申請(qǐng)日2013.10.09
公開(kāi)(公告)日2014.01.22
IPC分類(lèi)號(hào)C03C6/02; C03C11/00
摘要
一種用冷軋污泥和廢玻璃生產(chǎn)泡沫玻璃的方法,屬于冶金資源綜合利用與泡沫玻璃材料制備領(lǐng)域。其技術(shù)方案是:按質(zhì)量百分比分別將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%的鐵紅放入球磨罐中混勻球,將配合料、外加1%~2%的聚苯乙烯球和15%~20%的自來(lái)水均勻混合后裝入模具中,將模具直接放入到1100℃~1140℃的發(fā)泡爐中保溫10~30min,制備泡沫玻璃。本發(fā)明以冷軋污泥和廢玻璃為主要原材料,添加適量的其他廢棄物和天然原料制備泡沫玻璃,有效地回收利用冷軋污泥;原料成本低廉,來(lái)源廣泛;制備工藝省略了預(yù)熱階段,工藝周期短,操作簡(jiǎn)單,環(huán)保節(jié)能,具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種用冷軋污泥和廢玻璃生產(chǎn)泡沫玻璃的方法,其特征在于:主要以冷 軋污泥為原料,其制備步驟是:
(1)將清洗后的廢玻璃、黃土、青石放在110℃烘箱內(nèi)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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋污泥和廢玻璃生產(chǎn)泡沫玻璃的方法,其特征 在于所述的冷軋污泥主要化學(xué)成分是:Al2O3含量重量百分比為45%~50%,SiO2含量為30%~35%,F(xiàn)e2O3為5~10%,K2O+Na2O為0~5%,其余物質(zhì)主要為結(jié)晶 水;主要物相為低溫石英,方石英,CaFe5AlO9。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋污泥和廢玻璃生產(chǎn)泡沫玻璃的方法,其特征 在于所述的廢玻璃為普通鈉硅鈣玻璃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋污泥和廢玻璃生產(chǎn)泡沫玻璃的方法,其特征 在于所述的黃土主要物相為低溫石英,鈉長(zhǎng)石,鉀長(zhǎng)石,鎂方解石,白云石。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋污泥和廢玻璃生產(chǎn)泡沫玻璃的方法,其特征 在于所述的青石黃土主要物相為鈉長(zhǎng)石,低溫石英,氧化鐵,碳酸鈣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋污泥和廢玻璃生產(chǎn)泡沫玻璃的方法,其特征 在于所述的聚苯乙烯球粒徑為1~1.5mm。
說(shuō)明書(shū)
一種用冷軋污泥和廢玻璃生產(chǎn)泡沫玻璃的方法
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。
本發(fā)明所采用的穩(wěn)泡劑為鐵紅,主要是Fe2O3,其作用為:Fe2O3在熔融狀 態(tài)的玻璃中可以大大增加玻璃的表面張力,有利于穩(wěn)定氣泡和控制泡徑;Fe2O3的加入可以提高泡沫玻璃的抗壓強(qiáng)度;Fe2O3可作為熔劑組分,與CaCO3高溫生 成低熔點(diǎn)化合物,降低燒成溫度;Fe2O3摻量增加其泡徑也相應(yīng)增加,但用量較 多時(shí)容易形成大氣泡,造成氣泡結(jié)構(gòu)不均,同時(shí)顏色變深。Fe2O3摻量控制在3% 以?xún)?nèi)為宜。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明以冷軋污泥和廢玻璃為主要原材料,添加適量的其他廢棄物和天然原 料,在一定熱處理制度下制備泡沫玻璃。原料冷軋污泥中SiO2、Al2O3含量較高, 屬于硅酸鹽材料,含有較多的玻璃相,可以替代部分廢玻璃,并且能夠顯著提高 泡沫玻璃的強(qiáng)度,有效回收利用冷軋污泥、減輕其對(duì)環(huán)境的污染;制備工藝中省 略了預(yù)熱階段,工藝周期短、操作簡(jiǎn)單;廢玻璃、青石、黃土和鐵紅等原料成本 低廉,來(lái)源廣泛,環(huán)保節(jié)能,具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。