[發明專利]一種高硅鐵尾礦泡沫微晶玻璃及其生產方法

有效

• 申請號: 201510158512.5
• 申請日: 2015-04-07
• 公開（公告）號: CN104788011B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 張雪峰;李保衛;賈曉林;張明星;劉芳
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: C03B19/08
• 分類號: C03B19/08;C03C6/10
• 代理公司: 鄭州市華翔專利代理事務所(普通合伙)41122
• 代理人: 張愛軍

技術領域

???本發明屬于建筑與工程保溫和隔熱材料技術領域，涉及一種利用高硅鐵尾礦生產的泡沫微晶玻璃及其生產方法。

背景技術

目前，各種尾礦已成為我國產出量最大、綜合利用率最低的大宗固體廢棄物之一，累計堆存量超100億噸，年產出量超10億噸，其中鐵尾礦占全部尾礦堆存量的近1/3。我國其他大宗固體廢棄物，如煤矸石、粉煤灰等綜合利用率均超過50%，而尾礦綜合利用率不到20%，并且對鐵尾礦的開發利用主要集中在生產水泥類制品、道路填充、鐵元素再回收等方面，產品的附加值較低。如何解決尾礦堆存量大、綜合利用率低的問題，已成為當前科研和社會關注的熱點。

泡沫微晶玻璃是一種在玻璃相中均勻分布著大量微小氣孔和晶體所組成的材料，是一種具有優越的隔熱、阻燃、吸音、質輕、強度高等性能的新型環保建筑材料。現有技術中泡沫微晶玻璃主要以石英、長石、高嶺土等硅酸鹽為基礎原料生產，生產成本較高，制約了這一新材料的進一步推廣應用；經檢索，目前還未發現有利用尾礦特別是高硅鐵尾礦生產泡沫微晶玻璃的相關技術。

發明內容

本發明針對現有技術中生產的泡沫微晶玻璃成本高、工藝復雜等問題，提供一種以固體廢棄物高硅鐵尾礦為主要原料、工藝簡化的泡沫微晶玻璃及其生產方法，該產品具有密度小、導熱系數小、抗壓強度高、易加工成型等優點。

本發明的技術方案：

一種利用高硅尾礦生產泡沫微晶玻璃，是由以下方法加工得到：

（1）按重量百分比稱取原料：高硅鐵尾礦70~90%、發泡劑0.5~5%、添加劑5~30%；所述發泡劑由碳粉和碳酸鈣混合而成，其中碳粉和碳酸鈣的質量比為2:1；添加劑由鈉長石、滑石混合而成，鈉長石、滑石的質量比為5:(0.5-1)；

（2）采用球磨機將各種原料球磨混合均勻；

（3）將混合料裝入模具中壓制成型，或直接將混合料鋪至模具中成型；

（4）將成型后的混合料推入隧道窯，經預熱、燒結、發泡、急冷、析晶和退火工序，制得泡沫微晶玻璃毛坯；

（5）將泡沫微晶玻璃按毛坯產品要求進行加工。

所述高硅鐵尾礦的化學成分為：SiO_2?60~75wt%、Al₂O_3?10~20wt%、K₂O和Na₂O的量?2~5wt%、Fe₂O_3?5~10wt%、CaO和MgO的量?2~4wt%，燒失量為2~5wt%。

原料球磨時的粒度要求為200~300目。

所述預熱、燒結、發泡、急冷、析晶、退火工序的要求如下：

1）預熱：將成型后的混合料從室溫以2~5℃/min的速度升溫，逐漸升溫至600℃，在此溫度下保溫30分鐘；

2）燒結：以5~10℃/min的升溫速度從600℃逐漸升溫至1000℃，在此溫度下保溫60分鐘；

3）發泡：以5~10℃/min的升溫速度從1000℃逐漸升溫至1150~1250℃，在此溫度下保溫30~60分鐘；

4）急冷：然后以20~30℃/min的降溫速度降溫至850℃；

5）析晶：在850℃保溫60~120分鐘進行析晶；

6）退火：最后以2℃/min的降溫速度降至室溫，制得泡沫微晶玻璃毛坯。

所述加工是通過切割、打磨、鉆孔對泡沫微晶玻璃毛坯進行加工，制得成品泡沫微晶玻璃。

一種利用高硅尾礦生產泡沫微晶玻璃的方法，包括以下步驟：

（1）按重量百分比稱取原料：高硅鐵尾礦70~90%、發泡劑0.5~5%、添加劑5~30%；所述發泡劑由碳粉和碳酸鈣混合而成，其中碳粉和碳酸鈣的質量比為2:1；添加劑由鈉長石、滑石混合而成，鈉長石、滑石的質量比為5:(0.5-1)；

（2）采用球磨機將各種原料球磨混合均勻；

（3）將混合料裝入模具中壓制成型，或直接將混合料鋪至模具中成型；

（4）將成型后的混合料推入隧道窯，經預熱、燒結、發泡、急冷、析晶和退火工序，制得泡沫微晶玻璃毛坯；

（5）將泡沫微晶玻璃按毛坯產品要求進行加工。

本發明的積極有益效果：

（1）本發明的泡沫微晶玻璃以高硅鐵尾礦為主要原料，配以發泡劑和添加劑長石、滑石等原料，原料少，工序簡化，生產成本低，不僅解決了泡沫微晶玻璃生產原料成本高、工藝復雜的問題，而且解決了尾礦堆積對環境產生的污染危害問題，能變廢為寶，節能環保。