專利名稱：一種用含鈦高爐水淬渣制備鈦酸鋁陶瓷材料的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無機材料制備技術領域，具體涉及一種用含鈦高爐水淬渣制備鈦酸鋁陶瓷材料的方法。
背景技術：
鈦酸鋁(Al2TiO5)材料由于具有熔點高、熱膨脹系數(shù)小、以及耐蝕性、抗渣性好和不被多種金屬、玻璃浸潤的特性，被廣泛應用作有色冶金、鑄造等行業(yè)的耐火材料。目前，合成鈦酸鋁的方法主要有液相法、固相法和機械激活法等，具體制備工藝可見文獻“鈦酸鋁陶瓷粉料的制備與研究”(《廣東建材》，2007 (11) :ppl6 19)和“機械激活法合成Al2TiO5粉體中的各向異性生長”(《陶瓷學報，2006，27 (1):ρρ88 91》)。從文獻中可以看出，制備鈦酸鋁產(chǎn)品的主要原料均為含鈦和含鋁的高純化工原料，生產(chǎn)成本較高。含鈦高爐渣中含有大量的有價組分鈦和鋁，是一種價值極高的冶金二次資源。目前含鈦高爐渣的綜合利用率低，大多數(shù)利用方式仍處于低附加值層次，即使對其進行資源化利用(如制取TW2及TiCl4、含鈦組分的選擇性富集、長大與分離等)，也只是提取單一組分Ti，附加值較低，且生產(chǎn)過程比較復雜，難以實現(xiàn)大宗量利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有鈦酸鋁生產(chǎn)成本高以及含鈦高爐渣資源化利用的缺陷，提供了一種以含鈦高爐水淬渣(以下簡稱為含鈦高爐渣)為主要原料來制備鈦酸鋁陶瓷材料的方法。本制備方法所涉及的原料及具體制備方法如下 1、制備鈦酸鋁的主要原料
本發(fā)明所用主要原料為含鈦高爐渣，其典型成分見表1，該高爐渣中的鈦和鋁的氧化物含量占總組分的34%以上，為該方法制備鈦酸鋁提供了豐富的鈦和鋁的來源。表1含鈦高爐渣的主要化學成分(wt. %)
權利要求
1. 一種用含鈦高爐水淬渣制備鈦酸鋁陶瓷材料的方法，其特征在于該制備方法具體步驟如下(1)、將含鈦高爐渣烘干，粉碎后過200目篩，得到粒徑不大于200目的含鈦高爐渣粉體；(2)、配制質(zhì)量百分濃度為55%-85%的硫酸溶液；(3)、根據(jù)含鈦高爐渣的化學組成，按酸與含鈦高爐渣的質(zhì)量比為2:1，量取硫酸溶液；(4)、將步驟(1)得到的含鈦高爐渣粉體在室溫下倒入裝有硫酸溶液的高壓反應釜或常壓反應器中，進行攪拌引發(fā)15 min，常壓反應中，攪拌引發(fā)15 min后直接轉(zhuǎn)入步驟(5)，高壓反應中，旋緊高壓反應釜，攪拌引發(fā)15 min后將高壓反應釜置于烘箱中于160 °C加熱M h，使渣充分酸解，自然冷卻后，打開高壓反應釜；(5)、向步驟(4)酸解反應后的體系中加入水渣質(zhì)量比為101的水于70°C下進行浸取 1. 5 h ；(6)、將步驟(5)反應產(chǎn)物過濾去除沉淀物，主要為石膏、聚合硅膠與酸的不溶物，得濾液，主要為鈦、鋁、鎂和鐵的硫酸鹽混合溶液，備用；(7)、用27%的氨水調(diào)節(jié)步驟(6)得到的濾液的pH值為4.5-5. 2，并置于70°C的恒溫水浴中保溫2小時，過程中體系自行水解；再將體系進行抽濾、洗滌，得到固相物質(zhì)，并將該固相物質(zhì)干燥；(8)、在大氣氧位條件下，將步驟(7)得到的固相物質(zhì)在1450°C焙燒2.證，得到鈦酸鋁陶瓷材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用含鈦高爐水淬渣制備鈦酸鋁陶瓷材料的方法，屬于無機材料制備技術領域。本發(fā)明方法包括如下步驟以含鈦高爐渣與一定的硫酸溶液常溫下混合，攪拌自引發(fā)酸解，瞬時產(chǎn)生大量的熱，在酸解的同時，使Si組分迅速聚合成硅膠，經(jīng)過抽濾后與石膏等留在殘渣中，通過氨水調(diào)節(jié)濾液pH值水解，水解沉淀經(jīng)洗滌、干燥和焙燒即可獲得鈦酸鋁材料，且Ti和Al等有價組分回收率達到70%以上。該發(fā)明方法工藝簡單、成本低，具有顯著的經(jīng)濟社會效益。
文檔編號B09B3/00GK102229495SQ20111010153
公開日2011年11月2日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權日2011年4月22日
發(fā)明者呂輝鴻, 曹發(fā)斌, 朱建華, 李敏紅, 李遼沙, 武杏榮, 王平, 申星梅 申請人:安徽工業(yè)大學