CN104760120A - 一种新型轻质防火墙体板及其制备方法 - Google Patents

一种新型轻质防火墙体板及其制备方法 Download PDF

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王国昌
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Abstract

本发明公开了一种新型轻质防火墙体板及其制备方法，属于建筑材料技术领域。该方法首先将低品位菱镁矿煅烧得到的轻烧镁粉加入到一步法硼酸母液中，调配成波美度为27-32的凝结剂，所得凝结剂与集料和填充料混合制得混合料；再将增强材料铺在混合料表面后经成型和保养制得新型轻质防火墙体板。该墙体板是以硫酸镁母液作为生产原料，解决废液处理问题，同时生产的墙体板质量可靠，耐热、耐磨、膨胀系数小、稳定性好。

Description

一种新型轻质防火墙体板及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及以一步法硼酸母液与低品位菱镁矿为原料的一种新型轻质防火墙体板及其制备方法。
背景技术
现有技术中，多家硼酸生产企业均采用一步法生产硼酸，一步法硼酸生产采用硼镁矿为原料，硼镁矿与浓硫酸反应生成硼酸和硫酸镁，结晶制得晶体硼酸，副产含硼3-5wt%的硫酸镁母液[李杰等,低品位硼镁矿制备硼酸及回收硫酸镁的研究,矿产综合利用,2009，2（1）:3-6]。生产一吨硼酸，产生的硼酸母液约4-6吨。过去，直接排放，污染河流和农作物。近年来，经过技术改进，已经将过去的直接排放改为蒸发结晶制得硼镁肥。但由于工艺过程废液很难平衡，仍有排放，并且能耗增加，加之硼镁肥价格不高，经济效益不明显。
低品位菱镁矿，煅烧后得到的轻烧粉，其中氧化镁含量低于80%，由于耐火材料原料要求高，属于废弃资源。采用化工方法加工，生产硫酸镁、氯化镁、碳酸镁等镁盐，与海水为原料生产相比，成本较高，没有竞争力。且受当地硫酸、盐酸等生产条件限制，低品位菱镁矿的有效利用一直没有明显起色。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型轻质防火墙体板及其制备方法，该墙体板是以硫酸镁母液作为生产原料，解决废液处理问题，同时生产的墙体板质量可靠，耐热、耐磨、膨胀系数小、稳定性好。
本发明的技术方案是：
一种新型轻质防火墙体板的制备方法，包括如下步骤：
（1）将低品位菱镁矿煅烧得到的轻烧镁粉加入到一步法硼酸母液中，调配成波美度为27-32的凝结剂；
（2）将步骤（1）所得凝结剂与集料以4：（3-10）的重量比例混合后，再加入填充料制得混合料；
（3）以玻璃丝网格布或无纺布为增强材料，将增强材料铺在模板上，然后将步骤（2）所得混合料摊铺在模板上的增强材料上，再在混合料上表面再附上增强材料，然后上制板机做成型处理；
（4）将步骤（3）成型处理后的产品按所需规格切割后进入保养间，在60-80℃条件下保养4-8小时，制得新型轻质防火墙体板。
上述步骤（1）中，所述轻烧镁粉是所述低品位菱镁矿经900℃煅烧3小时制得，所述轻烧镁粉中氧化镁重量含量低于80％。
上述步骤（1）中，所述一步法硼酸母液是指一步法生产硼酸过程中，以硼镁矿为原料，硼镁矿与浓硫酸反应生成硼酸和硫酸镁，经结晶制得晶体硼酸，并副产含硼3-5wt%的硫酸镁母液(一步法硼酸母液中主要含硼酸和硫酸镁)。
上述步骤（2）中，所述集料为粉煤灰或工业废渣。
上述步骤（2）中，所述填充料为作物、植物秸秆、骨、壳、锯末、石粉、珍珠岩和废旧泡沫塑料中的一种或几种。所述填充料的加入量占凝结剂与集料总量的30-70wt％。
本发明原理如下：
本发明墙体板制备过程中，在保养间的高温条件下，硼酸母液中的硼酸与氧化镁在水溶液中能够生成碱式硼酸镁晶须，而碱式硼酸镁晶须最高失水温度高达700℃，是极好的阻燃材料，同时碱式硼酸镁弹性模量、拉伸强度均较强，具有优异的力学性，是典型的增韧增强材料。同样，在高温条件下，硼酸母液中大量的硫酸镁与氧化镁，在水溶液中能够生成碱式硫酸镁晶须，碱式硫酸镁晶须同样具有优良的力学性能和阻燃性能。更为重要的是这两种晶须材料烘干脱水后，性能稳定、质地坚硬。粉煤灰等工业废渣，主要利用其中含有的大量氧化钙、氧化硅等成分，与酸性废液反应生成硫酸钙，是水泥的重要成分。作物、植物秸秆、锯末等含有大量木质素和纤维素，是良好的结构填充剂，起到较好的力学作用。玻璃丝网格布、无纺布作为骨架增强材料，有利于成型加工。在保养间放置4到8小时后，将板材运进成品间，按规格进行切割并最终包装入库。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明是将低品位菱镁矿煅烧得到的轻烧粉（氧化镁含量低于80%）直接加入到一步法硼酸母液中，调配成一定的比例（玻美度为27-32）的凝结剂，以粉煤灰、工业废渣为集料；以作物、植物秸秆、骨、壳、锯末、石粉、珍珠岩以及废旧泡沫塑料等为填充料；以玻璃丝网格布、无纺布为增强材料，生产新型轻质防火墙体材料。
2、本发明将硫酸镁母液直接利用，作为原料用于生产墙体板，彻底解决废液处理问题，真正做到零排放。硼酸企业生产硼酸，同时回收硼镁肥，现在延长了产业链、增加了产品品种生产墙体板，一举多得，有效利用资源。
3、一步法硼酸生产母液中含有大量硫酸镁和少量硼酸，利用低品位菱镁矿煅烧后轻烧粉氧化镁与母液中硫酸镁与硼酸反应，在一定压力、温度、配比及浓度条件下，反应生成碱式硫酸镁晶须和碱式硼酸镁晶须，正是这些碱式镁盐晶须起到了耐热、耐磨、稳定、坚硬、阻燃等优良的力学和热学性能。水热反应温度、组分配比以及体系浓度是技术关键。
4、所制备的墙体板具有轻质（比相同尺寸空心砖减重30%）、高强（1.87MPa)、保温、隔音、隔热、防水、防火、抗渗、抗折、耐酸碱，便于安装的特点，同时墙体板质量可靠，耐热、耐磨、耐火、阻燃、膨胀系数小、稳定性好。
具体实施方式
实施例中所用一步法硼酸母液是指一步法生产硼酸过程中，以硼镁矿为原料，硼镁矿与浓硫酸反应生成硼酸和硫酸镁，经结晶制得晶体硼酸，并副产含硼3-5wt%的硫酸镁母液(主要含硼酸和硫酸镁)。
实施例1：
新型轻质防火墙体板的制备方法，包括如下步骤：
（1）低品位菱镁矿经900℃煅烧3小时制得轻烧镁粉，所述轻烧镁粉中氧化镁重量含量低于80％；将得到的轻烧镁粉加入到一步法硼酸母液中，调配成波美度为29的凝结剂；
（2）将步骤（1）所得凝结剂与粉煤灰以4：6的重量比例混合后，再加入填充料制得混合料；填充料的加入量占凝结剂与集料总量的50wt％，填充料为植物秸秆、锯末和珍珠岩的混合物。
（3）以无纺布为增强材料，将无纺布铺在模板上，然后将步骤（2）所得混合料摊铺在模板上的无纺布上，再在混合料上表面再附上一层无纺布，然后上制板机做成型处理；
（4）将步骤（3）成型处理后的产品按所需规格切割后进入保养间，在70℃条件下保养6小时，制得新型轻质防火墙体板。
所得新型轻质防火墙体板性能如表1所示。
表一：
名称 检验值
气干密度 30.0kg/m2
面板干缩平 0.015%
抗折荷载 5640N
抗冲击 冲击3次无开裂等破坏现象
主断面热阻（T=90mm） 1.36（m2.k）/w
热桥面积率 2.22%
隔声量 36dB
放射性 未检出

Claims (8)

1.一种新型轻质防火墙体板的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
（1）将低品位菱镁矿煅烧得到的轻烧镁粉加入到一步法硼酸母液中，调配成波美度为27-32的凝结剂；
（2）将步骤（1）所得凝结剂与集料以4：（3-10）的重量比例混合后，再加入填充料制得混合料；
（3）以玻璃丝网格布或无纺布为增强材料，将增强材料铺在模板上，然后将步骤（2）所得混合料摊铺在模板上的增强材料上，再在混合料上表面再附上增强材料，然后上制板机做成型处理；
（4）将步骤（3）成型处理后的产品按所需规格切割后进入保养间，在60-80℃条件下保养4-8小时，制得新型轻质防火墙体板。
2.根据权利要求1所述新型轻质防火墙体板的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述轻烧镁粉是所述低品位菱镁矿经900℃煅烧3小时制得。
3.根据权利要求1或2所述新型轻质防火墙体板的制备方法，其特征在于：所述轻烧镁粉中氧化镁重量含量低于80％。
4.根据权利要求1所述新型轻质防火墙体板的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述一步法硼酸母液是指一步法生产硼酸过程中，以硼镁矿为原料，硼镁矿与浓硫酸反应生成硼酸和硫酸镁，经结晶制得晶体硼酸，并副产含硼3-5wt%的硫酸镁母液。
5.根据权利要求1所述新型轻质防火墙体板的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述集料为粉煤灰或工业废渣。
6.根据权利要求1所述新型轻质防火墙体板的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述填充料为作物、植物秸秆、骨、壳、锯末、石粉、珍珠岩和废旧泡沫塑料中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述新型轻质防火墙体板的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述填充料的加入量占凝结剂与集料总量的30-70wt％。
8.一种利用权利要求1所述方法制备的新型轻质防火墙体板。
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