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铝灰的化学成分由于原料组成及工艺等不同，具有较明显的差异性，主要由金属铝、氧化铝及盐熔剂等的混合物构成。具体是：Al10%~30%，Al?O320%~40%,Si，Mg，Fe氧化物7%~15%，K，Na，Ca，Mg氯化物和少量氟化物15%~30%。其中部分氧化物和氯化物附着于金属铝的表面。耐火材料属资源型产业，化学成分及类型多种多样，具有容纳各种原材料的空间。铝灰的化学成分与耐火材料的主要原料铝矾土相近，可以考虑直接或经加工处理后成为耐火原料,为铝灰的有效利用开辟一条新途径，既保护环境，又降低耐火材料企业的生产成本，对企业可持续发展具有一定帮助。铝灰加入耐火材料配料中的应用：1.1作为防爆剂：能改善不定形耐火材料衬体的透气性，防止衬体在烘烤过程中由于产生的蒸气压过大而发生爆 裂的物质称为防爆剂，也称为快干剂(可快速烘烤的添加剂)。不定形耐火材料的防爆剂有活性金属铝粉，铝粉与H?O反应生成Al(OH)?，并放出H?，在浇注料尚未凝固前，H?从浇注料逸出时会形成毛细排气孔，从而提高其排气性。王立旺[1]采用铝灰替代铝粉作防爆剂，用于铁沟浇注料，其铝灰的化学成分是：Al31.63%，Al?O?18.15%，AlN9.25%，MgO6.16%，SiO?12.21%，Fe?O?7.27%，CaO2.23%，Na?O2.15%，K?O1.03%，TiO?2.04%，Cr?O?0.58%，其他7.33%。其中的Al，AlN能水化放出气体。试验得出铁沟浇注料中加入w(铝灰)4%，能很好地起到防爆作用，铝灰加入过多，会出现鼓胀开裂，铝灰还能促进铁沟料硬化，缩短施工时间。1.2加入高炉出铁口炮泥中：黄朝晖等人发明在高炉出铁口炮泥中添加铝灰0.4%~40%替代铝质和硅质原料。其他原料是：工业级刚玉、碳化硅、中温沥青颗粒粉、苏州土细粉、焦炭粉等，以焦油及改性沥青和酚醛树脂为结合剂，混合搅拌均匀，过真空练泥机挤出后，即得到炮泥。其性能稳定，能满足生产要求，并能降低生产成本。1.3代替煅烧铝矾土：有人研究在浇注料、预制件和耐火粘土制品中加入铝灰取代煅烧的铝矾土，而铝灰无需煅烧，可直接作原料，大约用量在5%。利用铝灰加工配制耐火材料，众所周知，原料是耐火材料的基础，高质量的耐火原料才能生产好的产品。对耐火原料基本要求就是耐火性能，即耐火度1580℃以上的原材料才能作为耐火原料。铝灰中除了Al?O?以外，还含有较多耐火性能较低的杂质成分，因此，一般不能用铝灰直接配制耐火材料，需要进一步加工处理，除去杂质，提高Al?O?含量，才能考虑用作耐火材料。以下就铝灰加工处理方法作简要介绍。2.1铝灰的浮选法提纯：刘瑞琼等采用油酸钠为捕收剂，当pH值固定在8.6左右，捕收剂用量为1000g/t时，浮选后铝灰w(Al?O?)含量由原来43.14%提高到86.41%,回收率68.89%。可以替代铝矾土冶炼氧化铝基电熔材料。2.2制取α-Al?O?：α-Al?O?是刚玉等高级耐火材料的主要原料。用铝灰提取的基本原理是：在400~600℃的温度下，铝灰中的金属铝、氧化铝与NaOH和NaNO?反应生成可溶于水的金属盐，并用水将其溶出，实现铝与其他杂质分离之后，使用晶种分解法处理含铝溶液，*终得到α-Al?O?。得出的制备条件是：碱灰比(mNaOH/m铝灰)1.3，盐灰比(mNaNO?/m铝灰)0.7，按比例要求配合，混合均匀，在500℃下熔炼，熔炼时间60min;用去离子水在60℃恒温水溶中浸出熔炼产物，浸出时间30min，固液比1∶4，铝浸出率*高达92.71%，浸出后抽滤，固液分离，浸出液经过净化，调整苛性比，晶种分解和煅烧获得氧化铝。谢刚等人采用加压碱浸、波活化辅助的方法回收铝灰中氧化铝。首先将铝灰破碎、筛分、水洗，与NaOH溶液按固液比1∶7混合搅拌均匀，然后在高压釜内，于140℃，1.15MPa反应6h，经进一步固液分离、酸中和、水洗分离后，将产物置于输出功率5W/g的波设备干燥活化7min，抽风速度为30m/min，*终可得Al?O?产品。还有人通过王水浸取法及添加氧化钇制备高硬度γ-Al?O?。首先铝灰在室温下溶解在王水中，然后在pH为9~10的条件下沉淀，加入0~20%氧化钇粒子，经压实后于1550~1650℃煅烧可得高硬度γ-Al?O?。2.3制取纳米氧化铝：在刚玉耐火制品中引入α-Al?O?粉，降低烧结温度，节约能源，提高其性能。例如：在用电熔刚玉(Al?O?99.5%)的配料中，加入4%~8%的α-Al?O?粉和1%~2%的α-Al?O?纳米粉，制品的烧成温度由1700~1800℃降至1400℃。刘晓红等采用硫酸浸取铝灰制备纳米氧化铝的工艺方法是：首先在80℃搅拌条件下，用硫酸溶液多次浸取铝灰中的铝离子，经过滤分离得到硫酸铝溶液，然后将碳酸氢铵溶液加入到硫酸铝溶液中，在40℃条件下搅拌反应60min，生成前驱体碳酸铝铵沉淀和硫酸铵溶液，经陈化，真空抽滤分离，硫酸铝铵沉淀洗涤干燥后于1200℃煅烧1h，得到粒径约70nm的α-Al?O?粉。2.4利用铝灰冶炼棕刚玉：耐火材料用棕刚玉一般是用特级铝矾土冶炼而成，Al?O?含量94.5%~97%，是中、耐火材料的主要原料，尤其不定形耐火材料用量较多。近年来，为了节能环保，降低生产成本，有人在研究用铝灰冶炼棕刚玉，其中刘瑞琼等[5]试验的低温冶炼制备棕刚玉的效果较好。其生产过程是：将1份铝灰(小于0.10mm)放入2~5份90~100℃热水中，浸泡6~10h，将水排出，并加入排出等质量的90~100℃热水浸泡2~14h，浸泡为放热反应，不断搅拌，保持水温90~100℃，确保铝灰不沉积，将浸泡后的铝灰分离出来后用流动水漂洗，漂洗水流为3~6m/min，然后用真空过滤机过滤，再经80~110℃烘干至水分低于20%，即完成预处理。在电弧炉中熔炼：在铝灰中加入0.5%~4%的沉淀剂铁屑，在炉中1700~1800℃冶炼6~8h，熔融还原铝灰中的SiO?，Fe?O?，TiO?等氧化物，冷却后经粉碎，磁选和筛分得到棕刚玉产品。其试用的铝灰及棕刚玉产品的化学成分见表2。2.5合成Sialon粉：Sialon陶瓷是20世纪70年代后迅速发展起来的一类高温结构材料，Sialon材料以优越的力学性能、热学性能和化学稳定性，被认为是*有希望的高温陶瓷材料之一。Sialon为Si?N4-AlN-Al2O?-SiO?系固溶体，采用纯化学原料制备，成本高。李家镜等[6]采用铝灰、炭黑和粉煤灰为原料，用碳热铝热复合还原氮化工艺制备Sialon粉体。试用铝灰及粉煤灰的化学成分如表3。称好料，进行球磨12h(用Si?N4球，无水乙醇为介质)，然后进行干燥、过筛、压成圆片，再进行煅烧，自然冷却后磨成粉，研究了原料组成、合成温度对生成物相的影响。结果表明：在原料中当Si/Al为1(铝灰为33%，粉煤灰为50%)时，加入17%炭黑，合成温度1450℃，得到的主要物相为Si?Al?O?N(5β-Sialon，Z=3)和SiAl4O?N(415R)的产物;在Si/Al为1.5时，加入80%粉煤灰，1450℃可制备较纯的Si?Al?O?N5粉。2.6制备镁铝尖晶石：镁铝尖晶石是重要的耐火原料，以它为颗粒，镁砂为细粉，制备与刚玉配制钢包用浇注料。李晓娜[7]以铝灰、铝矾土和电熔镁砂为原料，铁屑为沉淀剂，焦炭为还原剂，采用高温电熔法合成富铝镁铝尖晶石。试验表明：加入铝灰20%，40%，60%生产的镁铝尖晶石，其综合指标超过铝矾土基镁铝尖晶石的技术指标;加入40%铝灰时，综合指标*好，其含Al?O?82.48%，SiO?0.35%，MgO14.10%，CaO1.12%，Fe?O?0.5%(质量分数)显气孔率0.9%，体积密度3.48g/cm3，耐火度>1800℃;铝灰加入40%，60%生产的尖晶石中含有六铝酸钙(CA6)相。2.7制备TiN-Al?O?复相耐火原料：TiN-Al?O?复合材料具有优异的高温稳定性，耐磨性及力学性能，是一种优异的耐火材料。刘海涛等[8]以金红石和铝灰为原料，以铝灰中的金属铝为还原剂，采用铝热还原氮化法合成TiN-Al?O?复合粉体。试验用铝灰及金红石的化学成分见表4。其原理是：根据反应式6TiO?+8Al+3N?=6TiN+4Al?O?计算铝灰和金红石理论质量比为16∶27。具体做法是：先称好料，放入球磨机中，干磨12h，以40MPa压力，干压成型坯体，然后放入石墨坩埚，在流动氨气中，600~1400℃，保温5h煅烧。在1300℃煅烧的产品按理论用量合成的产物主要是TiN，α-Al?O?，少量倍长石和MgAl?O4。经计算，TiN为30.4%，α-Al?O?为45.8%，随铝灰增加α-Al?O?增多，TiN减少，当铝灰过量50%时，TiN为26.4%，α-Al?O?为55.0%。TiN-Al?O?复合材料的抗折强度达520.2MPa。2.8电熔莫来石：陈海等[9]利用铝灰电熔莫来石。具体步骤是： 步是铝灰预处理过程，首先在1100℃下煅烧铝灰，使金属铝部分转变为Al?O?，然后将煅烧的铝灰放入水槽中，加入盐酸进行清洗，然后烘干;第二步是电熔，按铝灰、铝矾土与硅石的质量分数比为：30%~80%：0~50%：10%~20%的范围内，混合均匀后加入电弧炉中，熔炼，倒出，冷却，破粉碎，分选，得到莫来石。利用铝灰制取耐火材料结合剂3.1合成聚合氯化铝：聚合氯化铝又称碱式氯化铝，简称PAC，是介于AlCe?和Al(OH)?之间的水解产物，其化学通式为(Al(2OH)nCe6-n)m，其中m<10，n=1~5。聚合氯化铝分为固体和液体两种，固体通常为黄色或无色的树脂状产品，Al?O?含量40%~50%;液体呈无色，黄褐色或黑色，Al?O?含量10%以上。聚合氯化铝可作为定型耐火制品、耐火可塑料、捣打料和浇注料结合剂，对碱化度和密度有一定要求，一般要求碱化度为46%~72%，密度为1.17~1.23g/cm3。谢英惠等[10]研究以铝灰为原料制取聚合氯化铝。其中中和法是将烧碱和盐酸分别与铝灰反应，产生铝酸钠和三氯化铝，然后以合适的配比合成聚合氯化铝。而酸溶法是将铝灰和盐酸反应一次直接产出液体聚合氯化铝。具体操作是：用水洗法除去水溶解的盐类，处理后铝灰Al?O?含量30%左右，然后将工业盐酸与一定量水放入反应器内，搅拌并用水浴加热，称取铝灰逐步加入盐酸溶液中，反应放热，反应温度96℃，时间6~12h，反应结束加入一定水稀释物料，试验认为，铝灰∶HCe∶水为3∶1∶3，反应6~8h为宜，调节pH值为3.5~4.5，陈化15~24h，得到液体聚合氯化铝产品。3.2制取硫酸铝：将硫酸铝溶于水中，可作为定型和不定型耐火材料的结合剂。由于硫酸铝溶液呈酸性，因此主要用于酸性和中性耐火材料结合剂。康文通等[11]研究的以铝灰为原料制备硫酸铝的工艺流程是：铝灰—加入硫酸和水进行反应—过滤除去滤饼—滤液除去杂质—浓缩—冷却结晶—硫酸铝产品。其中反应时间3h，硫酸浓度30%，硫酸用量1.05(以硫酸实际用量与理论用量之比表示)，pH值为3，收率达93.2%
双色铝型材生产过程中要注意的十个问题：(1)选择宽度、厚度适中的贴膜；由于铝型材加工断面形状复杂，外表向宽、窄悬殊较大，容易将飞边吹起，降低贴膜的遮盖能力，影响喷涂质量。贴膜过窄，则遮盖不住，显然不能喷涂。另一方面，在选择贴膜厚度时，只要能遮盖，具有弹性即可，不一定选择太厚的贴膜，因太厚的贴膜将增加铝型材加工生产成本，而且也没有必要。(2)贴膜后及时喷涂。型材贴膜以后，应及时进行喷涂，停放时间越短越好。如果停放时间太长，由于贴膜上的胶干燥，失去粘度，特则是经风一吹，贴膜脱落，导致喷涂同难。因此，为了确保贴膜及喷涂质量，一般贴膜以后的停放时间不要超过16h。(3)选样粘度适中的贴膜。在双色铝型材加工生产中，贴膜的合理选择是关键。贴膜的粘度过低则贴不住。贴膜容易脱落，给喷涂带来相当大的难度。贴膜的粘度过大，说明贴膜上的胶比较多，当贴膜撕掉后，容易将贴膜上的胶粘在型材上，影响型材的表面质量，另一方面，在选择贴膜时，尽可能选用胶的成分与涂漆成分一致或相接近，这样可减轻对漆膜色泽的影响。山东铝型网(4)确定颜色、分界面及分界线。铝型材加工在喷涂之前，一定要根据型材的使用功能以及客户的要求(合同要求)，分清每个面所要喷徐的颜色，分界面是哪个面，分界线是哪条线，在什么位置：一般来说，内侧是浅色，外侧是深色在弄清了分界面、分界线及颜色的要求之后才能贴膜，要注意千万不能将膜的位置贴错。(5)贴膜质量：贴膜是双色铝型材加工加工中的一道关键工序，贴膜质量的好坏，直接影响到铝型材加工的表面质量，主要包括以下几个方画：一是贴膜时尽可能不要使贴膜形成过大的张力，也就足说不能使贴膜发生变形，否则贴好后的贴膜容易收缩，使铝型材加工两端出现无贴膜现象；另一方面，铝型材加工两端贴膜断开时，要用刀片切开，而不能拉断，否则，拉断的贴膜仍然要收缩；二是贴膜宽度要与贴面宽度相吻合，一般情况下，贴膜宽度稍大于铝型材加工的贴面宽度，若是贴膜过宽，超出铝型材加工边缘过多，当喷涂时，容易被压缩空气吹起，若是贴膜过窄，不能完全遮盖，显然是不行的；四是贴面分界线在沟槽边缘时，一定要将；贴膜的飞边压入沟槽内，否则，喷涂时气流容易将贴膜吹起，影响铝型材加工喷涂质量；五是贴膜时，一定将贴膜贴平，防止皱折、卷缩等现象；六是对于断面形状复杂的型材，如果一次贴膜困难时，可以分两次或多次贴膜，保证贴膜的覆盖质量；七是对一些壁厚较薄或悬臂较大等特殊断面的铝型材加工，贴膜时不能压得太紧，一定要注意不能使铝型材加工产生变形；八是 次喷涂后，铝型材加工的停放时间不能过长，否则会使型材表而落上灰尘，导致贴膜困难，从而影响贴膜质量：山东铝型材模具厂(6)严格执行贴膜工艺。铝型材加工贴膜必须经过 次喷涂后再贴，不允许型材铬化后直接贴膜，这是因为贴膜上有胶，如果直接将贴膜贴在铬化层上，胶就会粘在铬化层上，或者撕贴膜时，就会将铬化层，撕掉，这样就会大大降低漆膜的附着力，*终影响铝型材加工的喷涂质量，导致漆膜脱落，其后果不堪设想。(7)撕膜时间。铝型材加工经贴膜、喷涂以后，要撕去贴膜，但不能喷涂后马上就撕去贴膜，要控制好撕膜。-般来说，喷涂后经过流平，漆膜基本凝固，这一过程不能少于10min．然后才能撕去贴膜撕膜。否则，漆膜未开，撕膜的过程中容易将贴膜落在铝型材加工上，影响漆膜质量。另一方面，撕膜的时候动作要快，以免影响撕膜质量。(8)避免多次返工。在双色铝型材加工生产过程中，由于各种因素影响，返工是不可避免的，但是每返工一次就要增加一次固化。对漆膜来说。多次喷涂，漆膜厚度不断增加，再经多次固化，降低了漆膜附着力，容易造成漆膜脱落。因此，在双色铝型材加工的生产中尽可能避免多次返工。广东铝型材模具厂(9)膜厚的合理控制、双色铝型材加工生产是要经过两次以上的喷涂，如果我们还像单喷那样操作，就会导致有的面漆膜较厚，有的面漆膜较薄，从而引起膜厚严重不均匀。因此在喷涂时就要进行合理控制， 次喷徐时，只需对着面重点喷涂，而另一面可以不涂或少涂。第二次喷涂叫，闪样尽可能对需要的面重点喷，其他面不喷或少喷，同时还要根据 次喷涂情况以及选用的涂漆颜色．合理地控制第二次喷涂厚度，但必须保证第二次喷涂对前一次喷涂的浚盖效果。(10)喷涂顺序双色铝型材加工，需要涂上两种颜色，有两种颜色必然存在深色与浅色，喷涂必然有先有后，喷涂前必须要考虑哪种颜色先喷，哪种颜色后喷，要根据具体情况而定，若是先喷浅色、后喷深色，则先喷涂的浅色就要经过两次固化，即两次烘烤，容易将浅色烘烤变色，若是先喷深色、后喷浅色，则后喷浅色对前喷深色的覆盖性受到一定影响，要想覆盖深色就要增加漆膜厚度，但是漆膜厚到一定的程度后，又容易产生脱膜现象。因此。在实际生产中，采用先浅后深的工艺较为可行。
