[發(fā)明專(zhuān)利]一種用冷軋污泥和廢玻璃生產(chǎn)泡沫玻璃的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310467396.6
• 申請(qǐng)日: 2013-10-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103524043A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張梅;郭敏;肖亮;朱何可;彭犇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C03C11/00
• 分類(lèi)號(hào): C03C11/00;C03C6/02
• 代理公司: 北京市廣友專(zhuān)利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金資源綜合利用與泡沫玻璃材料制備領(lǐng)域，特別涉及一種以冷軋污泥為原料的泡沫玻璃及其制備方法。

背景技術(shù)

工業(yè)廢渣是指工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放的固體廢物。中國(guó)的工業(yè)部門(mén)每年排出的廢渣達(dá)數(shù)億噸，其中以冶金、能源、采礦、化工等部門(mén)的排放量最多，處置工業(yè)廢渣，需耗用大量人力、物力和財(cái)力；堆存廢渣又占用大量土地。占工業(yè)廢渣很大比例的冶金廢渣包括高爐礦渣、鋼渣、有色金屬渣、粉塵、污泥、廢屑等，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，如何變廢為寶，已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。

泡沫玻璃也稱(chēng)為多孔玻璃，是由碎玻璃、發(fā)泡劑（如CaCO₃、NaCO₃、炭黑、焦炭、木屑、Na₂SO₄、NaNO₃、SiC、MnO₂等）、改性添加劑（如Na₃PO₃、H₃BO₃、硼砂等）和發(fā)泡促進(jìn)劑等，經(jīng)過(guò)細(xì)粉碎和均勻混合后，再經(jīng)過(guò)高溫熔化、發(fā)泡、退火而制成的氣孔率在90%以上的無(wú)機(jī)非金屬玻璃材料。目前，國(guó)內(nèi)泡沫玻璃的年產(chǎn)量為5萬(wàn)m³，僅國(guó)內(nèi)的實(shí)際年需求量就在10萬(wàn)m³以上，而且國(guó)外也存在著需求市場(chǎng)，泡沫玻璃具有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間。傳統(tǒng)泡沫玻璃的主要原料為廢玻璃，雖然可用尾礦、赤泥、粉煤灰等作為輔助原料，但廢玻璃的含量在60%以上；傳統(tǒng)的泡沫玻璃制備過(guò)程都經(jīng)過(guò)預(yù)熱、發(fā)泡、穩(wěn)泡、退火等工序，工藝周期長(zhǎng)，操作復(fù)雜；加入的發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、改性劑成本較高。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明目的在于充分利用冶金固體廢棄物資源，選擇了冷軋污泥制備泡沫玻璃建筑材料，提出了一種工藝周期短、操作簡(jiǎn)單的以冷軋污泥為原料生產(chǎn)泡沫玻璃的方法，不僅變廢為寶，同時(shí)也減少了固體廢棄物帶來(lái)的環(huán)境污染，大大降低生產(chǎn)成本，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種用冷軋污泥和廢玻璃生產(chǎn)泡沫玻璃的方法，主要以冷軋污泥為原料，冷軋污泥中Al₂O₃含量重量百分比為45%～50%左右，SiO₂含量為30%～35%左右，同時(shí)含有5～10%的Fe₂O₃及0～5%的K₂O+Na₂O，其余物質(zhì)主要為結(jié)晶水。

其合成方法是：

（1）分別將青石、黃土破碎烘干，將廢玻璃清洗干凈后烘干，然后將冷軋污泥、廢玻璃、黃土、青石、鐵紅放入球磨罐中破碎球磨至100目；

（2）按質(zhì)量百分比將30～40%的冷軋污泥，40～50%的廢玻璃，12～25%的黃土，0.5～1%的青石，2～3%的鐵紅均勻混合，得到泡沫玻璃配合料；

（3）以配合料總質(zhì)量為100%，將球磨后的配合料、1%～2%的聚苯乙烯球、15%～20%的自來(lái)水均勻混合，將混合料裝入模具中；

（4）將裝有混合料的模具直接放入到1100℃～1140℃的發(fā)泡爐中，保溫10～30min，以5～20℃/min的冷卻速度冷卻至500～600℃，隨爐冷卻至50℃以下得泡沫玻璃。

本發(fā)明所采用的主要原料為冷軋污泥，其主要物相為低溫石英，方石英，CaFe₅AlO₉。

本發(fā)明所采用的發(fā)泡劑為聚苯乙烯球（粒徑1～1.5mm）、青石、黃土，聚苯乙烯球高溫?fù)]發(fā)分解，在試樣中形成微小氣泡，玻璃相在高溫條件下逐漸增多，青石中的碳酸鈣、黃土中的方解石和白云石在高溫下分解產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，隨著二氧化碳?xì)怏w的填充，微小氣泡逐漸形成大氣泡，起到發(fā)泡的作用。

本發(fā)明所采用的助熔劑為黃土、青石，黃土和青石中的鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石高溫分解出Na₂O、K₂O，有助于玻璃體的熔融，降低坯料的軟化溫度。