CN102875028A - 黑色泡沫玻璃及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明黑色泡沫玻璃，按重量份包括霓辉石矿渣40—60，废玻璃粉35—55，炭黑0.2—0.5，氟硅酸钠0—5，磷酸钠0—5。本发明黑色泡沫玻璃成本低，发色纯正，性能优异。本发明还提供了降低生产成本，保护生态环境，减少环境污染的黑色泡沫玻璃的生产方法。

Description

黑色泡沫玻璃及其制备方法

技术领域：

    本发明涉及一种泡沫玻璃及其制造方法，特别涉及一种黑色泡沫玻璃及其制备方法。

背景技术：

泡沫玻璃是一种气孔率达90%以上，内部充满无数微小的连同或封闭气孔的多孔玻璃材料，它具有导热系数低、强度高、密度小、吸水率低、防火、吸声、化学稳定性好、抗冻性好、易于加工、无毒环保、寿命长、装饰性强等特点，不仅可以用作高层建筑、管道设备、地下设施的绝热保温材料，还可以广泛地应用于石油、电力、化工、冷藏、船舶、轻工、桥梁、建筑、绿化和国防等领域中，是一种具有广阔应用前景的节能材料。泡沫玻璃最早是由法国Saint—Gobain公司于1935年研制成功的，以废玻璃为主料，以碳酸钙为发泡剂，采用粉末烧成法制备而成，仅作为混凝土的轻骨料。我国泡沫玻璃的研制开发始于50年代，直到80年代起我国轻工、建材等行业的科技人员开始采用固体废弃物研制生产泡沫玻璃，并得到迅速发展(徐美君，纵横全球：观泡沫玻璃国际态势[J].国外建材科技，2003(4): 34—35)。泡沫玻璃制备的方法通常有：粉末烧成法，吹气法、连续成形法等，但以粉末烧成法为主。利用固体废弃物制备泡沫玻璃，通常以废平板玻璃、瓶罐玻璃、阴极射线废玻璃、显像管废玻璃、煤矸石、火山灰、粉煤灰、金矿渣、铅锌矿矿渣、钢渣、钛渣、铬渣、磷渣、硼泥等为主要原料，发泡剂的种类较多，主要有碳酸盐（碳酸钙、碳酸镁、碳酸钠、碳酸钾等）、硫酸盐（硫酸钠、硫酸钙等）与碳化硅、碳黑三类，采用粉末烧结法，将发泡剂均匀混合到原料里，然后放置在专用模具中，在电或燃料加热的窑内发泡、冷却固型后脱模，脱模后的毛胚进入退火炉中消除应力，并冷却至室温后切割成要求的形状和尺寸的制品(王飞天，泡沫玻璃的生产和建筑应用现状[J]．四川建材，2003 (5): 22—23)。该法制备工艺复杂，成本高，控温精度要求高，产品的机械强度较低。

利用工业废渣和尾矿生产泡沫玻璃，可以很好地解决工业废渣和尾矿堆存所带来的资源浪费问题和环境问题。随着基础理论研究的深入和制备工艺的改进，开发出成本低、能耗少、性能优良，功能多样的尾矿废渣泡沫玻璃将是必然的发展趋势，利用工业尾渣( 矿)制备泡沫玻璃材料，可以大大降低生产成本， 同时对环境的保护以及实现材料工业可持续发展战略的目标有重要的意义和作用。随着国家对节能、减排的执行力度的加大， 对黄金尾矿、铅锌尾矿、铁渣、铜渣、钢渣、钛渣、铬渣等冶金废渣和钽铌矿渣、磷渣、复合矿渣、复合尾矿、粉煤灰、火山灰、煤矸石等固体废弃物利用研究与开发力度也越来越大。在各种矿渣以及粉煤灰、火山灰、煤矸石中含有大量氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁等成分， 这些成分在泡沫玻璃中都是非常有用的。如何利用以上工业矿渣， 生产出附加值更高的泡沫玻璃材料， 有许多技术问题需要研究，也取得了一定的新成果。

中国专利（申请号：200910218899.3）公布了利用金尾矿生产微晶泡沫玻璃的方法，将金尾矿粉体，废玻璃粉，等粉体放入混料机中混合均匀后投入玻璃窑炉熔制，然后将熔融的玻璃水淬；球磨过150目筛制成玻璃粉，将玻璃粉，发泡剂，三氧化二铁等粉体置于混料机中混合均匀后放入泡沫玻璃制造模具中，再将模具移入发泡炉中加热经升温、快速冷却和退火阶段得微晶泡沫坡璃。其特点是必须要进行水淬，使工艺过程分为两大步，过程控制过于复杂，能源消耗较大。中国专利（申请号：201010274190.8）公布了粉煤灰泡沫玻璃及其制备方法，以粉煤灰和废玻璃为主要原料，并添加适量的发泡剂、稳泡剂和助熔剂等添加剂，采用粉末烧成法而成。其特点是利用少量的粉煤灰，但其引入量仅为20—25％，且烧成过程中为防止粉煤灰表面碳的氧化，升温速率要分段精确控制，加大了工艺控制的难度。中国专利（申请号：200810017902.0）公布了一种泡沫玻璃的微波烧结方法。将泡沫玻璃坯体置入氧化性气氛或中性气氛的微波烧结设备中，使坯体升温至300—350℃，恒温后再使温度上升至750—820℃，保温，然后关闭微波源，并在数分钟内迅速降温至600℃，恒温20分钟后随炉冷却至常温即得泡沫玻璃。其特点是充分利用了微波炉加热的优势，但所用的主料为现成的泡沫玻璃料，其制备成本较高。

目前，寻找新的生产原料，低温化生产，工艺简便化，开发新的用途已成为泡沫玻璃发展的主要趋势。利用选矿矿渣、工业废弃物，低成本制备单一色调泡沫玻璃成为泡沫玻璃制备的首要任务，为实现这一目标，在泡沫玻璃配方中大量使用了不同的选矿矿渣、工业废弃物，添加合适的添加剂，一定程度上降低了生产成本，提高了泡沫玻璃的综合性能。但至今为止，仍未发现利用霓辉石矿渣作主要原料，采用粉末烧成法生产纯正黑色泡沫玻璃制品的报道。泡沫玻璃主要化学成分是SiO₂、CaO、Al₂O₃、MgO、TiO₂、Na₂O等。霓辉石矿渣中约含有SiO₂ 45％、Al₂O₃16％、R₂O11％、Fe₂O₃23％，其主要成分与泡沫玻璃成分十分接近，可以直接来代替玻璃原料生产泡沫玻璃，这不仅可节约优质的玻璃原料，而且可减少排放，节约土地。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种成本低、发色纯正、性能优异的黑色泡沫玻璃。

本发明的另一目的是为了提供一种降低生产成本，保护生态环境，减少环境污染的黑色泡沫玻璃的制备方法。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明黑色泡沫玻璃，按重量份包括以下组分：

霓辉石矿渣           40—60，

废玻璃粉             35—55，

炭黑                 0.2—0.5，

氟硅酸钠             0—5，

磷酸钠               0—5，

上述的霓辉石矿渣按重量份由SiO₂ 40—50、Al₂O₃ 15—20、CaO0.2—1、MgO0.1—0.5、Fe₂O₃20—25、TiO₂ 0.5—1.5、K₂O 2—4、Na₂O 7—9、Co₂O₃ 0.3—1.5、MnO₂ 0.5—1.5组成，其中Fe₂O₃、TiO₂、Co₂O₃、MnO₂有色金属氧化物重量份之和为21.3—29.5；废玻璃为Na₂O—CaO—SiO₂玻璃。

本发明黑色泡沫玻璃的制备方法，包括以下步骤：

(1)将霓辉石矿渣放入球磨罐中球磨至300目以下，得到霓辉石矿渣粉；

(2)将废玻璃清洗干净，烘干后球磨至300目以下，得到废玻璃粉：

(3)配料：分别取过筛后的霓辉石矿渣粉、废玻璃粉，按重量份数为

霓辉石矿渣粉∶废玻璃粉∶炭黑∶氟硅酸钠∶磷酸钠= (40—60)∶(35—55)∶(0.2—0.5)∶(0—5)∶(0—5)，配比配料；然后放入球磨罐中球磨至200目，得到混合料；

(4)将上述球磨后的混合料放入耐热钢模具中，再将模具移入发泡炉中加热；

预热阶段，自室温以10—12℃/min的升温速度升至400℃，保温20—30min；

发泡阶段，升温速度为15—20℃/min升至850—950℃；

稳泡阶段，在850—950℃恒温下保温30—60min；

(5)快速冷却阶段，冷却速度为15—25℃/min，冷却至500—550℃，恒温30—60min；

(6)退火阶段，降温速度为1—2℃／min，退火至50℃以下得泡沫玻璃。

上述的步骤2（1）、2（2）和2（3）中的干磨是利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的重量比为（2—3）∶1，研磨时间为0.5—3h；步骤2（4）中钢制模具尺寸为长×宽×高=560mm×450mm×130mm，铺料厚度为30mm—50mm。

步骤2(3) 中引入炭黑不仅作为发泡剂，而且也起到稳泡剂的作用，因为没有参加反应的炭黑和液态玻璃的亲和力很小，它们集中在气、液相的相界表面，几乎不被玻璃所润湿，这些未起作用的炭黑颗粒附在玻璃泡穴的表面，使相界面的界面能降低，从而使泡穴稳定。采用氟硅酸钠和磷酸钠作为添加剂，其作用是为了有效降低泡沫玻璃发泡温度，增大发泡温度范围，改善泡沫玻璃性能，增加玻璃体中闭孔结构，还可以增强玻璃熔体低温粘性，增强韧性，提高机械强度，提高成品率，起到助熔和稳泡作用。

步骤(4)钢制模具尺寸为l×b×h=560mm×450mm×130mm，铺料厚度为30mm—50mm。 

步骤(4)、(5)、(6)中烧成曲线分为四个阶段：

①升温预热阶段，升温速度为10—12℃/min，至350—400℃后保温20—30min，目的在于使混合料充分预热，减少由于升温速度过快，导致混合料整体温差，在350—400℃下恒温可以避免在混合料软化前炭黑就已经燃烧。

②发泡稳泡阶段，发泡过程中升温速度为15—20℃/min，快速升温可以避免发泡剂在高温下从混合料中逸出，根据本发明所用原料及助剂，其发泡温度范围850～950℃，恒温时间为30—60min，目的是让混合料在发泡温度下充分发成均匀的泡沫玻璃。

③快速降温阶段，目的在于使发泡的熔融玻璃快速冷却，使之泡孔结构固定下来。领却速度为15—25℃/min，冷却至500—550℃，恒温时间30—60min，恒温作用主要考虑使块状体内外温度均匀，为进入退火阶段做好准备。

④缓慢降温退火阶段，降温速度为1—2℃/min，该阶段主要作用在于解除因快速降温带来的热应力，使泡沫玻璃制品具有良好的机械性能。

界30多个国家和地区都有分布。我国从已探明的矿床来看，储量丰富，分布广泛。在四川会理、南江、安徽金寨、云南个旧、湖北随州、山西临县、吉林永胜、河北周口店、河南安阳、皖西等地区都有霞石正长岩矿。自然界中霞石和霓辉石共存于碱性正长岩中，二者成为共生关系，一般霞石含量在15％以上的岩石为霞石正长岩。大部分矿床含铁量在5％以上，若不做特殊处理必然会影响在陶瓷工业生产中的使用。霞石矿产品生产的关键技术是半成品合理分级和强磁选除铁，目的是把原矿中含铁量≥2%降到含铁量≤0.2%以内，粒度在200目—30目，才能适应玻璃、陶瓷等大工业生产的标准。

霞石原矿经过破碎和棒磨后，再经过粒度分级，粒度>0.1mm的经过真空过滤、多级磁选，分别选出一级、二级、三级、四级霞石精粉，再进行霓辉石的磁选和分离，最后留下的尾矿废渣为霓辉石矿渣。霓辉石矿渣中含丰富的Fe₂O₃、TiO₂、Co₂O₃、MnO₂等有色金属氧化物重量之和为20—30，霓辉石矿渣是一个标准的劣质原料。“劣质”的概念是指原料的组成中主要组分含量低，而铁、钛等杂质含量高，不符合国家标准，无法在无色透明玻璃或浅色陶瓷中应用。霓辉石为含铁硅酸盐（Na，Ca）(Fe⁺³，Fe⁺²，Mg，Al) [Si₂O₆]，霓辉石在霓霞正长岩矿中呈针、柱状镶嵌在霞石矿物、正长石物之中。在霞石原矿中霓辉石含量为5—10%。

本发明用霓辉石矿渣作为主料制备黑色泡沫玻璃。矿渣矿物组成以霓辉石、钠长石、正长石、条纹长石、磁铁矿、赤铁矿、萤石、磷灰石、榍石、黑云母、白云母等为主。霓辉石矿渣在成份上体现出：富硅、铁、钛、锰、钾、钠，且Fe₂O₃、TiO₂、Co₂O₃、MnO₂等有色金属氧化物重量之和为20—30，在性质上表现出熔点较低的特征。高温下，霓辉石矿渣既可替代长石起熔剂作用，有效降低混合料的低共融点，使玻璃的熔制温度降低。另一方面，又提供着色玻璃中所需的过渡性色素元素，不同色调的微晶通过颜色互补和叠加使泡沫玻璃呈现黑色的作用。

本发明采用过渡金属含量较高、Fe₂O₃、TiO₂、Co₂O₃、MnO₂等有色金属氧化物重量之和为20—30、组成复杂、成本低廉的霓辉石矿渣，以其作为主料，辅以废玻璃粉，添加常见的添加剂，提供一种低成本制备黑色泡沫玻璃的方法；同时提供一种用霓辉石矿渣和废玻璃为主料，添加合适的添加剂，以粉末烧成法为基础，使用常规玻璃、陶瓷生产方法和生产设备制备发色纯正、性能优异、成本低廉的黑色泡沫玻璃制品的工艺方法。应用本发明生产的泡沫玻璃，具有重量轻、吸水率低、强度好。并且膨胀系数低，抗热震好，具有绝热效果、阻燃效果，泡沫玻璃作为新型建筑材料用途十分广泛。本发明不产生固体排放物，切割下来的泡沫玻璃边角料可以重复循环利用。其作为绝热材料，可用于屋顶及外墙保温，可有效地降低采暖和制冷费用；另外该品种泡沫玻璃是热电厂大烟囱内壁的防腐保温隔热优良材料。再者该种泡沫玻璃还可以用于深冷和低温管道、设备、容器与储罐的外表保冷；中温和高温管道、设备的外保温：油和热沥青储罐的外保温；石油化工、硫化生产过程的保温；用于隧道工程和地下工程的疏水隔潮领域；因此，该种泡沫玻璃具有广泛应用前景。

利用废弃的霓辉石矿渣、废玻璃粉作为主料来生产黑色泡沫玻璃，与现有技术相比，本发明将原先难以利用的工业废料进行了有效处理，得到了具有较高的实用及经济价值的黑色泡沫玻璃，改变了传统黑色泡沫玻璃要引入价格昂贵的工业玻璃原料和着色颜料的做法，以较小的生产成本获得稳定的黑泡沫玻璃，解决了废料堆放占用大量土地、对周边环境造成污染的问题。本发明所用的配料为尾矿废弃物或劣质玻璃原料，来源广泛，成本低廉，实现了固体废弃物资源的再利用，实施效果理想。

本发明的效果体现在：

 (1)本发明所用的主要原料是废弃的霓辉石矿渣，该矿渣具有贫硅、铝，而钾、钠含量高，铁、钛杂质含量大，含Fe₂O₃、TiO₂、Co₂O₃、MnO₂等有色金属氧化物重量之和为20—30的特点，不仅有助于节约天然资源，降低生产成本，还有利于环境保护。

(2)利用的霓辉石矿渣，辅以常见的玻璃废料，采用粉末烧成法就能产生黑色泡沫玻璃制品，为综合开发利用霓辉石矿渣开创了一条“化害为利”而又切实可行的途径。

(3)采用常规的工艺方法和设备即可生产，无需增加或改变任何附加设备。

(4)制备的黑色泡沫玻璃制品的密度为0.8g/cm³±，吸水率小于1.5%，平均泡径1—3mm，抗折强度2.3Mpa。黑色霓辉石矿渣泡沫玻璃样品主要性能指标进行了测试，结果见表1，该泡沫玻璃具有重量轻、吸水率低、强度好的特点，且黑色纯正、发色稳定完全符合泡沫玻璃JC/T 647—2005行业标准。

表1      霓辉石矿渣黑色泡沫玻璃样品的性能

序号	项目名称	测定值
			1	颜色色度	L*=11.16；a*=-2.78；b*=-0.62
2	吸水率％	0.5—1.5
			3	密度g/cm3	0.75—0.82
4	抗折强度Mpa	2.0—2.3
			5	导热系数W/m·k	0.12—0.14
6	耐热度℃	500
			7	耐火度℃	＜600

具体实施方式：

下列各实施例中霓辉石矿渣按重量份由SiO₂ 45.79、Al₂O₃ 16.43、CaO0.54、MgO0.18、Fe₂O₃23.50、TiO₂ 0.91、K₂O 2.76、Na₂O 8.23、Co₂O₃ 0.45、MnO₂ 1.21组成，其中Fe₂O₃、TiO₂、Co₂O₃、MnO₂有色金属氧化物重量份之和为26.07；废玻璃为Na₂O—CaO—SiO₂玻璃。

实施例l：

(1)将霓辉石矿渣放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的重量比为2∶1，研磨时间为1h，然后过300目筛，得到霓辉石矿渣粉；

(2)将废玻璃清洗干净，烘干粗碎后放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的重量比为2∶1，研磨时间为1h，然后过300目筛，得到废玻璃粉：

(3)配料：分别取过筛后的霓辉石矿渣粉、废玻璃粉，按重量份为，

霓辉石矿渣粉∶废玻璃粉∶炭黑∶氟硅酸钠∶磷酸钠= 57∶35∶0.4∶2.6∶5配比配料；把配合料放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的重量比为2∶1，研磨1h，然后过200目筛，得到混合料；

(4)将上述混合料放入耐热钢模具中，再将模具移入发泡炉中加热；

预热阶段，自室温以10℃/min的升温速度升至400℃，保温20min；

发泡阶段，升温速度为20℃/min升至920℃；

 稳泡阶段，在920℃恒温下保温30min；

(5)快速冷却阶段，冷却速度为20℃/min，冷却至500℃，恒温30min；

(6)退火阶段，降温速度为1℃／min，退火至50℃以下得泡沫玻璃。

所形成的泡沫玻璃结构均匀，密度为0.8g·cm^-3，吸水率为1.5vol%，平均泡径1.5mm，抗折强度达到2.2 MPa。

实施例2：

(1)将霓辉石矿渣放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的重量比为2.3∶1，研磨时间为1.6h，然后过300目筛，得到霓辉石矿渣粉；

(2)将废玻璃清洗干净，烘干粗碎后放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的重量比为2.3∶1，研磨时间为1.6h，然后过300目筛，得到废玻璃粉：

(3)配料：分别取过筛后的霓辉石矿渣粉、废玻璃粉，按重量份为，

霓辉石矿渣粉∶废玻璃∶炭黑∶氟硅酸钠∶磷酸钠= 50∶45∶0.2∶2.5∶2.3配比配料；把配合料放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的重量比为2.3∶1，研磨1.6h，然后过200目筛，得到混合料；

(4)将上述混合料放入耐热钢模具中，再将模具移入发泡炉中加热；

预热阶段，自室温以12℃/min的升温速度升至400℃，保温26min；

发泡阶段，升温速度为15℃/min升至880℃；

 稳泡阶段，在880℃恒温下保温52min；

(5)快速冷却阶段，冷却速度为18℃/min，冷却至540℃，恒温50min；

(6)退火阶段，降温速度为2℃／min，退火至50℃以下得黑色泡沫玻璃。

所形成的黑色泡沫玻璃结构均匀，密度为0.75g·cm^-3，吸水率为0.8vol%，平均泡径1.5mm，抗折强度达到2.0 MPa。

实施例3：

(1)将霓辉石矿渣放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的重量比为2.7∶1，研磨时间为3h，然后过300目筛，得到霓辉石矿渣粉；

(2)将废玻璃清洗干净，烘干粗碎后放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的重量比为2.7∶1，研磨时间为3h，然后过300目筛，得到废玻璃粉：

(3)配料：分别取过筛后的霓辉石矿渣粉、废玻璃粉，按重量份数为，

霓辉石矿渣粉∶废玻璃∶炭黑∶氟硅酸钠∶磷酸钠= 60∶35∶0.3∶2.8∶1.9配比配料；把配合料放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的重量比为2.7∶1，研磨3h，然后过200目筛，得到混合料；

(4)将上述混合料放入耐热钢模具中，再将模具移入发泡炉中加热；

预热阶段，自室温以10℃/min的升温速度升至400℃，保温30min；

发泡阶段，升温速度为17℃/min升至930℃；

 稳泡阶段，在930℃恒温下保温45min；

(5)快速冷却阶段，冷却速度为15℃/min，冷却至510℃，恒温60min；

(6)退火阶段，降温速度为2℃／min，退火至50℃以下得黑色泡沫玻璃。

所形成的黑色泡沫玻璃结构均匀，密度为0.82g·cm^-3，吸水率为0.5vol%，平均泡径1.5mm，抗折强度达到2.3 MPa。

实施例4：

(1)将霓辉石矿渣放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的重量比为3∶1，研磨时间为0.5h，然后过300目筛，得到霓辉石矿渣粉；

(2)将废玻璃清洗干净，烘干粗碎后放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的重量比为3∶1，研磨时间为0.5h，然后过300目筛，得到废玻璃粉：

(3)配料：分别取过筛后的霓辉石矿渣粉、废玻璃粉，按重量份数为，

霓辉石矿渣粉∶废玻璃∶炭黑∶磷酸钠= 44∶52∶0.5∶3.5配比配料；把配合料放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的重量比为3∶1，研磨0.5h，然后过200目筛，得到混合料；

(4)将上述混合料放入耐热钢模具中，再将模具移入发泡炉中加热；

预热阶段，自室温以11℃/min的升温速度升至400℃，保温20min；

发泡阶段，升温速度为16℃/min升至850℃；

    稳泡阶段，在850℃恒温下保温40min；

(5)快速冷却阶段，冷却速度为20℃/min，冷却至520℃，恒温40min；

(6)退火阶段，降温速度为1.5℃／min，退火至50℃以下得黑色沫玻璃。

所形成的黑色泡沫玻璃结构均匀，密度为0.6g·cm^-3，吸水率为1.0vol%，平均泡径1.6mm，抗折强度达到2.1 MPa。

实施例5：

(1)将霓辉石矿渣放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的重量比为2.5∶1，研磨时间为2h，然后过300目筛，得到霓辉石矿渣粉；

(2)将废玻璃清洗干净，烘干粗碎后放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的重量比为2.5∶1，研磨时间为2h，然后过300目筛，得到废玻璃粉：

(3)配料：分别取过筛后的霓辉石矿渣粉、废玻璃粉，按重量份为，

霓辉石矿渣粉∶废玻璃∶炭黑∶氟硅酸钠= 40∶55∶0.5∶4.5配比配料；把配合料放入球磨机中干磨，利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的重量比为2.5∶1，研磨2h，然后过200目筛，得到混合料；

(4)将上述混合料放入耐热钢模具中，再将模具移入发泡炉中加热；

预热阶段，自室温以12℃/min的升温速度升至400℃，保温28min；

发泡阶段，升温速度为16℃/min升至950℃；

    稳泡阶段，在950℃恒温下保温30min；

(5)快速冷却阶段，冷却速度为20℃/min，冷却至550℃，恒温30min；

(6)退火阶段，降温速度为1℃／min，退火至50℃以下得黑色泡沫玻璃。

所形成的黑色泡沫玻璃结构均匀，密度为0.77g·cm^-3，吸水率为0.5vol%，平均泡径1.5mm，抗折强度达到2.0MPa。

上述各实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。 

Claims (3)

1.黑色泡沫玻璃，按重量份包括以下组分：

霓辉石矿渣           40—60，

废玻璃粉             35—55，

炭黑                 0.2—0.5，

氟硅酸钠             0—5，

磷酸钠               0—5，

上述的霓辉石矿渣按重量份由SiO₂ 40—50、Al₂O₃ 15—20、CaO0.2—1、MgO0.1—0.5、Fe₂O₃20—25、TiO₂ 0.5—1.5、K₂O 2—4、Na₂O 7—9、Co₂O₃ 0.3—1.5、MnO₂ 0.5—1.5组成，其中Fe₂O₃、TiO₂、Co₂O₃、MnO₂有色金属氧化物重量份之和为21.3—29.5；废玻璃为Na₂O—CaO—SiO₂玻璃。

2.黑色泡沫玻璃的制备方法，包括以下步骤：

(1)将霓辉石矿渣放入球磨罐中球磨至300目以下，得到霓辉石矿渣粉；

(2)将废玻璃清洗干净，烘干后球磨至300目以下，得到废玻璃粉：

(3)配料：分别取过筛后的霓辉石矿渣粉、废玻璃粉，按重量份为

霓辉石矿渣粉∶废玻璃粉∶炭黑∶氟硅酸钠∶磷酸钠= （40—60）∶（35—55）∶（0.2—0.5）∶（0—5）∶（0—5）配比配料；然后放入球磨罐中球磨至200目，得到混合料；

(4)将上述球磨后的混合料放入耐热钢模具中，再将模具移入发泡炉中加热；

预热阶段，自室温以10—12℃/min的升温速度升至400℃，保温20—30min；

发泡阶段，升温速度为15—20℃/min升至850—950℃；

    稳泡阶段，在850—950℃恒温下保温30—60min；

(5)快速冷却阶段，冷却速度为15～25℃/min，冷却至500—550℃，恒温30—60min；

(6)退火阶段，降温速度为1—2℃／min，退火至50℃以下得泡沫玻璃。

3.如权利要求2所述的黑色泡沫玻璃的制备方法，其特征在于步骤2（1）、2（2）和2（3）中的干磨是利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的重量比为（2—3）∶1，研磨时间为0.5—3h；步骤2（4）中钢制模具尺寸为长×宽×高=560mm×450mm×130mm，铺料厚度为30mm—50mm。