[發明專利]一種微晶發泡陶瓷及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110090427.5
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112876214B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 張思奇;李克慶;王宏雨;倪文
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132;C04B33/13;C04B33/32;C04B38/02;C03C6/02;C03C10/04
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 金銘

本發明涉及一種微晶發泡陶瓷及其制備方法與應用，其原料包括質量比為30?100：5?70的發泡陶瓷料和玻璃料；該發泡陶瓷料包括以下原料：黃金尾礦、膨潤土、高嶺土、滑石、方解石、發泡劑、減水劑；該玻璃料包括以下原料：黃金尾礦、氧化鈣、氧化鋅、氧化鋇、碳酸鈉、硼砂。該微晶發泡陶瓷摻配了大量功能性玻璃料，不僅降低了發泡溫度，節約能源成本；還利用了玻璃料中的晶相在燒結過程中析晶，從而提高了強度與功能性；并且在大量利用固廢(含量≥70％)，同時還保證微晶發泡陶瓷具有實用價值的抗壓強度(≥7.95MPa)和容重(300?700kg/m³)，實現了固廢的高附加值利用。

技術領域

本發明涉及建筑材料技術領域，具體涉及一種微晶發泡陶瓷及其制備方法與應用。

背景技術

20世紀80年代以來，我國發泡陶瓷保溫材料的開發應用經歷了兩個階段：第一個階段是利用特定原料進行小規模生產，其產品應用于特定的耐火隔熱、防火防腐等領域；第二個階段是利用多種礦山尾礦和工業廢渣為主要原料大規模生產，其產品在建筑節能領域得到應用。目前，在普通發泡陶瓷材料基礎上已研發出了新一代產品微晶發泡陶瓷，其性能較普通發泡陶瓷有了進一步的提高，具體表現為：同等密度的制品其導熱系數更低、吸水率更低、強度更高，在建筑節能領域的應用更具有適用性和優越性。微晶發泡陶瓷在近年來作為新型綠色建筑材料受到廣泛關注，是目前世界范圍內“建筑保溫材料告別有機化、實現無機化”的研究重點。

尾礦作為大宗固廢中數量大，利用率低的二次資源，是亟待解決的資源化利用難題。固廢的高附加值利用是長期可持續解決固廢利用的途徑之一。已經公開了利用尾礦制備發泡陶瓷的相關技術，如何改善其工藝和制備方法，并且利用尾礦進一步制備功能性的微晶發泡陶瓷，以提高其附加值，并且提其高強度和功能性，降低燒結溫度，是本領域亟需解決的技術難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種微晶發泡陶瓷及其制備方法與應用，該微晶發泡陶瓷包括發泡陶瓷料和玻璃料，通過加入玻璃料，不僅可降低燒結溫度和能源成本，而且利用玻璃料的析晶作用可增加微晶發泡陶瓷的強度。本發明的微晶發泡陶瓷具有滿足工業應用要求的抗壓強度和容重。

為此，第一方面，本發明提供一種微晶發泡陶瓷，其原料包括發泡陶瓷料和玻璃料，所述發泡陶瓷料和玻璃料的質量比為30-100：5-70；

所述發泡陶瓷料按重量份數計包括以下原料：黃金尾礦65-85份，膨潤土6-12份，高嶺土4-10份，滑石4-10份，方解石0-4份，發泡劑0.5-2.0份，減水劑0.3-1.0份；

所述玻璃料按重量份數計包括以下原料：黃金尾礦60-80份，氧化鈣10-20份，氧化鋅2-7份，氧化鋇1-5份，碳酸鈉1-4份，硼砂0-4份。

在優選的實施方式中，所述微晶發泡陶瓷的原料僅由發泡陶瓷料和玻璃料組成；優選地，所述發泡陶瓷料和玻璃料的質量之比為30-90：10-70。

在具體的實施方案中，所述發泡陶瓷料按重量份數計包括以下原料：黃金尾礦70-85份，膨潤土8-12份，高嶺土4-6份，滑石4-6份，發泡劑0.5-1.5份，減水劑0.5-1.0份。

在另一具體的實施方案中，所述玻璃料按重量份數計包括以下原料：黃金尾礦70-80份，氧化鈣15-20份，氧化鋅2-7份，氧化鋇1-5份，碳酸鈉2-4份，硼砂1-4份。

進一步，所述發泡劑選自碳化硅、碳粉、硅酸鈉、碳酸鈣、二氧化錳和三氧化二鐵中的一種或兩種以上的組合。

進一步，所述黃金尾礦按重量份數計包括以下成分：SiO₂ 70-85份，Al₂O₃ 7-15份，K₂O 1-6份，MgO 0-2份，Na₂O 0-2份，Fe₂O₃ 0-4份、CaO 0-4份。