一种发泡陶瓷的制备方法
一种发泡陶瓷的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑材料制造技术领域，涉及一种发泡陶瓷的制备方法，具体涉及一种以煤矸石为主原料的发泡陶瓷的制备方法。
【背景技术】
[0002]煤矸石是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，是煤炭生产和洗选加工过程中产生的固体废弃物，是我国目前排放量最大的工业固体废弃物之一。大量煤矸石的随意堆放，不仅会侵占土地，污染大气、水和土壤，还会造成各种地质灾害，对人类的人身安全和财产安全造成重大威胁。国内外一直把煤矸石的治理和综合利用放在十分重要的地位，并且作了大量的研宄工作。例如采用煤矸石发电、利用煤矸石提取各种铝质化合物、以煤矸石作为原料生产陶瓷、耐火材料、把煤矸石用作建筑材料等。这些方法虽然消耗了一部分煤矸石，但是煤矸石的利用量较少，有的甚至存在二次污染的问题。同时，我国某些地区的煤矸石品位低，杂质含量高，从而限制了利用煤矸石制备高附加值产品的综合开发。
[0003]发泡陶瓷是一种具有高温特性的多孔陶瓷材料，这种多孔材料具有体积密度低、导热系数低、防火阻燃、抗老化、防水抗渗等特点，广泛应用于绝热保温材料、建筑物外墙保温等。因此研宄利用煤矸石制备发泡陶瓷，对于开发新的煤矸石利用途径、减少自然资源的消耗、提高废弃物的再利用以及净化保护生态环境十分有益。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的在于提供一种以煤矸石为主原料的发泡陶瓷，该发泡陶瓷体积密度小、导热系数低、抗压强度大且防火等级高，能够很好地应用到建筑外墙保温领域。
[0005]本发明同时提供该发泡陶瓷的制备方法，该制备方法煤矸石利用率高，能够解决目前大量产生的煤矸石给环境和人们生活造成的安全威胁。
[0006]本发明一种发泡陶瓷的制备方法，具体包括以下步骤:
1)按重量份取煤矸石50-70份、砂岩10-25份、长石15-27份、白云石0_8份、发泡剂0.5-3份为原料；
2)将上述原料混合装入球磨机中，按原料与水的质量比1:0.5加水，通过湿磨法粉磨制备料浆，将料浆粒度控制在60 μ m以下对料浆进行喷雾造粒，制得粉料；
3)将粉料装入窑具并放入烧窑内进行烧成，烧成温度为1120-1220°C，保温时间为
0.5-2.5h，冷却，即得发泡陶瓷。
[0007]所述长石为钠长石或钾长石。
[0008]所述发泡剂为氧化锰、碳化硅和碳酸钙中任意一种、两种或三种的混合物。
[0009]所述步骤3)中，窑具底板由若干块的堇青石结合莫来石材质耐火平板拼接而成，窑具底板上面铺设有采用堇青石结合莫来石材质制成的围边条，围边条组成矩形模框。
[0010]所述窑具底板表面及模框围边条内侧表面喷涂有一层耐火涂层或铺设耐火纤维纸。
[0011 ] 所述烧窑为隧道窑、辊道窑或者梭式窑。
[0012]本发明制成的发泡陶瓷化学组分质量百分比为:Si02:40-70 % ；A1203:15-30 % ；CaO+MgO:3-8 % ；K20+Na20:1_6 % ；Fe203:0.3-1 %。
[0013]其性能指标如下:
体积密度:120~250Kg/m3，导热系数:0.04-0.09W/ (m.k)，抗压强度 0.6-2.2MPa，防火等级A级，能够很好地应用到建筑外墙保温领域。
[0014]本发明的发泡陶瓷制备方法原料来源广泛，原料成本低，而且煤矸石消耗量大，能够大大降低煤矸石对于环境造成的危害；同时在制备发泡陶瓷过程中利用了煤矸石中的残余碳，降低了烧成热耗。
【具体实施方式】
[0015]以下结合具体实施例对本发明的具体实施情况进行详细分析:
实施例1:
1)按重量份取煤矸石60份、砂岩12份、钠长石18份、白云石8份、发泡剂2份为原料，其中发泡剂按氧化锰和碳化硅质量比7:3混合而成；
2)将上述原料混合装入球磨机中，按原料与水的质量比1:0.5加水，通过湿磨法粉磨制备料浆，将料浆粒度控制在60 μ m以下对料浆进行喷雾造粒，制得粉料；
3)将粉料装入窑具并放入烧窑内进行烧成，烧成温度为1150°C，保温时间为2h，冷却，即得发泡陶瓷。
[0016]本实施例制备的发泡陶瓷，经测试分析，体积密度为250 Kg/m3，导热系数:0.09W/(m.k)，抗压强度:2.2 MPa0
[0017]实施例2:
1)按重量份取煤矸石70份、砂岩6份、钠长石5份、钾长石11份、白云石6份、发泡剂
1.8份为原料，其中发泡剂按碳化硅和碳酸钙质量比5:4混合而成；
2)将上述原料混合装入球磨机中，按原料与水的质量比1:0.5加水，通过湿磨法粉磨制备料浆，将料浆粒度控制在60 μ m以下对料浆进行喷雾造粒，制得粉料；
3)将粉料装入窑具并放入烧窑内进行烧成，烧成温度为1180°C，保温时间为lh，冷却，即得发泡陶瓷。
[0018]经测试分析，本实施例最终制备的发泡陶瓷的体积密度为150 Kg/m3，导热系数:0.05W/ (m.k)，抗压强度:0.7MPa。
[0019]实施例3:
O按重量份取煤矸石50份、砂岩12份、钾长石27份、白云石7.5份、发泡剂2.5份为原料，其中发泡剂按氧化锰、碳化硅和碳酸钙质量比5:2:3混合而成；
2)将上述原料混合装入球磨机中，按原料与水的质量比1:0.5加水，通过湿磨法粉磨制备料浆，将料浆粒度控制在60 μ m以下对料浆进行喷雾造粒，制得粉料；
3)将粉料装入窑具并放入烧窑内进行烧成，烧成温度为1200°C，保温时间为1.5h，冷却，即得发泡陶瓷。
[0020]经测试分析，本实施例制备的发泡陶瓷的体积密度为200 kg/m3，导热系数:0.075W/ (m.k)，抗压强度:1.5MPa。
[0021]本发明制备的发泡陶瓷制品，广泛适用于建筑墙体的保温隔热以及电力、石油、化工、冶炼等行业的热力设备、管道的保温隔热和烟囱外壁、窑炉外壳的保温工程等。
【主权项】
1.一种发泡陶瓷的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤: 1)按重量份取煤矸石50-70份、砂岩10-25份、长石15-27份、白云石0_8份、发泡剂0.5-3份为原料； 2)将上述原料混合装入球磨机中，按原料与水的质量比1:0.5加水，通过湿磨法粉磨制备料浆，将料浆粒度控制在60 μ m以下对料浆进行喷雾造粒，制得粉料； 3)将粉料装入窑具并放入烧窑内进行烧成，烧成温度为1120-1220°C，保温时间为0.5-2.5h，冷却，即得发泡陶瓷。
2.如权利要求1所述的一种发泡陶瓷的制备方法，其特征在于，所述长石为钠长石或钾长石。
3.如权利要求1所述的一种发泡陶瓷的制备方法，其特征在于:所述发泡剂为氧化锰、碳化硅和碳酸钙中任意一种、两种或三种的混合物。
4.如权利要求1所述的一种发泡陶瓷的制备方法，其特征在于:所述步骤3)中，窑具底板由若干块的堇青石结合莫来石材质耐火平板拼接而成，窑具底板上面铺设有采用堇青石结合莫来石材质制成的围边条，围边条组成矩形模框。
5.如权利要求1或4所述的一种发泡陶瓷的制备方法，其特征在于:所述窑具底板表面及模框围边条内侧表面喷涂有一层耐火涂层或铺设耐火纤维纸。
6.如权利要求1所述的一种发泡陶瓷的制备方法，其特征在于:所述烧窑为隧道窑、辊道窑或者梭式窑。
【专利摘要】本发明属于建筑材料制造技术领域，涉及一种发泡陶瓷的制备方法，具体涉及一种以煤矸石为主原料的发泡陶瓷的制备方法。本发明具体包括以下步骤:1）按重量份取煤矸石50-70份、砂岩10-25份、长石15-27份、白云石0-8份、发泡剂0.5-3份为原料；2）将上述原料混合装入球磨机中，按原料与水的质量比1：0.5加水，通过湿磨法粉磨制备料浆，将料浆粒度控制在60μm以下对料浆进行喷雾造粒，制得粉料；3）将粉料装入窑具并放入烧窑内进行烧成，烧成温度为1120-1220℃，保温时间为0.5-2.5h，冷却，即得发泡陶瓷。本发明制备的发泡陶瓷体积密度小、导热系数低、抗压强度大且防火等级高，能够很好地应用到建筑外墙保温领域。
【IPC分类】C04B38-02, C04B35-00, C04B35-622
【公开号】CN104557120
【申请号】CN201510014854
【发明人】陈美叨, 蒋宗祥, 王怀德
【申请人】甘肃万特科技发展有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月12日
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑材料制造技术领域，涉及一种发泡陶瓷的制备方法，具体涉及一种以煤矸石为主原料的发泡陶瓷的制备方法。
【背景技术】
[0002]煤矸石是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，是煤炭生产和洗选加工过程中产生的固体废弃物，是我国目前排放量最大的工业固体废弃物之一。大量煤矸石的随意堆放，不仅会侵占土地，污染大气、水和土壤，还会造成各种地质灾害，对人类的人身安全和财产安全造成重大威胁。国内外一直把煤矸石的治理和综合利用放在十分重要的地位，并且作了大量的研宄工作。例如采用煤矸石发电、利用煤矸石提取各种铝质化合物、以煤矸石作为原料生产陶瓷、耐火材料、把煤矸石用作建筑材料等。这些方法虽然消耗了一部分煤矸石，但是煤矸石的利用量较少，有的甚至存在二次污染的问题。同时，我国某些地区的煤矸石品位低，杂质含量高，从而限制了利用煤矸石制备高附加值产品的综合开发。
[0003]发泡陶瓷是一种具有高温特性的多孔陶瓷材料，这种多孔材料具有体积密度低、导热系数低、防火阻燃、抗老化、防水抗渗等特点，广泛应用于绝热保温材料、建筑物外墙保温等。因此研宄利用煤矸石制备发泡陶瓷，对于开发新的煤矸石利用途径、减少自然资源的消耗、提高废弃物的再利用以及净化保护生态环境十分有益。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的在于提供一种以煤矸石为主原料的发泡陶瓷，该发泡陶瓷体积密度小、导热系数低、抗压强度大且防火等级高，能够很好地应用到建筑外墙保温领域。
[0005]本发明同时提供该发泡陶瓷的制备方法，该制备方法煤矸石利用率高，能够解决目前大量产生的煤矸石给环境和人们生活造成的安全威胁。
[0006]本发明一种发泡陶瓷的制备方法，具体包括以下步骤:
1)按重量份取煤矸石50-70份、砂岩10-25份、长石15-27份、白云石0_8份、发泡剂0.5-3份为原料；
2)将上述原料混合装入球磨机中，按原料与水的质量比1:0.5加水，通过湿磨法粉磨制备料浆，将料浆粒度控制在60 μ m以下对料浆进行喷雾造粒，制得粉料；
3)将粉料装入窑具并放入烧窑内进行烧成，烧成温度为1120-1220°C，保温时间为
0.5-2.5h，冷却，即得发泡陶瓷。
[0007]所述长石为钠长石或钾长石。
[0008]所述发泡剂为氧化锰、碳化硅和碳酸钙中任意一种、两种或三种的混合物。
[0009]所述步骤3)中，窑具底板由若干块的堇青石结合莫来石材质耐火平板拼接而成，窑具底板上面铺设有采用堇青石结合莫来石材质制成的围边条，围边条组成矩形模框。
[0010]所述窑具底板表面及模框围边条内侧表面喷涂有一层耐火涂层或铺设耐火纤维纸。
[0011 ] 所述烧窑为隧道窑、辊道窑或者梭式窑。
[0012]本发明制成的发泡陶瓷化学组分质量百分比为:Si02:40-70 % ；A1203:15-30 % ；CaO+MgO:3-8 % ；K20+Na20:1_6 % ；Fe203:0.3-1 %。
[0013]其性能指标如下:
体积密度:120~250Kg/m3，导热系数:0.04-0.09W/ (m.k)，抗压强度 0.6-2.2MPa，防火等级A级，能够很好地应用到建筑外墙保温领域。
[0014]本发明的发泡陶瓷制备方法原料来源广泛，原料成本低，而且煤矸石消耗量大，能够大大降低煤矸石对于环境造成的危害；同时在制备发泡陶瓷过程中利用了煤矸石中的残余碳，降低了烧成热耗。
【具体实施方式】
[0015]以下结合具体实施例对本发明的具体实施情况进行详细分析:
实施例1:
1)按重量份取煤矸石60份、砂岩12份、钠长石18份、白云石8份、发泡剂2份为原料，其中发泡剂按氧化锰和碳化硅质量比7:3混合而成；
2)将上述原料混合装入球磨机中，按原料与水的质量比1:0.5加水，通过湿磨法粉磨制备料浆，将料浆粒度控制在60 μ m以下对料浆进行喷雾造粒，制得粉料；
3)将粉料装入窑具并放入烧窑内进行烧成，烧成温度为1150°C，保温时间为2h，冷却，即得发泡陶瓷。
[0016]本实施例制备的发泡陶瓷，经测试分析，体积密度为250 Kg/m3，导热系数:0.09W/(m.k)，抗压强度:2.2 MPa0
[0017]实施例2:
1)按重量份取煤矸石70份、砂岩6份、钠长石5份、钾长石11份、白云石6份、发泡剂
1.8份为原料，其中发泡剂按碳化硅和碳酸钙质量比5:4混合而成；
2)将上述原料混合装入球磨机中，按原料与水的质量比1:0.5加水，通过湿磨法粉磨制备料浆，将料浆粒度控制在60 μ m以下对料浆进行喷雾造粒，制得粉料；
3)将粉料装入窑具并放入烧窑内进行烧成，烧成温度为1180°C，保温时间为lh，冷却，即得发泡陶瓷。
[0018]经测试分析，本实施例最终制备的发泡陶瓷的体积密度为150 Kg/m3，导热系数:0.05W/ (m.k)，抗压强度:0.7MPa。
[0019]实施例3:
O按重量份取煤矸石50份、砂岩12份、钾长石27份、白云石7.5份、发泡剂2.5份为原料，其中发泡剂按氧化锰、碳化硅和碳酸钙质量比5:2:3混合而成；
2)将上述原料混合装入球磨机中，按原料与水的质量比1:0.5加水，通过湿磨法粉磨制备料浆，将料浆粒度控制在60 μ m以下对料浆进行喷雾造粒，制得粉料；
3)将粉料装入窑具并放入烧窑内进行烧成，烧成温度为1200°C，保温时间为1.5h，冷却，即得发泡陶瓷。
[0020]经测试分析，本实施例制备的发泡陶瓷的体积密度为200 kg/m3，导热系数:0.075W/ (m.k)，抗压强度:1.5MPa。
[0021]本发明制备的发泡陶瓷制品，广泛适用于建筑墙体的保温隔热以及电力、石油、化工、冶炼等行业的热力设备、管道的保温隔热和烟囱外壁、窑炉外壳的保温工程等。
【主权项】
1.一种发泡陶瓷的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤: 1)按重量份取煤矸石50-70份、砂岩10-25份、长石15-27份、白云石0_8份、发泡剂0.5-3份为原料； 2)将上述原料混合装入球磨机中，按原料与水的质量比1:0.5加水，通过湿磨法粉磨制备料浆，将料浆粒度控制在60 μ m以下对料浆进行喷雾造粒，制得粉料； 3)将粉料装入窑具并放入烧窑内进行烧成，烧成温度为1120-1220°C，保温时间为0.5-2.5h，冷却，即得发泡陶瓷。
2.如权利要求1所述的一种发泡陶瓷的制备方法，其特征在于，所述长石为钠长石或钾长石。
3.如权利要求1所述的一种发泡陶瓷的制备方法，其特征在于:所述发泡剂为氧化锰、碳化硅和碳酸钙中任意一种、两种或三种的混合物。
4.如权利要求1所述的一种发泡陶瓷的制备方法，其特征在于:所述步骤3)中，窑具底板由若干块的堇青石结合莫来石材质耐火平板拼接而成，窑具底板上面铺设有采用堇青石结合莫来石材质制成的围边条，围边条组成矩形模框。
5.如权利要求1或4所述的一种发泡陶瓷的制备方法，其特征在于:所述窑具底板表面及模框围边条内侧表面喷涂有一层耐火涂层或铺设耐火纤维纸。
6.如权利要求1所述的一种发泡陶瓷的制备方法，其特征在于:所述烧窑为隧道窑、辊道窑或者梭式窑。
【专利摘要】本发明属于建筑材料制造技术领域，涉及一种发泡陶瓷的制备方法，具体涉及一种以煤矸石为主原料的发泡陶瓷的制备方法。本发明具体包括以下步骤:1）按重量份取煤矸石50-70份、砂岩10-25份、长石15-27份、白云石0-8份、发泡剂0.5-3份为原料；2）将上述原料混合装入球磨机中，按原料与水的质量比1：0.5加水，通过湿磨法粉磨制备料浆，将料浆粒度控制在60μm以下对料浆进行喷雾造粒，制得粉料；3）将粉料装入窑具并放入烧窑内进行烧成，烧成温度为1120-1220℃，保温时间为0.5-2.5h，冷却，即得发泡陶瓷。本发明制备的发泡陶瓷体积密度小、导热系数低、抗压强度大且防火等级高，能够很好地应用到建筑外墙保温领域。
【IPC分类】C04B38-02, C04B35-00, C04B35-622
【公开号】CN104557120
【申请号】CN201510014854
【发明人】陈美叨, 蒋宗祥, 王怀德
【申请人】甘肃万特科技发展有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月12日
最新回复(0)