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一種利用鋁土礦選礦尾礦制備白色防腐顏填料的方法一種利用鋁土礦選礦尾礦制備白色防腐顏填料的方法 一種利用鋁土礦選礦尾礦制備白色防腐顏填料的方法 (19)中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局 *CN101851438A* (10)申請公布號 CN 101851438 A(43)申請公布日 2010.10.06 (12)發(fā)明專利申請 (21)申請?zhí)?201010183153.6(22)申請日 2010.05.26 (71)申請人中南大學(xué) 地址410083 湖南省長沙市岳麓區(qū)麓山南路 號(72)發(fā)明人盧清華 (74)專利代理機構(gòu)長沙市融智專利事務(wù)所 代理人顏勇(51)Int.Cl.
C09C 3/04(2006.01)C09C 3/06(2006.01)C09C 1/40(2006.01) 權(quán)利要求書 1 頁 說明書 4 頁 附圖 1 頁 (54)發(fā)明名稱 一種利用鋁土礦選礦尾礦制備白色防腐顏填料的方法(57)摘要 本發(fā)明的目的在于提供一種利用鋁土礦選礦尾礦制備白色防腐顏填料的方法。該方法包括：將鋁土礦選礦尾礦球磨后，于500-800℃溫度下煅燒，將煅燒尾礦與水按重量比1∶3-1∶5在燒杯中混合、攪拌、棄去燒杯底部占燒杯中尾礦質(zhì)量的5％的黑色較大顆粒；再將磷酸、焦磷酸、聚磷酸、偏磷酸或次磷酸溶液之一按磷與尾礦中除鉀、鈉外的所有金屬元素摩爾比為2-5加入燒杯中與尾礦混合、于80-150℃密封條件下反應(yīng)4-10小時；最后將反應(yīng)物于220-400℃縮聚7-18小時；將縮聚物和氧化鋅按重量比10∶1-4∶1混合，濕法球磨2-5小時，200-300℃煅燒2-6小時、水洗、球磨，得到的白色粉體即為本發(fā)明白色防腐顏填料。其防腐能力強、環(huán)保、色白。 101851438 A 1.一種利用鋁土礦選礦尾礦制備白色防腐顏填料的方法，其特征在于，包括以下步驟： 1)將鋁土礦選礦尾礦濕法或干法球磨至尾礦粒度95％至-10um后，于500-800℃溫度下煅燒2-6小時，將煅燒尾礦與水按重量比1∶3-1∶5在燒杯中混合、攪拌、棄去燒杯底部占燒杯中尾礦質(zhì)量5％的黑色大顆粒； 2)將磷酸、焦磷酸、聚磷酸、偏磷酸或次磷酸溶液之一按磷與尾礦中除鉀、鈉外的所有金屬元素摩爾比為2-5加入燒杯中與尾礦混合、于80-150℃密封條件下反應(yīng)4-10小時； 3)將反應(yīng)物于220-400℃縮聚7-18小時；將縮聚物和氧化鋅按重量比10∶1-4∶1混合，濕法球磨2-5小時，200-300℃煅燒2-6小時、水洗、球磨，得到的白色粉體即為所述的白色防腐顏填料。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)所述的尾礦的成分質(zhì)量百分比組成包括Al2O357.9％，SiO217.8％，TiO24.1％，TFe5.3％，MgO0.5％，CaO0.6％，K2O0.69％，Na2O0.82％。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)所述的尾礦球磨過程為：設(shè)置球磨機的轉(zhuǎn)速為350-480/min，球磨時間為7-12小時。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)所述的磷酸、焦磷酸、聚磷酸、偏磷酸或次磷酸溶液的質(zhì)量濃度均為50％。 一種利用鋁土礦選礦尾礦制備白色防腐顏填料的方法 技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明屬于工業(yè)廢棄物再利用技術(shù)，特別涉及利用鋁土礦選礦尾礦制備白色防腐顏填料的方法。 [0001] 技術(shù)背景 鋁土礦選礦尾礦是在采用選礦方法提高鋁土礦鋁硅比過程中產(chǎn)生的鋁硅酸鹽廢 棄物，具有產(chǎn)出量大、粒度細(xì)、成分復(fù)雜等特點。主要礦物相為一水硬鋁石、高嶺石、伊利石、含鈦礦物、赤褐鐵礦等[1]。主要致色物質(zhì)有Fe及有機物，有機物可通過煅燒除去，而Fe由于分布于多個礦物相中，且各礦物嵌布粒度細(xì)、嵌布關(guān)系復(fù)雜，用常規(guī)方法如磁選、酸洗等很難脫去尾礦中的鐵[2]。袁明亮等采用高溫、高壓方法可使尾礦中Fe的脫除率達(dá)到90％以上[3]，然而這種方法對設(shè)備要求高，投資成本大，很難推廣。[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)水平下很難脫除尾礦中的Fe、Ti等雜質(zhì)，因而尾礦在耐火材料、建材等領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制，尋找尾礦大規(guī)模應(yīng)用新途徑是解決尾礦土地占用量大、環(huán)境影響大等問題的緊迫任務(wù)之一。高聚物填料需求量大、成分范圍寬，很多天然礦物諸如高嶺土、硅灰石、滑石、重晶石等經(jīng)表面改性后都可用作填料使用。鋁土礦選礦尾礦含有多種適宜用作填料的成分。胡岳華等對鋁土礦選礦尾礦表面改性后制備了在高聚物中相容性、融濕性、分散性好的粉體[4]。然而這種粉體也存在著顏色深的問題。我們在實驗中發(fā)現(xiàn)在尾礦中添加磷酸再煅燒可以對尾礦消色增白，并通過控制煅燒溫度可以制備系列白度的填料。隨著工業(yè)化進(jìn)程，對填料的要求越來越高，填料除了具備最基本的增容特性外，還要求其具有導(dǎo)電、阻燃、防腐等多種功能。傳統(tǒng)的防腐顏填料有紅丹、鋅鉻黃、鉛酸鈣等，由于這些物質(zhì)含污染重的重金屬，因而許多國家和地區(qū)已禁止或限制使用。三聚磷酸鋁是新一代的防腐顏料，由于其防腐能力強、環(huán)保、色白等優(yōu)異性能，近年來受到廣泛研究和開發(fā)。目前一般用化工原料氫氧化鋁或氧化鋁與磷酸反應(yīng)制備三聚磷酸鋁。還沒有用工業(yè)廢棄物制備的例子。鋁土礦選礦尾礦含有豐富的鋁，氧化鋁含量一般在50％以上，其中的氧化硅又是很好的耐磨填料，且氧化硅不與磷酸反應(yīng)，因而可以用鋁土礦選礦尾礦制備具有防腐性能的三聚磷酸鋁。 [0004] 參考文件： [0005] [1]Wang Yuhua，Lan Ye，Hu Yuehua.Adsorption mechanisms of Cr(VI)on themodified bauxite tailings.Minerals Engineering，2008，21：913-918.[0006] [2]袁明亮，趙國魂，胡岳華.鋁土礦酸介質(zhì)中鐵的行為.中國有色金屬學(xué)報，2003，13(2)：480-484.[0007] [3]袁明亮，趙國魂，胡岳華.鋁土礦浮選尾礦中鐵的溶解行為.過程工程學(xué)報，2004，4(1)：12-15.[0008] [4]胡岳華，楊華明，胡小冬.一種改性尾礦粉體的制備及該粉體用作聚合物填料的方法[P].CN200710034335.2008-08-06 [0002] 發(fā)明內(nèi)容 本發(fā)明的目的在于提供一種利用鋁土礦選礦尾礦制備白色防腐顏填料的方法。[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： [0011] 鋁土礦選礦尾礦制備白色防腐顏填料的方法，包括以下步驟：[0012] 將鋁土礦選礦尾礦濕法或干法球磨至尾礦粒度95％至-10um后，于500-800℃溫度下煅燒，將煅燒尾礦與水按重量比1∶3-1∶5在燒杯中混合、攪拌、棄去燒杯底部較大顆粒(約占燒杯中尾礦量的5％)。將磷酸、焦磷酸、聚磷酸、偏磷酸或次磷酸溶液之一按磷與尾礦中除鉀、鈉外的所有金屬元素摩爾比為2-5加入燒杯中與尾礦混合、于80-150℃密封條件下反應(yīng)4-10小時。將反應(yīng)物于220-400℃縮聚7-18小時。將縮聚物和氧化鋅按重量比10∶1-4∶1混合，濕法球磨2-5小時，200-300℃煅燒2-6小時、水洗、球磨，得到的白色粉體即為所述的白色防腐顏填料。 [0013] 所述的尾礦的成分質(zhì)量百分比組成包括Al2O357.9％，SiO217.8％，TiO24.1％，TFe5.3％，MgO0.5％，CaO0.6％，K2O0.69％，Na2O0.82％。[0014] 所述的尾礦球磨過程為：設(shè)置球磨機的轉(zhuǎn)速為350-480/min，球磨時間為7-12小時。 [0015] 所述的磷酸、焦磷酸、聚磷酸、偏磷酸或次磷酸溶液的質(zhì)量濃度均為50％。[0016] 已報道的由鋁土礦選礦尾礦制備的高聚物填料，均存在兩個不足：一是顏色較深，無法得到大規(guī)模應(yīng)用；二是不具有功能性應(yīng)用，附加值不高。本發(fā)明采用直接向尾礦中加入含磷物質(zhì)，通過化學(xué)反應(yīng)，制備了具有防腐性能的白色功能性填料，大大提高了尾礦的應(yīng)用范圍及應(yīng)用附加值。本發(fā)明與已有的三聚磷酸鋁防腐顏料的制備工藝相比，具有成本低、環(huán)保、防腐性能高的特點。 [0009] 附圖說明 [0017] 圖1：本發(fā)明的白色防腐顏填料的制備工藝流程圖。 具體實施方式 [0018] 下面結(jié)合實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。[0019] 實施例：[0020] 實施例1 [0021] 將鋁土礦選礦尾礦濕法球磨至尾礦粒度95％至-10um后，于550℃下煅燒3h，將煅燒尾礦與水按重量比1∶4在燒杯中混合、攪拌、棄去燒杯底部較大顆粒(占燒杯中尾礦量的4.6％)。將85％磷酸按磷與尾礦中除鉀、鈉外的所有金屬元素摩爾比為3加入燒杯中與尾礦混合，于120℃密封條件下反應(yīng)10小時。將反應(yīng)物于380℃縮聚12小時。將縮聚物和氧化鋅按重量比10∶1.5混合，濕法球磨3小時，280℃煅燒3小時、水洗、球磨，得到的白色粉體即為所述的白色防腐顏填料。[0022] 實施例2 [0023] 將鋁土礦選礦尾礦干法球磨至尾礦粒度95％至-10um后，于600℃溫度下煅燒2h，將煅燒尾礦與水按重量比1∶5在燒杯中混合、攪拌、棄去燒杯底部黑色較大顆粒(約占燒杯中尾礦量的5％)。將聚磷酸按磷與尾礦中除鉀、鈉外的所有金屬元素摩爾比為2.5加入 燒杯中與尾礦混合、于100℃密封條件下反應(yīng)8小時。將反應(yīng)物于220℃縮聚18小時。將縮聚物和氧化鋅按重量比5∶1混合，濕法球磨5小時，300℃煅燒2小時、水洗、球磨，得到的白色粉體即為所述的白色防腐顏填料。[0024] 實施例3 [0025] 將鋁土礦選礦尾礦濕法球磨至尾礦粒度95％至-10um后，于650℃溫度下煅燒2h，將煅燒尾礦與水按重量比1∶4.5在燒杯中混合、攪拌、棄去燒杯底部較大顆粒(約占燒杯中尾礦量的5％)。將焦磷酸與尾礦中除鉀、鈉外的所有金屬元素摩爾比為4加入燒杯中與尾礦混合、于150℃密封條件下反應(yīng)6小時。將反應(yīng)物于300℃縮聚9小時。將縮聚物和氧化鋅按重量比6∶1混合，濕法球磨4小時，300℃煅燒2小時、水洗、球磨，得到的白色粉體即為所述的白色防腐顏填料。尾礦成分 [0026] 實施例中所用鋁土礦選礦尾礦成分如表1[0027] 表1鋁土礦選礦尾礦成分
所制備的白色防腐顏填料的物性參數(shù) [0030] 所制備的白色防腐顏填料及市場購買的改性三聚磷酸鋁防腐顏料的物性參數(shù)見表2 [0031] 表2本發(fā)明鋁土礦選礦尾礦制備的白色防腐填料的物性參數(shù) [0029] [0032] 檢測項目 Al2O3 P2O5 SiO2 ZnO 水溶物 水份及揮發(fā)物 吸油量ml/100g 所制備的防腐填料 10.0～15.0 32.5～38.5 4.2～7.0 3.0～5.6 ≤1 ≤1.5 38±5 市場購買的改性三聚磷酸鋁 13.5 36.4 12.5 17.0 ≤1 ≤1.5 38±5 101851438 ACN 101851439 A 說 明 書 所制備的防腐填料 5.6～6.8 2.6～3.0 ≤0.1 82.6～86.7 /4頁 檢測項目 水萃液pH 密度g/cm 細(xì)度(325目篩余)％ 白度％ [0033] 市場購買的改性三聚磷酸鋁 6.6 2.8 ≤0.1 86.2 所制備的白色防腐顏填料的防腐性能： [0035] 防腐性能測試選擇水性環(huán)氧漆(購于長沙化工研究院)。防腐顏填料添加量均為20％。防腐性能見表3。 [0036] 表3本發(fā)明鋁土礦選礦尾礦制備的白色防腐填料的防腐性能 [0034] [0037] 檢測項目 檢測方法 指標(biāo) 檢測結(jié)果 不起泡，不脫落 不起泡，不脫落 不起泡，不脫落 耐酸性/10d(30％H2SO4) GB1763-79(85) 不起泡，不脫落 耐堿性/10d(30％NaOH) GB1763-79(85) 不起泡，不脫落 耐鹽性/10d(15％NaCl) GB1763-79(85) 不起泡，不脫落 101851438 ACN 101851439 A 說 明 書 附 圖 /1頁
河南華冠環(huán)保科技有限公司在山西境內(nèi)有大量的煅燒鋁礬土行業(yè)業(yè)績，塊狀煅燒和粉狀，細(xì)度有325、800、1000、1250目， 產(chǎn)量有50-500噸每天產(chǎn)能，可技術(shù)轉(zhuǎn)讓，可出售設(shè)備，產(chǎn)品。 河南華冠環(huán)�？萍加邢薰�專業(yè)致力于資源再利用、高嶺土行業(yè)，生產(chǎn)的回轉(zhuǎn)窯運轉(zhuǎn)率可提高10%以上，產(chǎn)量提高5%～10%，能耗降低20%左右，產(chǎn)能達(dá)到50-500t/d，更加節(jié)能環(huán)保。如有需求，可直接咨詢18637113703(微信同號)，華冠環(huán)保科技公司為您竭誠服務(wù)，隨時歡迎前來參觀! 專業(yè)售后服務(wù)！
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