CN104671821A - 一种低成本多孔陶瓷吸音材料及其制造工艺 - Google Patents

一种低成本多孔陶瓷吸音材料及其制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低成本多孔陶瓷吸音材料及其制造工艺，陶瓷吸音材料由以下重量百分比的原料制成：联合法赤泥23～28%、钢渣23～28%、煤矸石13～18%、电石渣8～12%、锅炉渣8～12%、石英砂3～8%以及10%的氢氧化钠溶液8～12%。本发明的吸音材料以冶金工业废弃物赤泥和钢渣为主要原料，能够解决地铁、城市道路、高速公路和铁路噪音污染问题。

Description

一种低成本多孔陶瓷吸音材料及其制造工艺
技术领域
本发明涉及吸声材料技术领域，具体涉及一种低成本多孔陶瓷吸音材料及其制造工艺。
背景技术
赤泥是氧化铝生产过程中排放的废弃物，是氧化铝产量的两倍左右，目前均露天堆存。炼钢炉渣因含f-CaO和成分不稳定，利用率在25%左右。电石渣长期堆积会造成良田盐碱化。我国煤矸石每年增加两亿吨，形成了一座座矸石山。锅炉渣中碳、二氧化硅和三氧化二铝含量较高，可重新用作硅酸盐制品的骨架。通过成本简单工艺回收二次资源，实现变废为宝，这样做对环境保护、资源再生和再利用具有十分重要意义。近几年，工业、交通运输业迅猛发展，噪声污染成为继水污染和大气污染之后的全球的第三大污染。在铁路和高速公路两旁周边区域，噪声污染已危及居民的听力系统，易使人产生耳鸣、耳聋，甚至影响到周边环境电气、仪表的正常运行及使用寿命。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种低成本多孔陶瓷吸音材料及其制造工艺，该吸音材料以冶金工业废弃物赤泥和钢渣为主要原料，能够解决地铁、城市道路、高速公路和铁路噪音污染问题。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种低成本多孔陶瓷吸音材料，由以下重量百分比的原料制成：联合法赤泥23～28%、钢渣23～28%、煤矸石13～18%、电石渣8～12%、锅炉渣8～12%、石英砂3～8%以及10%的氢氧化钠溶液8～12%。
一种低成本多孔陶瓷吸音材料，由以下重量百分比的原料制成：联合法赤泥25%、钢渣25%、煤矸石15%、电石渣10%、锅炉渣10%、石英砂5%以及10%的氢氧化钠溶液10%。
    所述钢渣主要组成为SiO2 15～20%、Fe2O3 14～18%、Al2O3 6～10%、MgO 5～8%、CaO 40～45%、Na2O 0.2～0.5%和K2O 0.1～0.3%。
    所述煤矸石的主要组成为C 15～20%、SiO2 45～50%、Al2O3 20～25%、CaO 5～10%、Fe2O3 5～10%、Na2O 2～3%、K2O 5～8%和MgO1～2%。
所述电石渣的主要组成为CaO 90～95%、SiO2 3～8%、Fe2O3 1～4%、Al2O3 2～5%和C 2～4%。
所述赤泥的主要组成为CaO 45～48%、SiO2 20～23%、Fe2O3 6～8%、Al2O3 5～8%、Na2O 2.5～3%和K2O 1～1.5%。
    一种低成本多孔陶瓷吸音材料的制造工艺，包括以下步骤：
    （1）、按照重量百分比取联合法赤泥23～28%、钢渣23～28%、煤矸石13～18%、电石渣8～12%、锅炉渣8～12%、石英砂3～8%、以及10%氢氧化钠溶液8～12%备用；
（2）、将钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣分别经过破碎机粗碎成10mm以下的颗粒，然后再分别放入球磨机中球磨，使钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣的颗粒粒径在0.5-1mm之间。
（3）、将步骤（2）经过球磨后的钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣以及步骤（1）取的联合法赤泥、石英砂和氢氧化钠溶液混合均匀，并浸润0.5h，得到混合物料；
    （4）、将步骤（3）得到的混合物料加入模具内，在20MPa压力下压制成型；脱模后的样品在干燥箱内150℃条件下干燥3h；
（5）、将烘干的生坯试样置入马弗炉内按下列几个阶段进行焙烧：
25～250℃，升温速率为3℃/min；
250℃保温60min；
250～800℃，升温速率为2℃/min；
800℃保温60min；
800～1120℃，升温速率为2℃/min；
1120℃保温120min；
随炉冷却自然降温，降至250-350℃时出炉即可得到成品。
有益效果
    本发明的多孔陶瓷吸音材料以钢渣、煤矸石和赤泥为主要原料，其中煤矸石和赤泥含有丰富的Na2O和K2O，能够与其他原料中CaO、Al2O3和SiO2形成低熔点共熔物和大量的玻璃相，以作为烧结反应的助熔剂，并且钢渣中包含许多简单氧化物和复杂氧化物（两两氧化物或者多个氧化物结合而成），钢渣中复杂氧化物在形成时已经吸收了大量潜热，本发明陶瓷吸音材料在烧成过程中利用了该部分潜热，降低了钙铝黄长石的形成温度，比原吸音材料烧成温度降低了50℃，实现了多孔陶瓷吸音材料低碳生产，节约了能源。
具体实施方式
    一种低成本多孔陶瓷吸音材料的制造工艺，包括以下步骤：
    （1）、按照重量百分比取联合法赤泥23～28%、钢渣23～28%、煤矸石13～18%、电石渣8～12%、锅炉渣8～12%、石英砂3～8%、以及10%氢氧化钠溶液8～12%备用；
（2）、将钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣分别经过破碎机粗碎成10mm以下的颗粒，然后再分别放入球磨机中球磨，使钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣的颗粒粒径在0.5-1mm之间。
（3）、将步骤（2）经过球磨后的钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣以及步骤（1）取的联合法赤泥、石英砂和氢氧化钠溶液混合均匀，并浸润0.5h，得到混合物料；
    （4）、将步骤（3）得到的混合物料加入模具内，在20MPa压力下压制成型；脱模后的样品在干燥箱内150℃条件下干燥3h；
（5）、将烘干的生坯试样置入马弗炉内按下列几个阶段进行焙烧：
25～250℃，升温速率为3℃/min；
250℃保温60min；
250～800℃，升温速率为2℃/min；
800℃保温60min；
800～1120℃，升温速率为2℃/min；
1120℃保温120min；
随炉冷却自然降温，降至250-350℃时出炉即可得到成品。
以下是本发明的具体实施例：
实施例1
一种低成本多孔陶瓷吸音材料的制造工艺，包括以下步骤：
    （1）、按照重量百分比取联合法赤泥联合法赤泥25%、钢渣25%、煤矸石15%、电石渣10%、锅炉渣10%、石英砂5%以及10%的氢氧化钠溶液10%备用；
（2）、将钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣分别经过破碎机粗碎成10mm以下的颗粒，然后再分别放入球磨机中球磨，使钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣的颗粒粒径在0.5-1mm之间。
（3）、将步骤（2）经过球磨后的钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣以及步骤（1）取的联合法赤泥、石英砂和氢氧化钠溶液混合均匀，并浸润0.5h，得到混合物料；
    （4）、将步骤（3）得到的混合物料加入模具内，在20MPa压力下压制成型；脱模后的样品在干燥箱内150℃条件下干燥3h；
（5）、将烘干的生坯试样置入马弗炉内按下列几个阶段进行焙烧：
25～250℃，升温速率为3℃/min；
250℃保温60min；
250～800℃，升温速率为2℃/min；
800℃保温60min；
800～1120℃，升温速率为2℃/min；
1120℃保温120min；
随炉冷却自然降温，降至250-350℃时出炉即可得到成品。
    对得到的多孔陶瓷吸音材料用JTZB 吸声系数测试系统测定250 Hz、500 Hz、1000 Hz以及2000 Hz 时吸声系数，得到平均吸声系数为0.52；利用WDW-200D 型微机控制电子式万能材料试验机测试样品的抗压强度为5.43 Mpa；采用阿基米德排水称重法测试样品的孔隙率为60.6%。
实施例2
一种低成本多孔陶瓷吸音材料的制造工艺，包括以下步骤：
    （1）、按照重量百分比取联合法赤泥23%、钢渣26%、煤矸石13%、电石渣12%、锅炉渣8%、石英砂7%、以及10%氢氧化钠溶液11%备用；
（2）、将钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣分别经过破碎机粗碎成10mm以下的颗粒，然后再分别放入球磨机中球磨，使钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣的颗粒粒径在0.5-1mm之间。
（3）、将步骤（2）经过球磨后的钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣以及步骤（1）取的联合法赤泥、石英砂和氢氧化钠溶液混合均匀，并浸润0.5h，得到混合物料；
    （4）、将步骤（3）得到的混合物料加入模具内，在20MPa压力下压制成型；脱模后的样品在干燥箱内150℃条件下干燥3h；
（5）、将烘干的生坯试样置入马弗炉内按下列几个阶段进行焙烧：
25～250℃，升温速率为3℃/min；
250℃保温60min；
250～800℃，升温速率为2℃/min；
800℃保温60min；
800～1120℃，升温速率为2℃/min；
1120℃保温120min；
随炉冷却自然降温，降至250-350℃时出炉即可得到成品。
实施例3
一种低成本多孔陶瓷吸音材料的制造工艺，包括以下步骤：
    （1）、按照重量百分比取联合法赤泥28%、钢渣23%、煤矸石18%、电石渣8%、锅炉渣12%、石英砂3%、以及10%氢氧化钠溶液8%备用；
（2）、将钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣分别经过破碎机粗碎成10mm以下的颗粒，然后再分别放入球磨机中球磨，使钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣的颗粒粒径在0.5-1mm之间。
（3）、将步骤（2）经过球磨后的钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣以及步骤（1）取的联合法赤泥、石英砂和氢氧化钠溶液混合均匀，并浸润0.5h，得到混合物料；
    （4）、将步骤（3）得到的混合物料加入模具内，在20MPa压力下压制成型；脱模后的样品在干燥箱内150℃条件下干燥3h；
（5）、将烘干的生坯试样置入马弗炉内按下列几个阶段进行焙烧：
25～250℃，升温速率为3℃/min；
250℃保温60min；
250～800℃，升温速率为2℃/min；
800℃保温60min；
800～1120℃，升温速率为2℃/min；
1120℃保温120min；
随炉冷却自然降温，降至250-350℃时出炉即可得到成品。

Claims (7)

1.一种低成本多孔陶瓷吸音材料，其特征在于：由以下重量百分比的原料制成：联合法赤泥23～28%、钢渣23～28%、煤矸石13～18%、电石渣8～12%、锅炉渣8～12%、石英砂3～8%以及10%的氢氧化钠溶液8～12%。
2.一种低成本多孔陶瓷吸音材料，其特征在于：由以下重量百分比的原料制成：联合法赤泥25%、钢渣25%、煤矸石15%、电石渣10%、锅炉渣10%、石英砂5%以及10%的氢氧化钠溶液10%。
3.如权利要求1所述的一种低成本多孔陶瓷吸音材料，其特征在于：所述钢渣主要组成为SiO2 15～20%、Fe2O3 14～18%、Al2O3 6～10%、MgO 5～8%、CaO 40～45%、Na2O 0.2～0.5%和K2O 0.1～0.3%。
4.如权利要求1所述的一种低成本多孔陶瓷吸音材料，其特征在于：所述煤矸石的主要组成为C 15～20%、SiO2 45～50%、Al2O3 20～25%、CaO 5～10%、Fe2O3 5～10%、Na2O 2～3%、K2O 5～8%和MgO1～2%。
5.如权利要求1所述的一种低成本多孔陶瓷吸音材料，其特征在于：所述电石渣的主要组成为CaO 90～95%、SiO2 3～8%、Fe2O3 1～4%、Al2O3 2～5%和C 2～4%。
6.如权利要求1所述的一种低成本多孔陶瓷吸音材料，其特征在于：所述赤泥的主要组成为CaO 45～48%、SiO2 20～23%、Fe2O3 6～8%、Al2O3 5～8%、Na2O 2.5～3%和K2O 1～1.5%。
7.如权利要求1所述低成本多孔陶瓷吸音材料的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：
    （1）、按照重量百分比取联合法赤泥23～28%、钢渣23～28%、煤矸石13～18%、电石渣8～12%、锅炉渣8～12%、石英砂3～8%、以及10%氢氧化钠溶液8～12%备用；
（2）、将钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣分别经过破碎机粗碎成10mm以下的颗粒，然后再分别放入球磨机中球磨，使钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣的颗粒粒径在0.5-1mm之间；
（3）、将步骤（2）经过球磨后的钢渣、煤矸石、电石渣和锅炉渣以及步骤（1）取的联合法赤泥、石英砂和氢氧化钠溶液混合均匀，并浸润0.5h，得到混合物料；
（4）、将步骤（3）得到的混合物料加入模具内，在20MPa压力下压制成型；脱模后的样品在干燥箱内150℃条件下干燥3h；
（5）、将烘干的生坯试样置入马弗炉内按下列几个阶段进行焙烧：
25～250℃，升温速率为3℃/min；
250℃保温60min；
250～800℃，升温速率为2℃/min；
800℃保温60min；
800～1120℃，升温速率为2℃/min；
1120℃保温120min；
随炉冷却自然降温，降至250-350℃时出炉即可得到成品。
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