CN107601904A - 一种利用粉煤灰生产泡沫玻璃的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用粉煤灰生产泡沫玻璃的方法，包括：将粉煤灰进行配料，获得组成如下的玻璃料；将上述玻璃料熔融、水淬后得到泡沫玻璃原料；将所述泡沫玻璃原料与发泡剂混合后进行烧成，退火得到泡沫玻璃。本发明提供的方法制备的泡沫玻璃抗折强度较高，导热系数较低，具有良好的性能。试验结果表明，本发明提供的方法制备的泡沫玻璃密度为98～140kg/m3，常温导热系数为0.036～0.045W/(K·m)，抗压强度为0.5～3MPa，气孔直径为1～4mm。本发明制备得到的泡沫玻璃抗压强度好、导热系数低，可以作为墙体保温材料、工业深冷保温材料应用。
Description
技术领域
本发明属于粉煤灰再利用技术领域，尤其涉及一种利用粉煤灰生产泡沫玻璃的方法。
背景技术
粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废弃物。随着电力工业的大战，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。大量的粉煤灰不加处理，会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。因此，对粉煤灰进行资源化利用是解决其污染的重要手段。
目前，行业内对粉煤灰的综合利用主要集中在用于烧砖、筑路、做水泥和混凝土的掺合料、选取漂珠、改良土壤等方面。但是该种方法不仅对粉煤灰的利用率较低，且粉煤灰产生的附加价值较低。
发明人考虑，可以将粉煤灰作为制备泡沫玻璃的原料，增加其附加值。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用粉煤灰生产泡沫玻璃的方法，本发明提供的方法生产得到的泡沫玻璃具有较高的机械强度和较低的导热系数。
本发明提供了一种利用粉煤灰生产泡沫玻璃的方法，包括：
将粉煤灰进行配料，获得组成如下的玻璃料：
50～75wt％的SiO2；
5～9wt％的Al2O3；
3～8wt％的CaO；
1～4wt％的MgO；
8～15wt％的Na2O；
1～5wt％的K2O；
0.5～3wt％的Fe2O3；
1～3wt％的MnO2；
1～3wt％的BaO；
2～7wt％的B2O3；
0.001～0.5wt％的SrO；
将上述玻璃料熔融、水淬后得到泡沫玻璃原料；
将所述泡沫玻璃原料与发泡剂混合后进行烧成，退火得到泡沫玻璃。
本发明以粉煤灰为原料制备泡沫玻璃，粉煤灰的主要成分包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、TiO2等，可以作为制备泡沫玻璃的原料。
在本发明的一个实施例中，所述粉煤灰的主要成分为：
40～65wt％的SiO2；
15～25wt％的Al2O3；
0.5～25wt％的CaO；
0.5～5wt％的MgO；
0.5～5wt％的Na2O；
0.5～5wt％的K2O；
3～10wt％的Fe2O3；
0.5～5wt％的TiO2；
0.01～0.1wt％的MnO2；
0.01～0.1wt％的BaO；
0.01～0.5wt％的SrO。
本发明根据所采用粉煤灰的具体成分进行配料，配料组成如下即可：
50～75wt％的SiO2；
5～9wt％的Al2O3；
3～8wt％的CaO；
1～4wt％的MgO；
8～15wt％的Na2O；
1～5wt％的K2O；
0.5～3wt％的Fe2O3；
1～3wt％的MnO2；
1～3wt％的BaO；
2～7wt％的B2O3；
0.001～0.5wt％的SrO；
优选的，配料后组成如下：
55～70wt％的SiO2；；
6～8wt％的Al2O3；
4～7wt％的CaO；
2～3wt％的MgO；
9～14wt％的Na2O；
2～4wt％的K2O；
1～2.5wt％的Fe2O3；
1.5～2.5wt％的MnO2；
1.5～2.5wt％的BaO；
3～6wt％的B2O3；
0.005～0.2wt％的SrO；
配料完毕后，将得到的玻璃料熔融、水淬后，得到泡沫玻璃原料。在本发明中，所述熔融温度为1400～1500℃，时间为5～8h。熔融后将得到的玻璃熔体放置于冷水中进行水淬，得到泡沫玻璃原料。所述泡沫玻璃原料的粒度为200～400目。
得到泡沫玻璃原料后，将其与发泡剂混合，烧成、退火之后得到泡沫玻璃。在本发明中，所述发泡剂为碳酸钙或炭黑，其用量为泡沫玻璃原料的0.1～0.5wt％，优选为0.3wt％。所述发泡剂的粒度为200～800目。
将泡沫玻璃原料和发泡剂混合后首先进行球磨再烧成，优选球磨6～8h。球磨后，升温至烧成温度进行烧成。所述烧成温度为850～880℃，时间为1.5～2.5h；升温至烧成温度的升温速率为4～8℃/min。烧成完毕后对其进行退火，退火温度为550～580℃，保温时间为20～40h。保温完毕后冷却至室温，降温速率为3～5℃/min。
退火得到泡沫玻璃粗坯后，对其进行切割、打磨，即可得到泡沫玻璃制品。
本发明以粉煤灰为主要原料，将其配料成特定组分的玻璃料，经过熔融、水淬得到泡沫玻璃原料，再与发泡剂混合后烧成、退火，即可得到泡沫玻璃。本发明提供的方法制备的泡沫玻璃抗压强度较高，导热系数较低，具有良好的性能。试验结果表明，本发明提供的方法制备的泡沫玻璃密度为98～140kg/m3，常温导热系数为0.036～0.045W/(K·m)，抗压强度为0.5～3MPa，气孔直径为1～4mm。本发明制备得到的泡沫玻璃抗折强度好、导热系数低，可以作为墙体保温材料、工业深冷保温材料应用。
具体实施方式
以下各实施例中所用粉煤灰来源于调兵山电厂粉煤灰。
实施例1～3
以粉煤灰为主要原料进行配料，调兵山电厂粉煤灰主要成分如下：42.98wt％的二氧化硅、16.08wt％的三氧化二铝、19.06wt％的氧化钙、1.56wt％的氧化镁、0.96wt％的氧化钠、1.74wt％的氧化钾、5.13wt％的三氧化二铁、0.069wt％的MnO2；0.069wt％的BaO；0.94wt％的二氧化钛；0.14wt％的SrO等。
配料后得到的玻璃料组成如表1所示：
表1本发明实施例提供的玻璃料配方
得到玻璃料后，将其升温至1450℃熔融7h，将得到的玻璃熔体置于冷水中进行水淬，研磨后过200～400目筛得到泡沫玻璃原料。
将泡沫玻璃原料与0.3wt％的过300～800目筛的碳酸钙混合，球磨7h，以5℃/min的速率升温至860℃进行烧成2h。然后在560℃保温30h，以5℃/min的速率冷却至室温，切割、打磨后得到泡沫玻璃。
对得到的泡沫玻璃进行性能测试，结果参见表2，表2为本发明实施例制备的泡沫玻璃的性能数据。
表2本发明实施例制备的泡沫玻璃的性能数据
| 实施例 | 密度(kg/m3) | 常温导热系数(W/(K·m)) | 抗折强度(MPa) |
| 1 | 105 | 0.035 | 1.96 |
| 2 | 102 | 0.037 | 1.88 |
| 3 | 100 | 0.035 | 1.89 |
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种利用粉煤灰生产泡沫玻璃的方法，其特征在于，包括：
将粉煤灰进行配料，获得组成如下的玻璃料：
50～75wt％的SiO2；
5～9wt％的Al2O3；
3～8wt％的CaO；
1～4wt％的MgO；
8～15wt％的Na2O；
1～5wt％的K2O；
0.5～3wt％的Fe2O3；
1～3wt％的MnO2；
1～3wt％的BaO；
2～7wt％的B2O3；
0.001～0.5wt％的SrO；
将上述玻璃料熔融、水淬后得到泡沫玻璃原料；
将所述泡沫玻璃原料与发泡剂混合后进行烧成，退火得到泡沫玻璃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发泡剂占所述泡沫玻璃原料的0.1～0.5wt％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述泡沫玻璃原料为200～400目。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发泡剂为200～800目。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔融温度为1400～1500℃，时间为5～8h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烧成温度为850～880℃，时间为1.5～2.5h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火温度为550～580℃，保温时间为20～40h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述泡沫玻璃原料与发泡剂混合后进行烧成前还包括球磨的步骤，球磨6～8h。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发泡剂为碳酸钙或炭黑。
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|---|---|---|---|---|
| CN111348836A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-06-30 | 宇创环保产业有限公司 | 一种生活垃圾焚烧发电飞灰等离子熔融制空心玻璃微珠方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101531462A (zh) * | 2009-04-10 | 2009-09-16 | 北京工业大学 | 硼硅泡沫玻璃的制备方法 |
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2017
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