CN103172399A - 一种利用废瓷制备低温发泡陶瓷防腐砖的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用废瓷制备低温发泡陶瓷防腐砖的方法，主要解决了废瓷的再利用和工业用防腐材料性能差的技术问题。该方法采用废瓷和废玻璃作为主要原料，进行粉碎加工，再辅以助熔剂、稳泡剂，将以上物料装入球磨罐中球磨，并将混匀的原料装入模具中经过低温烧制，生产出低温发泡陶瓷防腐砖。上述稳泡剂采用含有低熔点物质的组分，磷酸盐和硼酸盐；助熔剂采用工业钙盐、工业钠盐、硼酸盐中的一种，球磨介质球采用鹅卵石和高铝球混合使用。采用本方法制得的发泡陶瓷防腐砖，耐腐蚀、耐高温和耐候性好。可有效替代工业生产中，诸如炼钢厂和发电厂现有烟道用防腐材料。充分利用了陶瓷废瓷等废料资源，提高了固体废弃物的资源化利用，具有很好的经济价值和环保价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备防腐砖的方法，确切地说是一种利用废瓷制备低温发泡陶瓷防腐砖的方法，其材料归属于发泡陶瓷，属于防腐材料应用技术领域。
背景技术
近十几年来，我国的陶瓷工业得到迅猛发展，现有陶瓷企业已经超过3500家，陶瓷产品年产量在30亿吨以上，占世界第一位。据调查在陶瓷的生产过程中废瓷产生量占陶瓷总产量的3％-10％，一些中小企业的废瓷率甚至达到20％左右，并且由于陶瓷生产中产生的废瓷属于烧结产品，在工业利用上遇到了很大的阻碍。一般在建筑材料使用领域中，使用的材料要求具有一定的活性的材料，而烧结而成的废瓷不具备活性，所以，废瓷产生后只能作为固体垃圾进行掩埋或者漏天堆放，这样就产生了大量的工业固体垃圾，所以废瓷的再利用是一个很大的技术难题。
目前，我国工业烟道防腐所用材料主要采用一般的高铝质砖或者采用一些有机物进行烟道粉刷，经过一段气体或液体腐蚀之后，需要进行维护，这就造成了企业的额外支出，在应用其他防腐材料时，经过酸性气体或碱性气体的腐蚀后，烟道内部容易产生墙体的脱落现象，最后将烟道堵死，并且高铝质砖的造价和维修费用也较高。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，而提供一种利用废瓷制备低温发泡陶瓷防腐砖的方法。该方法主要解决了废瓷的再利用和工业用防腐材料性能差的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种利用废瓷制备低温发泡陶瓷防腐砖的方法，该方法采用废瓷和废玻璃作为主要原料，进行粉碎加工，再辅以助熔剂、稳泡剂，将以上物料装入球磨罐中球磨，并将混匀的原料装入模具中经过低温烧制，生产出低温发泡陶瓷防腐砖。上述稳泡剂采用含有低熔点物质的组分，磷酸盐和硼酸盐；助熔剂采用工业钙盐、工业钠盐、硼酸盐中的一种，球磨介质球采用鹅卵石和高铝球混合使用。
本发明是通过下述步骤实现的：
(1)将废瓷和废玻璃进行粉碎处理，过150-200目筛，取筛下部分制得粉料。
(2)将步骤(1)中制的粉料进行烘干处理，烘干温度选择100-150℃。
(3)将步骤(2)中获得的废瓷粉、废玻璃粉与助熔剂和稳泡剂按一定质量％混合，其中废瓷粉为45～80，废玻璃粉为18～53，助熔剂为1～5，稳泡剂为1～5。上述稳泡剂采用含有低熔点物质的组分，磷酸盐和硼酸盐；助熔剂采用工业钙盐、工业钠盐、硼酸盐中的一种，球磨介质球采用鹅卵石和高铝球混合使用，之后将混合物料装入球磨罐中进行混匀。
(4)将步骤(3)中制得的粉料过80～100目筛，将粗颗粒去除，备用。
(5)将步骤(4)中制得的粉料装入模具中，在电窑或燃气窑进行烧成，其烧成工艺曲线如下：
先从室温以15～20℃/min的加热速度升温至400～500℃，保温30～50min，然后以10℃/min的升温速度升至900～1000℃，保温50min，在以20℃/min的速度降至700℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品。
(6)将步骤(5)中制得的发泡陶瓷材料经过加工切割，制备出具有适应工业设备形状的防腐砖。
本发明的显著效果在于：利用陶瓷废瓷和废玻璃作为主要原料，辅以磷酸盐、硼酸盐、碳酸盐类、硼砂，很好地解决了现有技术存在的问题。采用本方法制得的发泡陶瓷防腐砖，不吸水、耐高温、抗压强度高、耐候性好、保温性能优良及防腐性能佳。最大程度地降低因工业生产产生的酸碱气体和液体对防腐材料的影响，延长使用寿命，减少了对工业防腐设备的维护，节约开支，并且能减少工业废气对空气中的排放。可有效替代工业生产中，诸如炼钢厂和发电厂现有烟道用防腐材料，具有很高的安全性和经济性，也充分利用了陶瓷废瓷等废料资源，提高了固体废弃物的资源化利用，具有很好的经济价值和环保价值。
具体实施方式
实施例一：
将废瓷和废玻璃经过粉碎后，过150-200目筛，经过120℃干燥处理后，称取2.6kg废瓷粉、2.25kg废玻璃粉、0.15kg工业碳酸钙，将以上物料装入球磨罐中球磨4h，控制介质球与待磨物料体积比为1∶2.5，之后将物料过80目筛。
将混匀的原料装入刷好脱模剂的模具中，在振动台上震动均匀，然后放入电窑中用氮化硅棚板垫起，烧成的工艺曲线为：从室温以15℃/min的加热速度升温至450℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速度升至950℃，保温50min，在以20℃/min的速度降至700℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品。经过切割后得到防腐砖材料。
实施例二：
将废瓷和废玻璃经过粉碎后，经过120℃干燥处理后，称取2.8kg废瓷粉、2.0kg废玻璃粉、0.2kg工业碳酸钙，将以上物料装入球磨罐中球磨4h，控制介质球与待磨物料体积比为1∶2.5，之后将物料过80目筛。
将混匀的原料装入刷好脱模剂的模具中，在振动台上震动均匀，然后放入电窑中用氮化硅棚板垫起，烧成的工艺曲线为：从室温以20℃/min的加热速度升温至500℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速度升至900℃，保温50min，在以20℃/min的速度降至700℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品。经过切割后得到防腐砖材料。
实施例三：
将废瓷和废玻璃经过粉碎后，经过120℃干燥处理后，称取3.4kg废瓷粉、1.5kg废玻璃粉、0.10kg工业碳酸钠，将以上物料装入球磨罐中球磨4h，控制介质球与待磨物料体积比为1∶2.5，之后将物料过80目筛。
将混匀的原料装入刷好脱模剂的模具中，在振动台上震动均匀，然后放入燃气窑中用氮化硅棚板垫起，烧成的工艺曲线为：从室温以10℃/min的加热速度升温至400℃，保温30min，然后以8℃/min的升温速度升至890℃，保温50min，在以20℃/min的速度降至680℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品。经过切割后得到防腐砖材料。
实施例四：
将废瓷和废玻璃经过粉碎后，经过120℃干燥处理后，称取3.25kg废瓷粉、1.5kg废玻璃粉、0.25kg工业碳酸钙，将以上物料装入球磨罐中球磨4h，控制介质球与待磨物料体积比为1∶2.5，之后将物料过80目筛。
将混匀的原料装入刷好脱模剂的模具中，在振动台上震动均匀，然后放入电窑中用氮化硅棚板垫起，烧成的工艺曲线为：从室温以15℃/min的加热速度升温至400℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速度升至930℃，保温50min，在以15℃/min的速度降至700℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品。经过切割后得到防腐砖材料。
实施例五：
将废瓷和废玻璃经过粉碎后，经过120℃干燥处理后，称取3.5kg废瓷粉、1.1kg废玻璃粉、0.2kg硼砂、0.2kg工业碳酸钠，将以上物料装入球磨罐中球磨4h，控制介质球与待磨物料体积比为1∶2.5，之后将物料过80目筛。
将混匀的原料装入刷好脱模剂的模具中，在振动台上震动均匀，然后放入电窑中用氮化硅棚板垫起，烧成的工艺曲线为：从室温以15℃/min的加热速度升温至400℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速度升至950℃，保温50min，在以15℃/min的速度降至650℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品。经过切割后得到防腐砖材料。
实施例六：
将废瓷和废玻璃经过粉碎后，经过120℃干燥处理后，称取4.0kg废瓷粉、0.9kg废玻璃粉、0.1kg硝酸钠，将以上物料装入球磨罐中球磨4h，控制介质球与待磨物料体积比为1∶2.5，之后将物料过80目筛。
将混匀的原料装入刷好脱模剂的模具中，在振动台上震动均匀，然后放入燃气窑中用氮化硅棚板垫起，烧成的工艺曲线为：从室温以15℃/min的加热速度升温至400℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速度升至980℃，保温50min，在以15℃/min的速度降至700℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品。经过切割后得到防腐砖材料。
实施例七：
将废瓷和废玻璃经过粉碎后，经过120℃干燥处理后，称取2.75kg废瓷粉、2.0kg废玻璃粉、0.25kg六偏磷酸钠，将以上物料装入球磨罐中球磨4h，控制介质球与待磨物料体积比为1∶2.5，之后将物料过80目筛。
将混匀的原料装入刷好脱模剂的模具中，在振动台上震动均匀，然后放入燃气窑中用氮化硅棚板垫起，烧成的工艺曲线为：从室温以15℃/min的加热速度升温至400℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速度升至950℃，保温50min，在以15℃/min的速度降至700℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品。经过切割后得到防腐砖材料。
实施例八：
将废瓷和废玻璃经过粉碎后，经过120℃干燥处理后，称取2.3kg废瓷粉、2.2kg废玻璃、0.25kg硼砂、0.25kg磷酸钠，将以上物料装入球磨罐中球磨4h，控制介质球与待磨物料体积比为1∶2.5，之后将物料过80目筛，
将混匀的原料装入刷好脱模剂的模具中，在振动台上震动均匀，然后放入电窑中用氮化硅棚板垫起，烧成的工艺曲线为：从室温以15℃/min的加热速度升温至400℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速度升至880℃，保温50min，在以15℃/min的速度降至680℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品。经过切割后得到防腐砖材料，其性能指标如下：
Claims (10)
1.一种利用废瓷制备低温发泡陶瓷防腐砖的方法，该方法采用废瓷和废玻璃作为主要原料，进行粉碎加工，再辅以助熔剂、稳泡剂，将以上物料装入球磨罐中球磨，并将混匀的原料装入模具中经过低温烧制，生产出低温发泡陶瓷防腐砖，上述稳泡剂采用含有低熔点物质的组分，磷酸盐和硼酸盐；助熔剂采用工业钙盐、工业钠盐、硼酸盐中的一种，球磨介质球采用鹅卵石和高铝球混合使用。
2.如权利要求1所述的利用废瓷制备低温发泡陶瓷防腐砖的方法，该方法是通过下述步骤实现的：
(1)将废瓷和废玻璃进行粉碎处理，过150-200目筛，取筛下部分制得粉料；
(2)将步骤(1)中制的粉料进行烘干处理，烘干温度选择100-150℃；
(3)将步骤(2)中获得的废瓷粉、废玻璃粉与助熔剂和稳泡剂按一定质量比例混合，其中废瓷粉为45～80，废玻璃粉为18～53，助熔剂为1～5、稳泡剂为1～5，将混合物料装入球磨罐中进行混匀；
(4)将步骤(3)中制得的粉料过80～100目筛，将粗颗粒去除，备用；
(5)将步骤(4)中制得的粉料装入模具中，在电窑或燃气窑进行烧成，其烧成工艺曲线如下：
先从室温以15～20℃/min的加热速度升温至400～500℃，保温30～50min，然后以10℃/min的升温速度升至900～1000℃，保温50min，在以20℃/min的速度降至700℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品；
(6)将步骤(5)中制得的发泡陶瓷材料经过加工切割、制备出具有适应工业设备形状的防腐砖。
3.如权利要求2所述的利用废瓷制备低温发泡陶瓷防腐砖的方法，该方法是通过下述具体工艺步骤实现的：将废瓷和废玻璃经过粉碎后过筛，经过120℃干燥处理后，称取2.6kg废瓷粉、2.25kg废玻璃粉、0.15kg工业碳酸钙，将以上物料装入球磨罐中球磨4h，控制介质球与待磨物料体积比为1∶2.5，之后将物料过80目筛，将混匀的原料装入刷好脱模剂的模具中，在振动台上震动均匀，然后放入电窑中用氮化硅棚板垫起，烧成的工艺曲线为：从室温以15℃/min的加热速度升温至450℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速度升至950℃，保温50min，在以20℃/min的速度降至700℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品，经过切割后得到防腐砖材料。
4.如权利要求2所述的利用废瓷制备低温发泡陶瓷防腐砖的方法，该方法是通过下述具体工艺步骤实现的：将废瓷和废玻璃经过粉碎后过筛，经过120℃干燥处理后，称取2.8kg废瓷粉、2kg废玻璃粉、0.2kg工业碳酸钙，将以上物料装入球磨罐中球磨4h，控制介质球与待磨物料体积比为1∶2.5，之后将物料过80目筛，将混匀的原料装入刷好脱模剂的模具中，在振动台上震动均匀，然后放入电窑中用氮化硅棚板垫起，烧成的工艺曲线为：从室温以20℃/min的加热速度升温至500℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速度升至900℃，保温50min，在以20℃/min的速度降至700℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品，经过切割后得到防腐砖材料。
5.如权利要求2所述的利用废瓷制备低温发泡陶瓷防腐砖的方法，该方法是通过下述具体工艺步骤实现的：将废瓷和废玻璃经过粉碎后过筛，
经过120℃干燥处理后，称取3.4kg废瓷粉、1.5kg废玻璃粉、0.10kg工业碳酸钠，将以上物料装入球磨罐中球磨4h，控制介质球与待磨物料体积比为1∶2.5，之后将物料过80目筛，将混匀的原料装入刷好脱模剂的模具中，在振动台上震动均匀，然后放入燃气窑中用氮化硅棚板垫起，烧成的工艺曲线为：从室温以10℃/min的加热速度升温至400℃，保温30min，然后以8℃/min的升温速度升至890℃，保温50min，在以20℃/min的速度降至680℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品，经过切割后得到防腐砖材料。
6.如权利要求2所述的利用废瓷制备低温发泡陶瓷防腐砖的方法，该方法是通过下述具体工艺步骤实现的：将废瓷和废玻璃经过粉碎后过筛，
经过120℃干燥处理后，称取3.25kg废瓷粉、1.5kg废玻璃粉、0.25kg工业碳酸钙，将以上物料装入球磨罐中球磨4h，控制介质球与待磨物料体积比为1∶2.5，之后将物料过80目筛，将混匀的原料装入刷好脱模剂的模具中，在振动台上震动均匀，然后放入电窑中用氮化硅棚板垫起，烧成的工艺曲线为：从室温以15℃/min的加热速度升温至400℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速度升至930℃，保温50min，在以15℃/min的速度降至700℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品，经过切割后得到防腐砖材料。
7.如权利要求2所述的利用废瓷制备低温发泡陶瓷防腐砖的方法，该方法是通过下述具体工艺步骤实现的：将废瓷和废玻璃经过粉碎后过筛，经过120℃干燥处理后，称取3.5kg废瓷粉、1.1kg废玻璃粉、0.2kg硼砂、0.2kg工业碳酸钠，将以上物料装入球磨罐中球磨4h，控制介质球与待磨物料体积比为1∶2.5，之后将物料过80目筛，将混匀的原料装入刷好脱模剂的模具中，在振动台上震动均匀，然后放入电窑中用氮化硅棚板垫起，烧成的工艺曲线为：从室温以15℃/min的加热速度升温至400℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速度升至950℃，保温50min，在以15℃/min的速度降至650℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品，经过切割后得到防腐砖材料。
8.如权利要求2所述的利用废瓷制备低温发泡陶瓷防腐砖的方法，该方法是通过下述具体工艺步骤实现的：将废瓷和废玻璃经过粉碎后过筛，
经过120℃干燥处理后，称取4.0kg废瓷粉、0.9kg废玻璃粉、0.1kg硝酸钠，将以上物料装入球磨罐中球磨4h，控制介质球与待磨物料体积比为1∶2.5，之后将物料过80目筛，将混匀的原料装入刷好脱模剂的模具中，在振动台上震动均匀，然后放入燃气窑中用氮化硅棚板垫起，烧成的工艺曲线为：从室温以15℃/min的加热速度升温至400℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速度升至980℃，保温50min，在以15℃/min的速度降至700℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品，经过切割后得到防腐砖材料。
9.如权利要求2所述的利用废瓷制备低温发泡陶瓷防腐砖的方法，该方法是通过下述具体工艺步骤实现的：将废瓷和废玻璃经过粉碎后过筛，经过120℃干燥处理后，称取2.75kg废瓷粉、2.0kg废玻璃粉、0.25kg六偏磷酸钠，将以上物料装入球磨罐中球磨4h，控制介质球与待磨物料体积比为1∶2.5，之后将物料过80目筛，将混匀的原料装入刷好脱模剂的模具中，在振动台上震动均匀，然后放入燃气窑中用氮化硅棚板垫起，烧成的工艺曲线为：从室温以15℃/min的加热速度升温至400℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速度升至950℃，保温50min，在以15℃/min的速度降至700℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品。经过切割后得到防腐砖材料。
10.如权利要求2所述的利用废瓷制备低温发泡陶瓷防腐砖的方法，该方法是通过下述具体工艺步骤实现的：将废瓷和废玻璃经过粉碎后过筛，经过120℃干燥处理后，称取2.3kg废瓷粉、2.2kg废玻璃、0.25kg硼砂、0.25kg磷酸钠，将以上物料装入球磨罐中球磨4h，控制介质球与待磨物料体积比为1∶2.5，之后将物料过80目筛，将混匀的原料装入刷好脱模剂的模具中，在振动台上震动均匀，然后放入电窑中用氮化硅棚板垫起，烧成的工艺曲线为：从室温以15℃/min的加热速度升温至400℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速度升至880℃，保温50min，在以15℃/min的速度降至680℃，进行高温脱模，然后以5℃/min进行冷却到室温，制得发泡陶瓷样品，经过切割后得到防腐砖材料。
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