CN102838282A - 利用赤泥和废玻璃制备高强度泡沫玻璃的方法 - Google Patents

利用赤泥和废玻璃制备高强度泡沫玻璃的方法 Download PDF

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本发明涉及一种泡沫玻璃的制造方法，尤其涉及一种利用赤泥和废玻璃制备高强度泡沫玻璃的方法。其目的在于提供一种利用固体废弃物、降低泡沫玻璃生产成本的高强度赤泥泡沫玻璃的制备方法。本发明的目的是采用下述技术方案实现的：利用赤泥和废玻璃制备高强度泡沫玻璃的方法，先将赤泥、废玻璃和发泡剂混合，经球磨得到粉体配合料，再经发泡、退火处理得到高强度赤泥泡沫玻璃产品；所用的赤泥为制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣。本发明的有益效果为：大量应用固体废弃物赤泥和废玻璃，环保节能，变废为宝，具有良好的社会效益和经济效益。

Description

利用赤泥和废玻璃制备高强度泡沫玻璃的方法
 
技术领域
本发明涉及一种泡沫玻璃的制造方法，尤其涉及一种利用赤泥和废玻璃制备高强度泡沫玻璃的方法。
背景技术
赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的固体废渣，每生产1吨氧化铝，大约产生赤泥0.8~2.0t。随着国内铝土矿的铝含量的降低，生产每吨氧化铝所产生的赤泥量也越来越多。预计到2015年，累计堆存量将达3.5亿吨。目前氧化铝产业不断扩大，所产生的废弃物赤泥量也逐年增加，大量赤泥的堆放和排放，不仅占用大量土地和耕地，而且晒干的赤泥形成粉尘四处飞扬，造成严重的大气污染。赤泥中含有较高的碱，渗入周围水中，带来了严重的土壤和水体污染，给废物处理和环境保护带来了很大的压力。
目前赤泥主要用来做酸性改良剂、制水泥、加工建筑用空心砌块等，但相比巨大的排放量利用率依然很低，我国赤泥综合利用率仅为4%，我国在“十二五”规划中提出，要求赤泥利用率达到20%以上。赤泥的综合利用目前仍属世界性难题。
传统泡沫玻璃是利用玻璃粉添加发泡剂、稳泡剂等原料混合均匀，经发泡退火得到的质轻、强度高、导热率低的材料。泡沫玻璃具有优越的保温隔热、吸声、防火、防水防潮、耐酸碱等性能，可用作化工、建筑的保温、隔热和装饰材料。
目前建筑中常用的保温材料多为聚苯乙烯、聚氨酯发泡材料以及发泡混泥土等，上述材料具有易燃、强度低、耐水性差、寿命短等缺点。泡沫玻璃不但强度高而且具有不燃烧、与建筑物同寿命等优点，并且可在零下200℃到500℃使用。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用固体废弃物、降低泡沫玻璃生产成本的高强度赤泥泡沫玻璃的制备方法。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：利用赤泥和废玻璃制备高强度泡沫玻璃的方法，先将赤泥、废玻璃和发泡剂混合，经球磨得到粉体配合料，再经发泡、退火处理得到高强度赤泥泡沫玻璃产品；所用的赤泥为制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣。
所用废玻璃为废弃的平板玻璃、压花玻璃、瓶罐玻璃或阴极射线管玻璃。
所用发泡剂为碳粉、CaCO3、Na2CO3、Na2SO4、白云石、碳化硅、炭黑、金云母中的一种或多种。
所述粉体配合料的制作工艺为：将质量百分含量为2~40%的赤泥、质量百分含量为59.9~95%的废玻璃和质量百分含量为0.1~10%的发泡剂混合均匀，放入球磨机内球磨至150目以上，得到粉体配合料。
所述经发泡、退火处理得到高强度赤泥泡沫玻璃产品的具体工艺为：将粉体配合料装入耐火材料模具中，配合料按照以下烧制过程烧成：自室温以5~35℃/min的升温速率升温至700~900℃，保温5~30 min；再以15~45℃/min的降温速率降温至500~650℃，保温10~30min，然后以0.2~2℃/min的降温速率降温至室温得到高强度赤泥泡沫玻璃。
本发明的有益效果为：本发明以赤泥和废玻璃为主要原材料，添加适量发泡剂，不添加稳泡剂、改性剂、促进剂等，制备出性能优良的化工、建筑用保温、吸声、隔热和装饰泡沫玻璃材料。制备工艺简单、烧制温度低，在解决环保问题的同时获得较高的经济效益。制备的泡沫玻璃强度高、导热率低、吸水率低、比重小，可作为优良的保温、吸声、隔热材料。其产品适合工业设备与管道的保温隔热，更适合建筑外墙、屋面保温、屋内隔音等。具有防火、防水、不老化、耐腐蚀、无放射性、尺寸稳定性好等特点。
具体实施方式
实施例1：
按质量百分比将2%的赤泥、95%的废玻璃和3%的碳粉置入球磨机中球磨至150目以上得到粉体配合料。将配合料装入耐高温模具中，按照以下烧成制度烧成：自室温以5℃/min的升温速率升温至700℃，保温30 min；再以20℃/min的降温速率降温至500℃，保温30min，然后以0.2℃/min的降温速率降温至室温得到赤泥泡沫玻璃。
实施例2：
按质量百分比将40%的赤泥、59.9%的废玻璃和0.1%的Na2CO3置入球磨机中球磨至150目以上得到粉体配合料。将配合料装入耐高温模具中，按照以下烧成制度烧成：自室温以10℃/min的升温速率升温至750℃，保温25 min；再以15℃/min的降温速率降温至550℃，保温30min，然后以0.5℃/min的降温速率降温至室温得到赤泥泡沫玻璃。
实施例3：
按质量百分比将15%的赤泥、80%的废玻璃、3%的碳粉和2%的Na2CO3置入球磨机中球磨至150目以上得到粉体配合料。将配合料装入耐高温模具中，按照以下烧成制度烧成：自室温以15℃/min的升温速率升温至800℃，保温20 min；再以25℃/min的降温速率降温至600℃，保温25min，然后以1℃/min的降温速率降温至室温得到赤泥泡沫玻璃。
实施例4：
按质量百分比将20%的赤泥、74%的废玻璃、1%的碳粉、2%的CaCO3和3%的Na2CO3置入球磨机中球磨至150目以上得到粉体配合料。将配合料装入耐高温模具中，按照以下烧成制度烧成：自室温以20℃/min的升温速率升温至850℃，保温15 min；再以30℃/min的降温速率降温至650℃，保温20min，然后以0.5℃/min的降温速率降温至室温得到赤泥泡沫玻璃。
实施例5：
按质量百分比将25%的赤泥、72%的废玻璃、0.5%的碳粉、0.4%的CaCO3、1%的Na2CO3和1.1%的白云石置入球磨机中球磨至150目以上得到粉体配合料。将配合料装入耐高温模具中，按照以下烧成制度烧成：自室温以25℃/min的升温速率升温至900℃，保温10 min；再以30℃/min的降温速率降温至550℃，保温10min，然后以2℃/min的降温速率降温至室温得到赤泥泡沫玻璃。
实施例6：
按质量百分比将28%的赤泥、65%的废玻璃和1%的Na2SO4、1%的白云石、1%的碳化硅、2%的炭黑、2%的金云母置入球磨机中球磨至150目以上得到粉体配合料。将配合料装入耐高温模具中，按照以下烧成制度烧成：自室温以20℃/min的升温速率升温至850℃，保温25 min；再以40℃/min的降温速率降温至650℃，保温25min，然后以1.5℃/min的降温速率降温至室温得到赤泥泡沫玻璃。
实施例7：
按质量百分比将22%的赤泥、75%的废玻璃、0.5%的Na2CO3、0.5%的Na2SO4、0.5%的白云石、0.5%的碳化硅、0.5%的炭黑和0.5%的金云母置入球磨机中球磨至150目以上得到粉体配合料。将配合料装入耐高温模具中，按照以下烧成制度烧成：自室温以35℃/min的升温速率升温至800℃，保温30 min；再以45℃/min的降温速率降温至600℃，保温25min，然后以1℃/min的降温速率降温至室温得到赤泥泡沫玻璃。
实施例8：
按质量百分比将35%的赤泥、64.3%的废玻璃、0.1%的CaCO3、0.1%的Na2CO3、0.1%的Na2SO4、0.1%的白云石、0.1%的碳化硅、0.1%的炭黑和0.1%的金云母置入球磨机中球磨至150目以上得到粉体配合料。将配合料装入耐高温模具中，按照以下烧成制度烧成：自室温以25℃/min的升温速率升温至750℃，保温20 min；再以40℃/min的降温速率降温至500℃，保温10min，然后以0.5℃/min的降温速率降温至室温得到赤泥泡沫玻璃。
实施例9：
按质量百分比将10%的赤泥、80%的废玻璃、2%的碳粉、2%的CaCO3、1%的Na2CO3、1%的Na2SO4、1%的白云石、1%的碳化硅、1%的炭黑和1%的金云母置入球磨机中球磨至150目以上得到粉体配合料。将配合料装入耐高温模具中，按照以下烧成制度烧成：自室温以15℃/min的升温速率升温至850℃，保温5 min；再以35℃/min的降温速率降温至575℃，保温15min，然后以1℃/min的降温速率降温至室温得到赤泥泡沫玻璃。
实施例10：
按质量百分比将4%的赤泥、91%的废玻璃和5%的CaCO3置入球磨机中球磨至150目以上得到粉体配合料。将配合料装入耐高温模具中，按照以下烧成制度烧成：自室温以15℃/min的升温速率升温至700℃，保温30 min；再以20℃/min的降温速率降温至520℃，保温30min，然后以0.2℃/min的降温速率降温至室温得到赤泥泡沫玻璃。
实施例11：
按质量百分比将12%的赤泥、80%的废玻璃和8%的Na2SO4置入球磨机中球磨至150目以上得到粉体配合料。将配合料装入耐高温模具中，按照以下烧成制度烧成：自室温以25℃/min的升温速率升温至720℃，保温20 min；再以25℃/min的降温速率降温至500℃，保温30min，然后以1.2℃/min的降温速率降温至室温得到赤泥泡沫玻璃。
实施例12：
按质量百分比将22%的赤泥、75%的废玻璃和3%的白云石置入球磨机中球磨至150目以上得到粉体配合料。将配合料装入耐高温模具中，按照以下烧成制度烧成：自室温以25℃/min的升温速率升温至800℃，保温30 min；再以20℃/min的降温速率降温至600℃，保温30min，然后以0.7℃/min的降温速率降温至室温得到赤泥泡沫玻璃。
实施例13：
按质量百分比将32%的赤泥、66%的废玻璃和2%的碳化硅置入球磨机中球磨至150目以上得到粉体配合料。将配合料装入耐高温模具中，按照以下烧成制度烧成：自室温以15℃/min的升温速率升温至790℃，保温25 min；再以20℃/min的降温速率降温至560℃，保温30min，然后以0.9℃/min的降温速率降温至室温得到赤泥泡沫玻璃。
实施例14：
按质量百分比将36%的赤泥、60%的废玻璃和4%的炭黑置入球磨机中球磨至150目以上得到粉体配合料。将配合料装入耐高温模具中，按照以下烧成制度烧成：自室温以5℃/min的升温速率升温至850℃，保温30 min；再以20℃/min的降温速率降温至500℃，保温30min，然后以0.2℃/min的降温速率降温至室温得到赤泥泡沫玻璃。
实施例15：
按质量百分比将15%的赤泥、80%的废玻璃和5%的金云母置入球磨机中球磨至150目以上得到粉体配合料。将配合料装入耐高温模具中，按照以下烧成制度烧成：自室温以5℃/min的升温速率升温至700℃，保温30 min；再以20℃/min的降温速率降温至500℃，保温30min，然后以0.2℃/min的降温速率降温至室温得到赤泥泡沫玻璃。
将上述实施例得到的赤泥泡沫玻璃采用万能试验机测得试样的抗折强度达到1~6Mpa；利用导热系数仪测得试样的导热系数为0.04~0.07。

Claims (5)

1.利用赤泥和废玻璃制备高强度泡沫玻璃的方法，其特征在于先将赤泥、废玻璃和发泡剂混合，经球磨得到粉体配合料，再经发泡、退火处理得到高强度赤泥泡沫玻璃产品；所用的赤泥为制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣。
2.如权利要求1所述的利用赤泥和废玻璃制备高强度泡沫玻璃的方法，其特征在于所用废玻璃为废弃的平板玻璃、压花玻璃、瓶罐玻璃或阴极射线管玻璃。
3.如权利要求2所述的利用赤泥和废玻璃制备高强度泡沫玻璃的方法，其特征在于所用发泡剂为碳粉、CaCO3、Na2CO3、Na2SO4、白云石、碳化硅、炭黑、金云母中的一种或多种。
4.如权利要求1或2或3所述的利用赤泥和废玻璃制备高强度泡沫玻璃的方法，其特征在于将质量百分含量为2~40%的赤泥、质量百分含量为59.9~95%的废玻璃和质量百分含量为0.1~10%的发泡剂混合均匀，放入球磨机内球磨至150目以上，得到粉体配合料。
5.如权利要求4所述的利用赤泥和废玻璃制备高强度泡沫玻璃的方法，其特征在于所述经发泡、退火处理得到高强度赤泥泡沫玻璃产品的具体工艺为：将粉体配合料装入耐火材料模具中，配合料按照以下烧制过程烧成：自室温以5~35℃/min的升温速率升温至700~900℃，保温5~30 min；再以15~45℃/min的降温速率降温至500~650℃，保温10~30min，然后以0.2~2℃/min的降温速率降温至室温得到高强度赤泥泡沫玻璃。
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