[發(fā)明專利]一種粉煤灰基高強度高氣孔率泡沫陶瓷及制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210246475.X
• 申請日: 2012-07-17
• 公開（公告）號: CN102731138A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧安賢;陳興軍;肖重德;劉宏偉;劉清;陳波;羅志偉;胡曉林
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南億泰環(huán)保科技股份有限公司;中南大學(xué)
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B33/135;C04B33/138
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 顏勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種粉煤灰基高強度高氣孔率泡沫陶瓷及制備方法，屬與資源（土地、礦產(chǎn)）、環(huán)保（有毒有害物排放）、能源（建筑物節(jié)能降耗）和新材料多學(xué)科交叉技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

粉煤灰作為燃煤電廠排出的固體廢棄物，其對環(huán)境的污染是多方面的。粉煤灰的處置及加工利用過程中，其中富集的有害元素可通過各種方式侵入環(huán)境，危害生物及人體健康。貯存在灰場的粉煤灰，水分一旦蒸發(fā)，遇到四級以上的風(fēng)力就可將表層灰粒剝離揚棄，揚灰高度可達(dá)40-50m，不僅影響能見度，而且在潮濕環(huán)境中會對建筑物、露天雕塑品等表面造成腐蝕。粉煤灰對水體的污染主要是電廠直接向水域排灰。粉煤灰進入水體，形成沉淀物、懸浮物、可溶物等物質(zhì)而使水濁度增加，惡化水質(zhì)。粉煤灰被大量貯存堆放，不僅占用耕地，污染環(huán)境，而且危害人體的健康和生態(tài)環(huán)境，因此研究和重視粉煤灰資源的綜合利用，對構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會十分必要。可見，開展粉煤灰的綜合利用具有重要的環(huán)境保護價值和經(jīng)濟效益。

赤泥是鋁土礦提煉氧化鋁過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，是一種不溶性殘渣。根據(jù)煉鋁方法不同，赤泥可以分為燒結(jié)法、拜耳法和聯(lián)合法赤泥。赤泥的主要成分有SiO₂、CaO、Al₂O₃等。一般赤泥顆粒中含有大量的強堿性物質(zhì)，還含有氟、鋁及其他多種有害物質(zhì)。我國從鋁土礦提煉氧化鋁的主要方法是燒結(jié)法和聯(lián)合法，這兩種工藝產(chǎn)生的赤泥的成分較為類似，主要有硅酸二鈣及其水合物。國外則多為拜耳法赤泥，其中主要含有赤鐵礦、鋁硅酸鈉水合物。到目前為止，大部分赤泥未得到充分利用和處置，被長期堆存在赤泥池中，不僅占用大量土地，耗費較多的堆場建設(shè)和維護管理費用，而且含堿廢液污染地表、地下水源，造成自然生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重破壞，直接危害人們的健康。綜合治理和利用赤泥，已經(jīng)成為氧化鋁工業(yè)一項亟待解決的課題。隨著環(huán)境保護意識的加強，赤泥利用已經(jīng)引起國內(nèi)外的普遍重視。目前，全世界許多國家都在積極尋找對策，力求得到更有效的赤泥處理技術(shù)和方法。利用赤泥制備生產(chǎn)新型材料——赤泥粉煤灰基泡沫陶瓷，可在很大程度上提高赤泥的利用率，是一個被看好的解決赤泥資源利用問題的新途徑。

《中國資源綜合利用技術(shù)政策大綱》已將提高廢棄物資源化水平作為“十二五”期間資源綜合利用的重點推進領(lǐng)域，重點在排放量大、堆存量大、污染嚴(yán)重的固體廢棄物大宗利用和高附加值利用。建筑材料業(yè)是大宗利用工業(yè)廢渣的最佳選擇。目前國內(nèi)已有對于赤泥粉煤灰綜合利用的專利，中國專利（申請?zhí)枺?00610128450.4）“赤泥粉煤灰免燒磚”，中國專利（申請?zhí)枺?00910092222.X）“一種赤泥粉煤灰免燒地質(zhì)聚合物材料及其制備方法”，在這兩項專利中，均使用了工業(yè)固體廢渣赤泥和粉煤灰作為原料，但其工業(yè)廢渣總添加量有限，不足以大規(guī)模消耗廢渣。并且目前國內(nèi)外尚沒有綜合利用赤泥粉煤灰為原料制備泡沫陶瓷的專利，本專利正彌補了這一不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種粉煤灰基高強度高氣孔率泡沫陶瓷及制備方法，以大量消耗工業(yè)固體廢渣（主要是粉煤灰和赤泥），同時又能開發(fā)出氣孔率高，抗壓強度、抗彎強度好，具有優(yōu)良的力學(xué)性能的高附加值泡沫陶瓷產(chǎn)品，從而使得集資源的合理利用、變廢為寶、節(jié)約土地、降低企業(yè)廢渣維護成本、減少廢渣中有毒有害物質(zhì)對環(huán)境的污染及實現(xiàn)建筑物的節(jié)能降耗為一體成為可能。

一種粉煤灰基高強度高氣孔率泡沫陶瓷，包括下述組分，按質(zhì)量百分比組成：

粉煤灰?????20-40wt%，

赤泥???????30-50wt%，

碳酸鈣?????10-25wt%，

硼砂???????5-20wt%。

本發(fā)明一種粉煤灰基高強度高氣孔率泡沫陶瓷的制備方法，包括下列步驟：

第一步：配料、制坯

按設(shè)計的泡沫陶瓷組份配比，取過300目篩的赤泥、粉煤灰原料及化學(xué)分析純級碳酸鈣、硼砂原料，混合均勻，制成混合料；向混合料中加入占混合料質(zhì)量1-10wt%的粘接劑，攪拌均勻后壓制成塊狀坯料；

第二步：燒制

將第一步制得的塊狀坯料以3℃/min-5℃/min的升溫速率加熱至800℃-950℃進行燒結(jié)，保溫0.5-3h后；隨爐冷卻到室溫，即制得粉煤灰基高強度高氣孔率泡沫陶瓷。

本發(fā)明一種粉煤灰基高強度高氣孔率泡沫陶瓷的制備方法，所述粘接劑為聚乙烯醇。

本發(fā)明一種粉煤灰基高強度高氣孔率泡沫陶瓷的制備方法，壓制壓力為20MPa～25MPa。