[發明專利]以粉煤灰為原料微波燒結制備發泡陶瓷板的方法

有效

• 申請號: 201410421723.9
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104211435A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 劉一軍;潘利敏;汪慶剛;閆振華;謝志軍;趙勇;楊曉峰;董軍樂
• 申請（專利權）人: 廣東蒙娜麗莎新型材料集團有限公司
• 主分類號: C04B38/02
• 分類號: C04B38/02
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

技術領域

本發明屬于無機非金屬材料固體廢棄物資源化利用領域，具體涉及一種電廠粉煤灰微波燒結制備發泡陶瓷板的方法。

背景技術

近年來，中國大型建筑因保溫材料而引發的火災事故在社會上反應強烈，國家已明確規定了“民用建筑外保溫材料采用燃燒性能為A級材料”。目前，國內使用建筑外墻保溫材料大都是有機材料如聚氨酯、聚苯乙烯、酚醛樹脂等，燃燒性能最好也只能達到B級，滿足不了防火阻燃A級的要求。

發泡陶瓷是一種以耐火原料為骨料，配以結合劑、發泡劑等，經高溫燒結而成的陶瓷材料。其特點是內部結構中具有大量孔徑可控、分布均勻的閉口氣孔。具有保溫、隔熱、吸音、裝飾、防潮、防滲、耐腐蝕、耐老化、阻燃，且不危害人體健康等優點，完全能滿足防火阻燃A級的要求。

粉煤灰是燃煤電廠生產過程中產生的一種固體廢棄物，其產量約占燃煤總量的5-20％，隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量還將逐年增加，現階段我國年排渣量已超過3000萬噸，堆放量在15億噸以上，儲灰場占用土地4萬多公頃。其堆放既擠占土地，又影響當地空氣的粉塵含量。填埋不僅耗費人力物力，還污染地下水質。長期以來，粉煤灰的綜合利用都是環境保護領域的一個重要課題，到現在為止，粉煤灰已經被廣泛應用于建材、建工、筑路等領域，但高附加值的利用尚未大規模推廣，導致再利用程度低下，主要還是以堆放為主，不僅嚴重污染了環境，也耗費了大量的土地資源，已經成為這些地區不得不面臨并亟需解決的主要問題和難題之一。

利用粉煤灰制備高附加值產品是消耗粉煤灰的一條有效途徑。中國專利申請201210077995.2公開一種利用廢棄粉煤灰為主要原料制備一種閉氣孔發泡陶瓷保溫板的制備方法，但該方法存在燒結溫度高(>1230℃，1230℃～1260℃)，整個燒成周期超過10小時，燒成周期長，局部容易燒結不均勻。

可見，現有的發泡陶瓷板的制備方法一般采用松堆積隧道窯燒成的方法，燒成溫度大于1230℃。由于多孔陶瓷材料本身的熱導率較低，采用常規方法燒結容易導致材料局部燒結不均勻，且燒結時間過長造成極大的能源極大的浪費。

發明內容

面對現有技術存在的問題，本發明提供一種以粉煤灰為主要原料微波燒結制備發泡陶瓷板的方法。微波燒結是利用微波具有的特殊波段與材料的基本細微結構耦合而產生熱量，材料的介質損耗使其材料整體加熱至燒結溫度而實現致密化的方法。采用微波燒結技術有望大大縮短燒成時間。

本發明提供一種微波燒結制備發泡陶瓷板的方法，所述方法包括：

按重量百分比：粉煤灰70～90％，低溫廢熔塊0～20％，廢玻璃0～20％，滑石0～8％，粘土0～8％，微波吸收材料0～1％，解膠劑0.2～0.6％進行配料，各組分的重量百分比之和為100％，經球磨、噴霧造粒、入模成型制得生坯，所述生坯通過微波燒結制得所述發泡陶瓷板，其中微波燒結溫度為1080～1150℃、微波功率為20～50kW、燒成周期為100～160分鐘、在所述微波燒結溫度的保溫時間為6～12分鐘。

本發明中，采用微波燒結的方法，可以使燒結溫度(1080～1150℃)明顯低于常規方法燒結溫度(大于1230℃)，而且燒成周期短，因此本發明不僅節約了緊缺的陶瓷原料，并且符合國家的節能減排政策，對資源保護和粉煤灰的資源化利用都有重大意義，而且制得的發泡陶瓷燒結均勻，質量高，滿足保溫、耐老化、阻燃性能要求。

較佳地，所述微波吸收材料的重量百分含量可為0.1～1％，所述生坯直接進行微波加熱。加入微波吸收材料作為助燒劑，由于它們在室溫時就具有很強的微波耦合能力，可以達到快速燒結的效果。

優選地，所述微波吸收材料為碳化硅微粉或者氮化硅微粉。碳化硅微粉或者氮化硅微粉不僅可以起到微波吸收材料增加原料微波耦合能力達到快速燒結的目的，還可以到發泡劑的作用。更優選地，可采用1000～3000目的碳化硅微粉或者氮化硅微粉兼作為助燒劑和發泡劑。

較佳地，還可先將所述生坯預熱到300～800℃，然后微波加熱進行微波燒結。采用常規燒結的方法使粉末生坯先預熱到一定溫度，此時材料以具有很強的微波吸收能力，在進行微波加熱燒結，可以提高微波燒結效率而可不必額外加熱微波吸收材料。