CN104628240A

CN104628240A - 一种利用贝壳和废玻璃制备泡沫玻璃的方法

Info

Publication number: CN104628240A
Application number: CN201510073679.1A
Authority: CN
Inventors: 田如锦
Original assignee: Dalian Jiaotong University
Current assignee: Dalian Jiaotong University
Priority date: 2015-02-11
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2015-05-20

Abstract

本发明公开一种用贝壳作发泡剂的泡沫玻璃及其制备方法。经预处理的贝壳和废玻璃按照一定比例与适量的添加剂均匀混合，依靠贝壳加热分解和释放气体而烧结形成泡沫玻璃。该方法生产的泡沫玻璃具有质量轻、孔径均匀、强度高、保温隔热性能好、产品质量稳定和成本低廉等优点，可以广泛用作房屋建筑的保温隔热材料。本发明所涉及的泡沫玻璃原材料来源广泛，制备工艺简单，设备操作方便，实现了固体废弃物的有效回收和再利用，变废为宝，具有显著的经济和社会效益。

Description

一种利用贝壳和废玻璃制备泡沫玻璃的方法

技术领域

本发明属于废物资源化利用领域，特别涉及利用贝壳和废玻璃制备泡沫玻璃的方法。

背景技术

玻璃因其较高的化学稳定性和无害性而广泛应用于房屋建筑和制造各种卫生要求较高的日常生活用品，但因其较易破碎而不可避免地会产生许多玻璃废弃物。这些废玻璃的大量堆积不仅严重影响周围的环境卫生，也是人畜活动的一大安全隐患。目前，废玻璃的回收技术主要包括：1.重新回炉熔制，2.生产玻璃纤维，3.取代天然矿物做熔剂，4.生产玻璃马赛克和人造大理石和花岗岩等。

与此同时，随着生活水平的提高和食品行业的迅猛发展，需要消耗大量的禽蛋。贝壳作为一种废弃物，通常是采用填埋处理，易引起环境污染。贝壳的主要成分是碳酸钙，在我国大多利用贝壳来制作动物饲料添加剂。

鉴于玻璃和贝壳采用一般方法和自然循环都很难在短期内发生降解，两者都属于一种资源的错误闲置。因此，利用贝壳和废玻璃来制备泡沫玻璃不仅可以进一步扩大其应回收再利用的范围，特别是对于节约资源、保护环境和实施可持续发展战略目标都有着十分重要的意义。

泡沫玻璃通常是将一定比例的废玻璃、发泡剂和添加剂等经粉碎、研磨以实现均匀混合，再经过预热、发泡、冷却等系列工艺制成的多孔材料。虽然现有生产泡沫玻璃的方法有很多种，原材料的来源和种类也不尽相同，但还未见采用贝壳和废玻璃来制备泡沫玻璃的相关研究报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本的性能优良、易于生产加工且能够满足大规模市场应用要求的泡沫玻璃及其制备方法。其特点是以废玻璃为主要原料、贝壳作为发泡剂制备泡沫玻璃，为贝壳和废玻璃的回收利用开辟新途径，节能环保，符合当前绿色材料生产的要求和可持续发展的基本国策，是泡沫玻璃生产技术的一项重要突破。

本发明的技术方案是将废玻璃和作为发泡剂的贝壳以及添加剂均匀混合烧结而成泡沫玻璃。其具体步骤为：

废玻璃预处理：废玻璃用清水充分清洗3次并入干燥箱进行干燥，再依次经破碎机和球磨机进行破碎和球磨处理，获得玻璃粉；

贝壳预处理：将清洗和干燥后的贝壳置于球磨机内球磨成贝壳粉；

泡沫玻璃制备：将玻璃粉、贝壳粉与添加剂按以下比例均匀混合：

添加剂 4～12wt.％

贝壳粉 0.5～3wt.％

废玻璃粉余量

各原料按上述比例混合后装入模具内并置于电阻炉内，加热到800～1000℃后保温30～90分钟，然后随炉冷却至室温并脱模，形成泡沫玻璃；

所述添加剂为磷酸钠和氟硅酸钠。以降低废玻璃粉的熔化温度和加速废玻璃粉熔化，提高熔体的聚合度和粘度，并稳定泡沫结构。

本发明提供的方法，所述贝壳粉球磨后的直径为50～250目，

本发明提供的方法，所述废玻璃粉破碎、球磨后的直径为140～200目。

本发明提供的方法，废玻璃为平板玻璃、压花玻璃、废玻璃瓶中的一种或几种的混合物。

本发明提供的方法，贝壳为扇贝壳、文蛤壳、毛蚶壳和牡蛎壳中的一种或几种的混合物。

本发明制备多孔材料的模具优选不锈钢模具。

用贝壳和废玻璃制备泡沫玻璃，原材料来源广泛，成本低廉，设备操作简单，有效回收和实现资源再利用，变废为宝，具有显著的经济和社会效益。该方法生产的泡沫玻璃具有质量轻、发泡均匀、强度高、保温隔热性能好和产品质量稳定等优点，可以作为房屋建筑的保温隔热材料，充分实现了固体废弃物的资源化利用。

本发明所提供的泡沫玻璃密度为0.2～0.5g/cm³，气孔直径为1～4mm，常温导热系数小于0.05W/(K·m)。

本发明与现有技术相比，其有益效果主要体现在：通过对生产和生活中的固体废弃物(贝壳和玻璃)进行合理加工以便资源再利用，解决了贝壳和玻璃长期堆积存放而导致的环境污染和可能存在的安全隐患，突破了制备泡沫玻璃所需发泡剂来源的局限性。该方法所涉及的泡沫玻璃由低温烧结直接制备，无需后续加工。更重要的是，孔径均匀，可以通过改变烧结温度和发泡剂所占比例加以调整和控制。本发明技术方案工艺简单，成本低廉，无二次污染，生产周期短，生产效率高，可以实现批量化连续生产，具有突出的使用价值和广阔的应用前景。本发明为固体废弃物—贝壳和废玻璃的处理提供了一种简便有效的方法，所制备的泡沫玻璃不仅能够在保温隔热和吸音降噪方面发挥积极作用，可用作建筑保温材料、隔音降噪材料和装饰材料，但又不局限于此，广泛应用于各种民用建筑、厂房、地铁等不同场合，在环境污染治理和资源回收利用方面实现了新的突破。

具体实施方式

下面的实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

一种用贝壳和废玻璃制备泡沫玻璃的方法，其特征在于按照以下方法制备：

(1)废玻璃预处理：废玻璃用清水充分清洗3次并干燥，然后分别经破碎机和球磨机进行破碎、球磨成粒径为140目的玻璃粉；

(2)贝壳预处理：将清洗并干燥的贝壳置于球磨机内球磨成粒径为50目的贝壳粉；

(3)泡沫玻璃制备：按比例将贝壳粉0.5wt.％、添加剂6wt.％和余量的玻璃粉均匀混合后装入矩形不锈钢模具内；然后，将其置于电阻炉内加热到800℃并保温30分钟形成泡沫玻璃，随炉冷却至室温并脱模得到泡沫玻璃。所述添加剂磷酸钠和氟硅酸钠按质量比为2.5：1添加。

本实施例提供的泡沫玻璃密度为0.2g/cm³，气孔直径为1.5mm，常温导热系数小于0.02W/(K·m)。

实施例2

(1)废玻璃预处理：废玻璃用清水充分清洗3次并干燥，然后分别经破碎机和球磨机进行破碎、球磨成粒径为170目的玻璃粉。

(2)贝壳预处理：将清洗并干燥的贝壳置于球磨机内球磨成粒径为150目的贝壳粉。

(3)泡沫玻璃制备：按比例将贝壳粉2wt.％、添加剂10wt.％和余量的玻璃粉均匀混合后装入矩形不锈钢模具内；然后，将其置于电阻炉内加热到900℃并保温60分钟形成泡沫玻璃，随炉冷却至室温并脱模得到泡沫玻璃。所述添加剂磷酸钠和氟硅酸钠按质量比为2.5：1添加。本实施例提供的泡沫玻璃密度为0.3g/cm³，气孔直径为2mm，常温导热系数小于0.04W/(K·m)。

实施例3

(1)废玻璃预处理：废玻璃用清水充分清洗3次并干燥，然后分别经破碎机和球磨机进行破碎、球磨成粒径为200目的玻璃粉。

(2)贝壳预处理：将清洗并干燥的贝壳置于球磨机内球磨成粒径为200目的贝壳粉。

(3)泡沫玻璃制备：按比例将、贝壳粉3wt％、添加剂12wt％和余量的玻璃粉均匀混合后装入矩形不锈钢模具内；然后，将其置于电阻炉内加热到1000℃并保温90分钟形成泡沫玻璃，随炉冷却至室温并脱模得到泡沫玻璃。所述添加剂磷酸钠和氟硅酸钠按质量比为2.5：1添加。

本实施例所提供的泡沫玻璃密度为0.4g/cm3，气孔直径为3mm，常温导热系数小于0.05W/(K·m)。

Claims

1.一种用贝壳和废玻璃制备泡沫玻璃的方法，其特征在于按照以下方法制备：

添加剂 4～12wt.％

贝壳粉 0.5～3wt.％

废玻璃粉余量

所述添加剂为磷酸钠和氟硅酸钠。

2.根据权利要求1所述制备泡沫玻璃的方法，其特征在于所述贝壳粉球磨后的直径为50～250目。

3.根据权利要求1所述制备泡沫玻璃的方法，其特征在于所述废玻璃粉破碎、球磨后的直径为140～200目。

4.根据权利要求1所述制备泡沫玻璃的方法，其特征在于废玻璃为平板玻璃、压花玻璃、废玻璃瓶中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1所述制备泡沫玻璃的方法，其特征在于贝壳为扇贝壳、文蛤壳、毛蚶壳和牡蛎壳中的一种或几种的混合物。