方面的应用也越来越受到人们的重视。但是，低温烧结制备的氧化铝容易团聚，降低了产品的比表面积和孔径，影响了氧化铝作为载体的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用固体废弃物制备多孔氧化铝的方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

1)将铝灰渣与水搅拌混合后过滤，将所得滤渣真空干燥；

2)向步骤1)所得干燥后的滤渣中加入过量稀酸(可选稀硫酸、稀盐酸等，以便将铝灰渣中的氧化铝溶解完全)，然后恒温加热一定时间，待不再产生气泡后过滤并收集滤液；

3)向步骤2)所得滤液中加入过量NaOH溶液，直至生成沉淀物且沉淀物颜色不再变化后过滤，并收集滤液，然后用上述稀酸调节该滤液pH值(pH值为7～9)以生成白色絮状沉淀物，通过过滤收集该沉淀物，得到Al(OH)₃；

4)将秸秆干燥、粉碎，得秸秆粉末，将秸秆粉末与步骤3)得到的Al(OH)₃混合并搅拌均匀，得到原料，原料中秸秆粉末质量分数≤10％；

5)将步骤4)中混合均匀的原料于500～900℃下焙烧2～4h，得到多孔氧化铝。

优选的，所述步骤1)中，干燥温度为80～120℃，干燥时间为10～15h。

优选的，所述步骤2)中，采用的稀酸为1～1.8mol/L稀硫酸，加热温度为50～80℃，加热时间为0.5～5h。

优选的，所述步骤3)中，NaOH溶液浓度为5～8mol/L，稀酸为1～1.8mol/L稀硫酸。

优选的，所述步骤4)中，秸秆粉末的粒径为20～100目，搅拌时间为0.5～2h。

优选的，所述步骤5)中，焙烧的条件为：于700～900℃箱式炉中保温2～4h，保温后随炉冷却到室温；箱式炉的升温速率为5～10℃/min。