CN104671821B - 一种低成本多孔陶瓷吸音材料及其制造工艺 - Google Patents
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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
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SiO215~20%、Fe2O314~18%、Al2O36~10%、MgO5~8%、CaO40~45%、Na2O0.2~0.5%和K2O0.1~0.3%。
所述煤矸石的主要组成为C15~20%、SiO245~50%、Al2O320~25%、CaO5~10%、Fe2O35~10%、Na2O2~3%、K2O5~8%和MgO1~2%。
所述电石渣的主要组成为CaO90~95%、SiO23~8%、Fe2O31~4%、Al2O32~5%和C2~4%。
所述赤泥的主要组成为CaO45~48%、SiO220~23%、Fe2O36~8%、Al2O35~8%、Na2O2.5~3%和K2O1~1.5%。
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250Hz、500Hz、1000Hz以及2000Hz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5.43Mpa;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 (3)
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;
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