CN104058590A - 一种镁还原渣制备泡沫玻璃的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种镁还原渣制备泡沫玻璃的方法,是针对镁还原渣污染严重的情况,采用与硅酸盐类的碎玻璃进行混合,以碳酸钙为发泡剂,硼砂为助熔剂,六偏磷酸钠为稳泡剂,采用材料预处理粉碎、按比例混合、微波加热烧结,制成泡沫玻璃,可用作建筑和装饰材料,此制备方法工艺先进,数据准确翔实,制备的泡沫玻璃强度好,硬度高,孔隙率为68%,体积密度为472g·mm-3,抗压强度为5.7MPa,抗折强度为3.2MPa,可在多种工业领域做建筑、装饰材料使用,是十分理想的用镁还原渣制备泡沫玻璃的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种镁还原渣制备泡沫玻璃的方法,属冶金废渣利用、制备建筑装饰材料的技术领域。
背景技术
镁是有色轻金属,由于镁及镁合金的性能优越,在航空航天、电子工业中得到了较广泛的应用。
镁是由还原镁煅白得到的,在镁煅白的还原过程中将会产生镁还原渣,每生产1吨镁就会产生5-6吨镁还原渣;镁还原渣易粉化,水化溶液显碱性,严重污染环境;随着镁还原渣的大量排放堆积,不仅造成大量资源流失,而且占用了大量土地资源、破坏了地貌和植被;如何对镁还原渣进行治理、回收利用是一个非常重要的研究课题。
泡沫玻璃具有机械强度高、导热系数小、不燃烧、不变形、易加工的优点,是一种性能良好的保温隔热和吸声材料,也是一种轻质建筑和装饰材料。
如果将镁还原渣和碎玻璃结合利用,制备一种新型的轻质建筑和装饰材料是非常可取的,既可以充分利用废渣,又可制成新的建筑和装饰材料。
发明内容
发明目的
本发明的目的是针对背景技术的状况,采用镁还原渣、碎玻璃为原料,碳酸钙为发泡剂,硼砂为助熔剂,六偏磷酸钠为稳泡剂,经研磨、混合、搅拌、微波烧结,制成泡沫玻璃,以充分利用镁还原渣,制成建筑和装饰材料,以减少和消除废渣的污染,保护环境。
技术方案
本发明使用的化学物质材料为:镁还原渣、碎玻璃、碳酸钙、硼砂、六偏磷酸钠、洁净水,其准备用量如下:以克、毫升为计量单位
镁还原渣:CaO55.34%、SiO228.2%、MgO9.41%、Fe2O35.52%、Al2O31.53%,90g±1g
碎玻璃:SiO268.84%、Na2O9.18%、CaO7.6%、Al2O36.32%、K2O5.14%、MgO2.41%、Fe2O30.51%,174g±1g
碳酸钙:CaCO3,15g±1g
硼砂Na2B4O7·10H2O,12g±1g
六偏磷酸钠:Na6O18P6,9g±1g
洁净水:H2O,4000mL±50mL
制备方法如下:
(1)预处理镁还原渣
①研磨、过筛,将镁还原渣90g±1g置于研磨机内进行研磨,然后用200目筛网进行过筛,研磨、过筛反复进行,研磨后使镁还原渣成细粉,粉体颗粒直径≤0.074mm;
②干燥,将研磨、过筛后的镁还原渣置于石英容器中,然后置于干燥箱中干燥,干燥温度100℃,干燥时间60min;
(2)预处理碎玻璃
①清洗,将碎玻璃174g±1g置于清洗槽内,然后用洁净水1000mL进行清洗,清洗重复进行3次;
②干燥,将清洗后的碎玻璃置于石英容器中,然后置于干燥箱中干燥,干燥温度100℃,干燥时间60min;
破碎,将干燥后的碎玻璃置于破碎机内进行破碎,然后置于研磨机内进行研磨,用200目筛网过筛,研磨、过筛反复进行,研磨后碎玻璃成细粉,粉体颗粒直径≤0.074mm;
研磨后将碎玻璃细粉置于干燥箱中保存,干燥箱中温度保持在100℃;
(3)配料,混合
将预处理后的镁还原渣90g±1g、碎玻璃174g±1g、碳酸钙15g±1g、硼砂12g±1g、六偏磷酸钠9g±1g,加入混合搅拌器内;
开启搅拌器,进行搅拌,搅拌器转数50r/min,搅拌时间30min;搅拌后成混合细粉;
(4)微波炉烧制泡沫玻璃
泡沫玻璃的烧制是在微波加热炉内进行的,是在加热、发泡、稳定、退火过程中完成的;
将混合细粉置于石英容器中,然后置于微波加热炉内,并密闭;
开启微波加热炉的微波加热发生器,按预热、发泡、稳定、退火的顺序进行温度控制:
预热:将微波加热发生器的加热温度控制在500℃±2℃,并在此温度恒温保温20min;
发泡:将加热温度升至1000℃±2℃,并在此温度恒温保温60min;
稳定:将加热温度降到600℃±2℃,并在此温度恒温保温60min;
退火:关闭微波加热发生器,停止加热,使烧结体冷却至25℃,烧结体在冷却过程中完成了退火,退火后的烧结体即为泡沫玻璃;
(5)检测、分析、表征
对制备的泡沫玻璃的形貌、色泽、化学成分、物相组成、体积密度、气孔率、化学物理性能、力学性能进行检测、分析、表征;
用X射线衍射仪进行物相组成分析;
用万能测试仪进行物理性能、力学性能分析;
结论:泡沫玻璃为灰色泡沫状,泡沫内孔径为0.1~3㎜,孔隙率为68%,体积密度为472g·mm-3,抗压强度为5.7MPa,抗折强度为3.2MPa。
有益效果
本发明与背景技术相比具有明显的先进性,是针对镁还原渣污染严重的情况,采用与硅酸盐类的碎玻璃进行混合,以碳酸钙为发泡剂,采用预处理研磨,按比例混合,微波加热烧制,制成泡沫玻璃,用作建筑和装饰材料,此制备方法工艺先进,数据精确翔实,制备的泡沫玻璃强度好,硬度高,孔隙率为68%,体积密度为472g·mm-3,抗压强度为5.7MPa,抗折强度为3.2MPa,可在多种工业领域做建筑、装饰材料使用,是十分理想的用镁还原渣制备泡沫玻璃的方法。
附图说明
图1为微波加热烧制泡沫玻璃状态图
图2为泡沫玻璃形貌图
图3为泡沫玻璃X射线衍射图谱
图中所示,附图标记清单如下:
1、微波加热炉,2、电控台,3、炉盖,4、微波加热发生器,5、工作台,6、石英容器,7、泡沫玻璃,8、显示屏,9、指示灯,10、电源开关,11、微波加热控制器,12、加热时间控制器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明:
图1所示,为微波加热烧制泡沫玻璃状态图,各部位置、连接关系要正确,按量配比,按工艺参数控制,按序操作。
制备使用的化学物质的量值是按预先设置的范围确定的,以克、毫升为计量单位。
泡沫玻璃的烧制是在微波加热炉内进行的,是在预热、发泡、稳定、退火过程中完成的;
微波加热炉为立式,微波加热炉1下部为电控台2、上部为炉盖3;在微波加热炉1的内壁上为设有微波加热发生器4,在微波加热炉1的内底部设有工作台5,在工作台5上置放石英容器6、在石英容器6内为泡沫玻璃7;在电控台2上设有显示屏8、指示灯9、电源开关10、微波加热控制器11、加热时间控制器12。
图2所示,为泡沫玻璃形貌图,图中所示,泡沫玻璃为灰色泡沫状,内部有气孔,孔隙率为68%。
图3所示,为泡沫玻璃X射线衍射图谱,图中所示,纵坐标为衍射强度,横坐标为衍射角2θ,在衍射角30°处有最高峰,此处晶相为CaSiO3。
Claims (2)
1.一种镁还原渣制备泡沫玻璃的方法,其特征在于:使用的化学物质材料为:镁还原渣、碎玻璃、碳酸钙、硼砂、六偏磷酸钠、洁净水,其准备用量如下:以克、毫升为计量单位
镁还原渣:CaO55.34%、SiO228.2%、MgO9.41%、Fe2O35.52%、Al2O31.53%,90g±1g
碎玻璃:SiO268.84%、Na2O9.18%、CaO7.6%、Al2O36.32%、K2O5.14%、MgO2.41%、Fe2O30.51%,174g±1g
碳酸钙:CaCO3,15g±1g
硼砂Na2B4O7·10H2O,12g±1g
六偏磷酸钠:Na6O18P6,9g±1g
洁净水:H2O,4000mL±50mL
制备方法如下:
(1)预处理镁还原渣
①研磨、过筛,将镁还原渣90g±1g置于研磨机内进行研磨,然后用200目筛网进行过筛,研磨、过筛反复进行,研磨后使镁还原渣成细粉,粉体颗粒直径≤0.074mm;
②干燥,将研磨、过筛后的镁还原渣置于石英容器中,然后置于干燥箱中干燥,干燥温度100℃,干燥时间60min;
(2)预处理碎玻璃
①清洗,将碎玻璃174g±1g置于清洗槽内,然后用洁净水1000mL进行清洗,清洗重复进行3次;
②干燥,将清洗后的碎玻璃置于石英容器中,然后置于干燥箱中干燥,干燥温度100℃,干燥时间60min;
破碎,将干燥后的碎玻璃置于破碎机内进行破碎,然后置于研磨机内进行研磨,用200目筛网过筛,研磨、过筛反复进行,研磨后碎玻璃成细粉,粉体颗粒直径≤0.074mm;
研磨后将碎玻璃细粉置于干燥箱中保存,干燥箱中温度保持在
100℃;
(3)配料,混合
将预处理后的镁还原渣90g±1g、碎玻璃174g±1g、碳酸钙15g±1g、硼砂12g±1g、六偏磷酸钠9g±1g,加入混合搅拌器内;
开启搅拌器,进行搅拌,搅拌器转数50r/min,搅拌时间30min;搅拌后成混合细粉;
(4)微波炉烧制泡沫玻璃
泡沫玻璃的烧制是在微波加热炉内进行的,是在加热、发泡、稳定、退火过程中完成的;
将混合细粉置于石英容器中,然后置于微波加热炉内,并密闭;
开启微波加热炉的微波加热发生器,按预热、发泡、稳定、退火的顺序进行温度控制:
预热:将微波加热发生器的加热温度控制在500℃±2℃,并在此温度恒温保温20min;
发泡:将加热温度升至1000℃±2℃,并在此温度恒温保温60min;
稳定:将加热温度降到600℃±2℃,并在此温度恒温保温60min;
退火:关闭微波加热发生器,停止加热,使烧结体冷却至25℃,烧结体在冷却过程中完成了退火,退火后的烧结体即为泡沫玻璃;
(5)检测、分析、表征
对制备的泡沫玻璃的形貌、色泽、化学成分、物相组成、体积密度、气孔率、化学物理性能、力学性能进行检测、分析、表征;
用X射线衍射仪进行物相组成分析;
用万能测试仪进行物理性能、力学性能分析;
结论:泡沫玻璃为灰色泡沫状,泡沫内孔径为0.1~3㎜,孔隙率为68%,体积密度为472g·mm-3,抗压强度为5.7MPa,抗折强度为3.2MPa。
2.根据权利要求1所述的一种镁还原渣制备泡沫玻璃的方法,其特征在于:泡沫玻璃的烧制是在微波加热炉内进行的,是在预热、发泡、稳定、退火过程中完成的;
微波加热炉为立式,微波加热炉(1)下部为电控台(2)、上部为炉盖(3);在微波加热炉(1)的内壁上为设有微波加热发生器(4),在微波加热炉(1)的内底部设有工作台(5),在工作台(5)上置放石英容器(6)、在石英容器(6)内为泡沫玻璃(7);在电控台(2)上设有显示屏(8)、指示灯(9)、电源开关(10)、微波加热控制器(11)、加热时间控制器(12)。
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