專利名稱：一種用煤矸石制備堇青石蜂窩陶瓷催化劑載體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用煤矸石制備堇青石蜂窩陶瓷催化劑載體的方法，屬于固體廢棄物綜 合利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤矸石是煤炭開采、洗選及加工過程中排放的固體廢棄物，為多種礦巖的混合體， 約占煤炭產(chǎn)量的15%。據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年我國煤矸石排放總量達1. 5億噸，約占全國 工業(yè)廢渣排放量的1/5，全國煤矸石的總積存量為40億噸，且每年約以1億噸的速度增長， 利用率僅為30%，其余的煤矸石多采用圓錐式或溝谷傾倒式自然松散地堆放在礦井四周。 預(yù)計到2020年，全國煤矸石產(chǎn)生量將接近6億噸。大量堆積和正在排放的煤矸石，一方面 占用大量耕地資源，造成環(huán)境污染；另一方面，煤矸石也是一種可利用資源，只要合理利用， 便可變廢為寶。目前煤矸石的利用途徑包括回填礦井、建筑材料、耐火材料等，產(chǎn)品附加值 低，經(jīng)濟效益差。因此，開發(fā)煤矸石的高附加值利用技術(shù)具有十分重要的意義。堇青石蜂窩陶瓷是汽車尾氣凈化、有機廢氣處理的重要載體，具有壓降低、熱膨脹 系數(shù)低、耐熱沖擊性好等優(yōu)點?，F(xiàn)有的堇青石生產(chǎn)蜂窩陶瓷技術(shù)所用的原料為高純度的工 業(yè)原料，且需要分別制備熟料和生料，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，導(dǎo)致成本較高，且制得的蜂窩陶瓷比 表面積小，難以完全滿足作為催化劑載體的需要。目前相關(guān)研究僅限于用煤矸石等固體廢棄物合成堇青石熟料，例如CN1014^808A 公開了一種用固體廢棄物合成堇青石的方法，采用煤矸石與廢棄耐火材料鎂碳磚、滑板磚 為原料制備堇青石熟料。而對于利用煤矸石直接制備堇青石蜂窩陶瓷催化劑載體尚未見報 道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用煤矸石作為主要原料直接制備堇青石蜂窩陶瓷催 化劑載體的方法，從而降低堇青石蜂窩陶瓷催化劑載體的生產(chǎn)成本，同時還減少了煤矸石 對礦區(qū)環(huán)境的污染。本發(fā)明的目的是通過以下步驟來實現(xiàn)的預(yù)處理步驟，將煤矸石粉碎至小于100目，加入質(zhì)量比為5 8 %的氯化銨，放入馬 弗爐內(nèi)，升溫至800 900°C并保持4 Mi ；配料步驟，向經(jīng)過預(yù)處理的煤矸石中，加入菱鎂礦、滑石輔料和二氧化鋯、甲基纖 維素、田菁粉添加劑，其中煤矸石粉、菱鎂礦、滑石、二氧化鋯、甲基纖維素和田菁粉的質(zhì)量 百分比分別為50 70%、10 20%、10 20%、0. 5 1%、3 6%以及2 3%，然后加 入20 35%的水，3 6%的甘油、2 4%的桐油，所述百分比是基于物料的總重量；練泥、陳腐步驟，將配好的原料進行真空練泥，然后密封陳腐M 48h ；擠壓成型步驟，將陳腐后的泥料擠壓并切割成蜂窩陶瓷坯體；干燥步驟，將所述蜂窩陶瓷坯體干燥定型；
煅燒步驟，將干燥后的蜂窩陶瓷坯體在1350 1450°C下煅燒6 8h，得到堇青石 蜂窩陶瓷催化劑載體。本發(fā)明的一個優(yōu)點是主要原料煤矸石屬于固體廢棄物，工藝簡單，實現(xiàn)了資源的 有效利用，降低了堇青石蜂窩陶瓷載體的生產(chǎn)成本。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，由于煤矸石中的碳成分和成型劑田菁粉在煅燒過程中變 成氣體排出，生產(chǎn)出的堇青石蜂窩陶瓷載體內(nèi)部具有豐富的微孔，比表面積增大，可以更好 的作為催化劑載體使用。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的用煤矸石制備堇青石蜂窩陶瓷催化劑載體 的方法的流程示意圖。
具體實施方案實施例取煤矸石，碾壓至綠豆大小，經(jīng)氣磨機粉碎成直徑100目的細粉，每IOOg煤矸石細 粉中加入氯化銨6. 5g，混合均勻后放入馬弗爐內(nèi)，以每分鐘1°C的速率升溫至800°C，并保 持4h，冷卻至室溫。將預(yù)處理后的煤矸石細粉中加入菱鎂礦、滑石、二氧化鋯、甲基纖維素、田菁粉。煤 矸石細粉、菱鎂礦、滑石、二氧化鋯、甲基纖維素和田菁粉的質(zhì)量百分比分別為62%、15%、 14%,0. 5%,5. 5%以及3%。所有原料按比例準確稱量，混合后經(jīng)氣磨機粉碎成直徑小于 250目的細粉。按每IOOg粉料中加水20g、甘油5g、桐油3g的比例，將上述粉料中加入水、甘油和 桐油，攪拌均勻后，經(jīng)真空練泥3次(真空度為-0. 09MPa)，密封陳腐48h，將陳腐好的泥料 用蜂窩陶瓷擠出機通過模具擠壓成型。將擠出的泥料切割成長度為50mm的圓柱形蜂窩陶 瓷濕坯體。將濕坯體放于微波爐中，中火干燥3分鐘。再放入高溫電爐中，在空氣氣氛中以 每分鐘l°c的速率升溫至1380°c，并保持他，最后自然冷卻至室溫，得到比表面積為80 260m2/g的堇青石蜂窩陶瓷載體。
權(quán)利要求
1.一種用煤矸石制備堇青石蜂窩陶瓷催化劑載體的方法，包括以下步驟預(yù)處理步驟，將煤矸石粉碎至小于100目，加入質(zhì)量比為5 8%的氯化銨，放入馬弗爐 內(nèi)，升溫至800 900°C并保持4 6h ；配料步驟，向經(jīng)過預(yù)處理的煤矸石中，加入菱鎂礦、滑石輔料和二氧化鋯、甲基纖維素、 田菁粉添加劑，其中煤矸石粉、菱鎂礦、滑石、二氧化鋯、甲基纖維素和田菁粉的質(zhì)量百分比 分別為50 70%、10 20%、10 20%、0. 5 1%、3 6%以及2 3%，然后加入20 35%的水，3 6%的甘油、2 4%的桐油，所述百分比是基于物料的總重量； 練泥、陳腐步驟，將配好的原料進行真空練泥，然后密封陳腐24 48h ； 擠壓成型步驟，將陳腐后的泥料擠壓并切割成蜂窩陶瓷坯體； 干燥步驟，將所述蜂窩陶瓷坯體干燥定型；煅燒步驟，將干燥后的蜂窩陶瓷坯體在1350 1450°C下煅燒6 8h，得到堇青石蜂窩 陶瓷催化劑載體。
2.如權(quán)利要求1所述的用煤矸石制備堇青石蜂窩陶瓷催化劑載體的方法，其特征在 于在擠壓成型步驟中，所述泥料被切割成長度為50 150mm的圓柱形蜂窩陶瓷坯體。
3.如權(quán)利要求1所述的用煤矸石制備堇青石蜂窩陶瓷催化劑載體的方法，其特征在 于所述堇青石蜂窩陶瓷催化劑載體的比表面積為80 260m2/g。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用煤矸石制備堇青石蜂窩陶瓷催化劑載體的方法，包括預(yù)處理步驟，將煤矸石粉碎后，加入質(zhì)量比為5～8％的氯化銨，在馬弗爐內(nèi)升溫至800～900℃并保持4～6h；配料步驟，向預(yù)處理后的煤矸石粉中加入菱鎂礦、滑石輔料和二氧化鋯、甲基纖維素、田菁粉添加劑，其中煤矸石粉、菱鎂礦、滑石、二氧化鋯、甲基纖維素和田菁粉的質(zhì)量百分比分別為50～70％、10～20％、10～20％、0.5～1％、3～6％及2～3％；然后加入20～35％的水，3～6％的甘油、2～4％的桐油，所述百分比是基于物料的總重量，經(jīng)練泥、陳腐、擠壓成型、干燥、煅燒后，得到蜂窩陶瓷催化劑載體。本發(fā)明原料價廉易得，生產(chǎn)工藝簡單，為煤礦固體廢棄物的利用提供了新途徑。
文檔編號B01J35/04GK102085489SQ20091024992
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日
發(fā)明者任潤厚, 劉新斌, 張文平, 朱吉欽, 王東飛, 王志杰, 郭翔, 郭金剛, 閆雷 申請人:北京化工大學(xué), 山西潞安礦業(yè)(集團)有限責(zé)任公司