CN107935550A - 一种铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料的制备方法，首先采用铁尾矿、黄河泥沙、广东黑泥、宝鸡硅灰石为原料，采用球磨机进行混料得到混合粉料；将混合粉料造粒后进行半干压成型得到抛光砖坯体，将抛光砖坯体干燥后待用；然后采用铁尾矿、废玻璃和黄河泥沙作为主原料，外加SiC粉作为发泡剂；将主原料和发泡剂进行湿法混料后进行干燥；干燥结束后进行造粒和半干压成型得到泡沫陶瓷坯体，将泡沫陶瓷坯体干燥后待用；最后将干燥后的泡沫陶瓷坯体放置于干燥好的抛光砖坯体上，进行烧结处理，烧结结束后冷却，然后经过切割和打磨即获得铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料。本发明原料成本低，制得的产品具有较高的结合强度。

Description

一种铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料的制备方法
技术领域
本发明属于保温隔热建筑材料制备领域，具体涉及一种铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料的制备方法。
背景技术
铁尾矿是目前社会上关注较多的固体废弃物之一，采用铁尾矿作为原料制备抛光砖和泡沫陶瓷的研究比较多。泡沫陶瓷不能单独使用，必须进行表面“处理”后进行使用，专利CN103938820A公布了一种微晶泡沫陶瓷保温装饰复合板制备方法，即采用彩色饰面对泡沫材料表面进行处理，粘结剂为聚合物改性水泥砂浆阻燃型粘结剂。专利CN203257027U公布了一种微晶泡沫陶瓷复合砖制备方法，表面材料为天然石材、人造石材、陶瓷、彩绘玻璃等，粘结剂为一般有机粘结剂。专利CN105315013A公布了一种泡沫玻璃陶瓷复合砖制备方法，其工艺核心在于陶瓷薄板放置于泡沫玻璃匣钵之上，泡沫玻璃发泡膨胀后与陶瓷薄板“接触”实现结合。也有采用水泥进行陶瓷板和泡沫材料之间结合的。相比较而言，有机物结合材料难以应对高温情况，例如建筑物发生火灾，水泥结合剂在低温环境下难以使用；专利CN105315013A结合方式比较新颖，但是工艺复杂，需要对陶瓷薄板和泡沫玻璃之间热膨胀系数进行匹配研究。而且这几种不同结合方式复合材料都需要先进行泡沫和陶瓷板制备，随后进行复合，能耗较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料的制备方法，以克服现有技术存在的缺陷，本发明原料成本低，制得的产品具有较高的结合强度，具有巨大的社会和经济效益。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：采用55wt.％铁尾矿、20wt.％黄河泥沙、20wt.％广东黑泥、5wt.％宝鸡硅灰石为原料，采用球磨机进行混料得到混合粉料；将混合粉料造粒后进行半干压成型得到抛光砖坯体，将抛光砖坯体干燥后待用；
步骤二：采用64.5wt.％铁尾矿、24.5wt.％废玻璃和10wt.％黄河泥沙作为主原料，外加1wt.％SiC粉作为发泡剂；将主原料和发泡剂进行湿法混料后进行干燥；干燥结束后进行造粒和半干压成型得到泡沫陶瓷坯体，将泡沫陶瓷坯体干燥后待用；
步骤三：将干燥后的泡沫陶瓷坯体放置于干燥好的抛光砖坯体上，进行烧结处理，烧结结束后冷却，然后经过切割和打磨即获得铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料。
进一步地，步骤一中半干压成型的压力为5吨。
进一步地，抛光砖坯体和泡沫陶瓷坯体的干燥温度均为120℃，时间均为12h。
进一步地，抛光砖坯体和泡沫陶瓷坯体的尺寸均为40mm×40mm×20mm。
进一步地，步骤二中半干压成型的压力为2.5吨。
进一步地，步骤三中烧结工艺具体为：升温至1130～1170℃保温30min，其中升温速率为15℃/min。
进一步地，步骤三中冷却具体为：降温至600℃后保温2h，然后随炉冷却至室温。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明中抛光砖和泡沫陶瓷主要原料都包含铁尾矿和黄河泥沙，具有较高固体废弃物利用率，原料成本较低；其次采用一体烧成方法制备，能耗大幅度降低；抛光砖和泡沫陶瓷主要原料相同也保证了二者间形成的高温熔体成份类似，因而具有较高的结合强度，具有巨大的社会和经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例3铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料样品断面图；
图2为本发明实施例3铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料样品上表面气孔结构图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细描述：
一种铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：采用55wt.％铁尾矿、20wt.％黄河泥沙、20wt.％广东黑泥、5wt.％宝鸡硅灰石为原料，采用球磨机进行混料得到混合粉料；将混合粉料造粒后进行半干压成型得到抛光砖坯体，抛光砖坯体的尺寸为40mm×40mm×20mm，半干压成型的压力为5吨，将抛光砖坯体在120℃下保温12h后待用；
步骤二：采用64.5wt.％铁尾矿、24.5wt.％废玻璃和10wt.％黄河泥沙作为主原料，外加1wt.％SiC粉作为发泡剂；将主原料和发泡剂进行湿法混料后进行干燥；干燥结束后进行造粒和半干压成型得到泡沫陶瓷坯体，泡沫陶瓷坯体的尺寸为40mm×40mm×20mm，半干压成型的压力为2.5吨，将泡沫陶瓷坯体在120℃下保温12h后待用；
步骤三：将干燥后的泡沫陶瓷坯体放置于干燥好的抛光砖坯体上，叠加放置，采用马弗炉进行高温工艺，升温至1130～1170℃保温30min，升温速率为15℃/min；保温结束后降温至600℃后保温2h，然后随炉冷却至室温，然后经过切割和打磨即获得铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料。
下面结合具体实施例做进一步说明：
实施例1
步骤一：采用55wt.％铁尾矿、20wt.％黄河泥沙、20wt.％广东黑泥、5wt.％宝鸡硅灰石为原料，采用球磨机进行混料得到混合粉料；将混合粉料造粒后进行半干压成型得到抛光砖坯体，抛光砖坯体的尺寸为40mm×40mm×20mm，半干压成型的压力为5吨，将抛光砖坯体在120℃下保温12h后待用；
步骤二：采用64.5wt.％铁尾矿、24.5wt.％废玻璃和10wt.％黄河泥沙作为主原料，外加1wt.％SiC粉作为发泡剂；将主原料和发泡剂进行湿法混料后进行干燥；干燥结束后进行造粒和半干压成型得到泡沫陶瓷坯体，泡沫陶瓷坯体的尺寸为40mm×40mm×20mm，半干压成型的压力为2.5吨，将泡沫陶瓷坯体在120℃下保温12h后待用；
步骤三：将干燥后的泡沫陶瓷坯体放置于干燥好的抛光砖坯体上，叠加放置，采用马弗炉进行高温工艺，升温至1130℃保温30min，升温速率为15℃/min；保温结束后降温至600℃后保温2h，然后随炉冷却至室温，然后经过切割和打磨即获得铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料，制备得到的陶瓷幕墙及泡沫陶瓷复合材料的导热系数为0.0926w/m﹒k。
实施例2
步骤一：采用55wt.％铁尾矿、20wt.％黄河泥沙、20wt.％广东黑泥、5wt.％宝鸡硅灰石为原料，采用球磨机进行混料得到混合粉料；将混合粉料造粒后进行半干压成型得到抛光砖坯体，抛光砖坯体的尺寸为40mm×40mm×20mm，半干压成型的压力为5吨，将抛光砖坯体在120℃下保温12h后待用；
步骤二：采用64.5wt.％铁尾矿、24.5wt.％废玻璃和10wt.％黄河泥沙作为主原料，外加1wt.％SiC粉作为发泡剂；将主原料和发泡剂进行湿法混料后进行干燥；干燥结束后进行造粒和半干压成型得到泡沫陶瓷坯体，泡沫陶瓷坯体的尺寸为40mm×40mm×20mm，半干压成型的压力为2.5吨，将泡沫陶瓷坯体在120℃下保温12h后待用；
步骤三：将干燥后的泡沫陶瓷坯体放置于干燥好的抛光砖坯体上，叠加放置，采用马弗炉进行高温工艺，升温至1140℃保温30min，升温速率为15℃/min；保温结束后降温至600℃后保温2h，然后随炉冷却至室温，然后经过切割和打磨即获得铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料，制备得到的陶瓷幕墙及泡沫陶瓷复合材料的导热系数为0.0822w/m﹒k。
实施例3
步骤一：采用55wt.％铁尾矿、20wt.％黄河泥沙、20wt.％广东黑泥、5wt.％宝鸡硅灰石为原料，采用球磨机进行混料得到混合粉料；将混合粉料造粒后进行半干压成型得到抛光砖坯体，抛光砖坯体的尺寸为40mm×40mm×20mm，半干压成型的压力为5吨，将抛光砖坯体在120℃下保温12h后待用；
步骤二：采用64.5wt.％铁尾矿、24.5wt.％废玻璃和10wt.％黄河泥沙作为主原料，外加1wt.％SiC粉作为发泡剂；将主原料和发泡剂进行湿法混料后进行干燥；干燥结束后进行造粒和半干压成型得到泡沫陶瓷坯体，泡沫陶瓷坯体的尺寸为40mm×40mm×20mm，半干压成型的压力为2.5吨，将泡沫陶瓷坯体在120℃下保温12h后待用；
步骤三：将干燥后的泡沫陶瓷坯体放置于干燥好的抛光砖坯体上，叠加放置，采用马弗炉进行高温工艺，升温至1150℃保温30min，升温速率为15℃/min；保温结束后降温至600℃后保温2h，然后随炉冷却至室温，然后经过切割和打磨即获得铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料，制备得到的陶瓷幕墙及泡沫陶瓷复合材料的导热系数为0.0798w/m﹒k。
实施例4
步骤一：采用55wt.％铁尾矿、20wt.％黄河泥沙、20wt.％广东黑泥、5wt.％宝鸡硅灰石为原料，采用球磨机进行混料得到混合粉料；将混合粉料造粒后进行半干压成型得到抛光砖坯体，抛光砖坯体的尺寸为40mm×40mm×20mm，半干压成型的压力为5吨，将抛光砖坯体在120℃下保温12h后待用；
步骤二：采用64.5wt.％铁尾矿、24.5wt.％废玻璃和10wt.％黄河泥沙作为主原料，外加1wt.％SiC粉作为发泡剂；将主原料和发泡剂进行湿法混料后进行干燥；干燥结束后进行造粒和半干压成型得到泡沫陶瓷坯体，泡沫陶瓷坯体的尺寸为40mm×40mm×20mm，半干压成型的压力为2.5吨，将泡沫陶瓷坯体在120℃下保温12h后待用；
步骤三：将干燥后的泡沫陶瓷坯体放置于干燥好的抛光砖坯体上，叠加放置，采用马弗炉进行高温工艺，升温至1160℃保温30min，升温速率为15℃/min；保温结束后降温至600℃后保温2h，然后随炉冷却至室温，然后经过切割和打磨即获得铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料。制备得到的陶瓷幕墙及泡沫陶瓷复合材料的导热系数为0.0726w/m﹒k。
实施例5
步骤一：采用55wt.％铁尾矿、20wt.％黄河泥沙、20wt.％广东黑泥、5wt.％宝鸡硅灰石为原料，采用球磨机进行混料得到混合粉料；将混合粉料造粒后进行半干压成型得到抛光砖坯体，抛光砖坯体的尺寸为40mm×40mm×20mm，半干压成型的压力为5吨，将抛光砖坯体在120℃下保温12h后待用；
步骤二：采用64.5wt.％铁尾矿、24.5wt.％废玻璃和10wt.％黄河泥沙作为主原料，外加1wt.％SiC粉作为发泡剂；将主原料和发泡剂进行湿法混料后进行干燥；干燥结束后进行造粒和半干压成型得到泡沫陶瓷坯体，泡沫陶瓷坯体的尺寸为40mm×40mm×20mm，半干压成型的压力为2.5吨，将泡沫陶瓷坯体在120℃下保温12h后待用；
步骤三：将干燥后的泡沫陶瓷坯体放置于干燥好的抛光砖坯体上，叠加放置，采用马弗炉进行高温工艺，升温至1170℃保温30min，升温速率为15℃/min；保温结束后降温至600℃后保温2h，然后随炉冷却至室温，然后经过切割和打磨即获得铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料。

Claims (7)

1.一种铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：采用55wt.％铁尾矿、20wt.％黄河泥沙、20wt.％广东黑泥、5wt.％宝鸡硅灰石为原料，采用球磨机进行混料得到混合粉料；将混合粉料造粒后进行半干压成型得到抛光砖坯体，将抛光砖坯体干燥后待用；
步骤二：采用64.5wt.％铁尾矿、24.5wt.％废玻璃和10wt.％黄河泥沙作为主原料，外加1wt.％SiC粉作为发泡剂；将主原料和发泡剂进行湿法混料后进行干燥；干燥结束后进行造粒和半干压成型得到泡沫陶瓷坯体，将泡沫陶瓷坯体干燥后待用；
步骤三：将干燥后的泡沫陶瓷坯体放置于干燥好的抛光砖坯体上，进行烧结处理，烧结结束后冷却，然后经过切割和打磨即获得铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中半干压成型的压力为5吨。
3.根据权利要求1所述的一种铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料的制备方法，其特征在于，抛光砖坯体和泡沫陶瓷坯体的干燥温度均为120℃，时间均为12h。
4.根据权利要求1所述的一种铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料的制备方法，其特征在于，抛光砖坯体和泡沫陶瓷坯体的尺寸均为40mm×40mm×20mm。
5.根据权利要求1所述的一种铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中半干压成型的压力为2.5吨。
6.根据权利要求1所述的一种铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料的制备方法，其特征在于，步骤三中烧结工艺具体为：升温至1130～1170℃保温30min，其中升温速率为15℃/min。
7.根据权利要求1所述的一种铁尾矿泡沫陶瓷和抛光砖复合材料的制备方法，其特征在于，步骤三中冷却具体为：降温至600℃后保温2h，然后随炉冷却至室温。
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