CN101955370A - 一种轻质保温陶瓷材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻质保温陶瓷材料，该陶瓷材料包括0～20份粘土及熟料的混合物、10～40份苛化白泥渣、2～40份粉煤灰、2～50份陶瓷废料混合，按上述原料总重量的20％～70％添加水，并添加0～4份助磨剂。制备该陶瓷材料的方法为：首先对物料进行混合；之后将混合后的物料进行湿法球磨，干燥后过30目筛；接着对过筛后物料进行喷雾造粒，之后过60目筛；最后将过筛后的物料装入耐火模中烧制，得到轻质保温陶瓷材料。本发明所制造的多孔陶瓷耐火材料具有低成本、防火、保温、隔热、隔音等优势。
Description
技术领域
本发明属于无机材料技术领域，特别是一种轻质保温陶瓷材料及制备方法。
背景技术
随着我国可持续发展战略的实施，对环境保护提出了更高的要求。降低环境污染和加强工业废弃物的再生利用时环保工业的两个主要方向。今年来，我国陶瓷行业迅猛发展，产量已连续13年位居世界第一位。随着产量的增加，原料的消耗量也大量增加，由此产生的废料也越来越多。如果能将陶瓷废料充分利用，不仅可以减少天然资源的消耗，而且可以实现经济和社会的可持续发展。
而造纸工业的苛化白泥废弃物的处理也是迫切需要解决的一大难题，目前许多造纸厂对其采取直接外运填埋的方式进行处理，既造成了严重的环境二次污染，又造成资源的浪费。另外，火力发电厂的固体废弃物粉煤灰的利用问题也是解决资源和环境问题的一大难题。因此，利用陶瓷生产厂的废料以及造纸白泥渣和粉煤灰等固体废弃物，研究开发一种生产成本低，兼具轻质、保温、隔热功能的环保型耐火材料，实现资源化综合利用技术，既可以解决环境污染问题，又使资源得到了有效利用，无论是社会效益还是经济效益，都有广阔的应用前景。
在轻质多孔陶瓷的制备过程中，发泡剂具有重要的作用。检索发现，在目前已有利用陶瓷废料制备轻质多孔陶瓷制品(中国03158394.6号发明专利)、轻质、隔热、隔音环保型陶瓷制品(公开号CN1579991A)的报道，但这些技术采用的发泡剂都是白云石、石灰石、透闪石、陶土等原生矿物，未涉及造纸白泥苛化渣及粉煤灰等工业固体废弃物的再利用。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种隔热型多孔的轻质保温陶瓷材料及制备方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种轻质保温陶瓷材料，包括0～30份粘土及熟料的混合物、10～40份苛化白泥渣、2～40份粉煤灰、2～50份陶瓷废料混合，上述原料总重量20％～70％的水，0～4份助磨剂。
一种制备轻质保温陶瓷材料的方法，包括以下步骤：
步骤1、对物料进行混合；
步骤2、将混合后的物料进行湿法球磨，干燥后过30目筛；
步骤3、对过筛后物料进行喷雾造粒，之后过60目筛；
步骤4、将过筛后的物料装入耐火模中烧制，得到轻质保温陶瓷材料。
本发明与现有技术相比，其显著优点：1)本发明充分利用了陶瓷废料、造纸白泥渣、粉煤灰等工业固体废弃物，不仅大大降低了产品的原理成本，而且减少了环境污染，变废为宝，实现资源的可再生利用。2)本发明充分利用了造纸白泥渣富含碳酸钙的特点，可以满足高温反应中形成一定的气孔率，无需另外使用发泡剂。3)本发明充分利用了粉煤灰中富含玻璃珠(重量比达40％～80％)的特点，在高温烧成时生成高粘度玻璃相且产生均匀的密闭微气孔。4)本发明制备的多孔陶瓷制品性能优异，具有质轻(容重小于0.5g/cm3)，强度高(抗折强度大于6.5Mpa)、导热系数低(小于0.32W/mK)的优点。5)本发明所制造的多孔陶瓷耐火材料具有低成本、防火、保温、隔热、隔音等优势。
具体实施方式
本发明的一种轻质保温陶瓷材料，包括0～30份粘土及熟料的混合物、10～40份苛化白泥渣、2～40份粉煤灰、2～50份陶瓷废料混合，按上述原料总重量的20％～70％添加水，并添加0～4份助磨剂。
所述苛化白泥渣包括Na2CO3、CaCO3、Ca(OH)2、NaOH。粉煤灰为玻璃体与其他物质的混合，玻璃体占粉煤灰总量的40％～90％；所述其他物质包括莫来石、石英、氧化铁、碳粒，玻璃体分为低铁玻璃珠、高铁玻璃珠、多孔玻璃体。陶瓷废料包括陶瓷废品、废渣、碎片。所述的助磨剂为乙醇酰胺、羊毛脂及油酸、环烷酸、木质素磺酸盐油酸钠、十二烷基氧化铵或三聚磷酸钠。
一种制备轻质保温陶瓷材料的方法，包括以下步骤：
步骤1、对物料进行混合；混合的物料为：0～30份粘土及熟料的混合物、10～40份苛化白泥渣、2～40份粉煤灰、2～50份陶瓷废料混合，按上述原料总重量的20％～70％添加水，并添加0～4份助磨剂；所述苛化白泥渣包括Na2CO3、CaCO3、Ca(OH)2、NaOH；粉煤灰为玻璃体与其他物质的混合，玻璃体占粉煤灰总量的40％～90％；所述其他物质包括莫来石、石英、氧化铁、碳粒，玻璃体分为低铁玻璃珠、高铁玻璃珠、多孔玻璃体；所述陶瓷废料包括陶瓷废品、废渣、碎片；所述的助磨剂为乙醇酰胺、羊毛脂及油酸、环烷酸、木质素磺酸盐油酸钠、十二烷基氧化铵或三聚磷酸钠。
步骤2、将混合后的物料进行湿法球磨，干燥后过30目筛；
步骤3、对过筛后物料进行喷雾造粒，之后过60目筛；
步骤4、将过筛后的物料装入耐火模中烧制，得到轻质保温陶瓷材料。烧制的温度为950～1300℃，烧成周期为30～400分钟。
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述：
实施例一
将50份陶瓷废料，15份苛化白泥渣，20份粉煤灰，15份粘土，破碎混合，加入2份乙醇酰胺助磨剂，球磨18小时，经过喷雾造粒，干燥后过60目筛，将料粒装入耐火模具，经1130℃烧成400分钟，再经冷加工制成600×600×25mm平板制品。经试验，制品容重0.5g/cm3，抗折强度6.8Mpa。
实施例二
将35份陶瓷废料，20份苛化白泥渣，15份粉煤灰，30份粘土，破碎混合，加入2份三聚磷酸钠助磨剂，球磨24小时，经过喷雾造粒，干燥后过60目筛，将料粒装入耐火模具，经1140℃烧成300分钟，再经冷加工制成容重0.45g/cm3，耐压强度28Mpa的多孔陶瓷保温板。
实施例三
将30份陶瓷废料，40份苛化白泥渣，20份粉煤灰，10份粘土，破碎混合，加入4份木质素磺酸油酸钠助磨剂，球磨24小时，经过干燥造粒、离心旋转成陶瓷小球，经1150℃烧成120分钟，得到多孔陶瓷漂珠。
实施例四
将35份陶瓷废料，10份苛化白泥渣，35份粉煤灰，20份粘土，破碎混合，加入1份三聚磷酸钠助磨剂，球磨18小时，经过真空炼泥，挤压成型，经1120℃烧成240分钟，再经冷加工得到Φ80×160mm圆柱形多孔陶瓷材料。经试验，圆柱型制品容重0.5g/cm3，耐压强度20Mpa。
本发明涉及工业固体废弃物的可再生利用，该制品适用于隔音隔热新型墙体材料以及窑炉内衬隔热保温材料。
Claims (8)
1.一种轻质保温陶瓷材料，其特征在于，原料包括0～20份粘土及熟料的混合物、10～40份苛化白泥渣、2～40份粉煤灰、2～50份陶瓷废料，上述原料总重量20％～70％的水，0～4份助磨剂。
2.根据权利要求1所述的轻质保温陶瓷材料，其特征在于，苛化白泥渣包括Na2CO3、CaCO3、Ca(OH)2、NaOH。
3.根据权利要求1所述的轻质保温陶瓷材料，其特征在于，粉煤灰为玻璃体与其他物质的混合，玻璃体占粉煤灰总量的40％～90％；所述其他物质包括莫来石、石英、氧化铁、碳粒，玻璃体分为低铁玻璃珠、高铁玻璃珠、多孔玻璃体。
4.根据权利要求1所述的轻质保温陶瓷材料，其特征在于，陶瓷废料包括陶瓷废品、废渣、碎片。
5.根据权利要求1所述的轻质保温陶瓷材料，其特征在于，所述的助磨剂为乙醇酰胺、羊毛脂及油酸、环烷酸、木质素磺酸盐油酸钠、十二烷基氧化铵或三聚磷酸钠。
6.一种制备权利要求1所述的轻质保温陶瓷材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、对物料进行混合；
步骤2、将混合后的物料进行湿法球磨，干燥后过30目筛；
步骤3、对过筛后物料进行喷雾造粒，之后过60目筛；
步骤4、将过筛后的物料装入耐火模中烧制，得到轻质保温陶瓷材料。
7.根据权利要求6所述轻质保温陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤1中的物料为：0～20份粘土及熟料的混合物、10～40份苛化白泥渣、2～40份粉煤灰、2～50份陶瓷废料混合，按上述原料总重量的20％～70％添加水，并添加0～4份助磨剂；所述苛化白泥渣包括Na2CO3、CaCO3、Ca(OH)2、NaOH；粉煤灰为玻璃体与其他物质的混合，玻璃体占粉煤灰总量的40％～90％；所述其他物质包括莫来石、石英、氧化铁、碳粒，玻璃体分为低铁玻璃珠、高铁玻璃珠、多孔玻璃体；所述陶瓷废料包括陶瓷废品、废渣、碎片；所述的助磨剂为乙醇酰胺、羊毛脂及油酸、环烷酸、木质素磺酸盐油酸钠、十二烷基氧化铵或三聚磷酸钠。
8.根据权利要求6所述轻质保温陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤4中烧制的温度为950～1300℃，烧成周期为30～400分钟。
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