CN111187087B - 一种轻质浇注料骨料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种轻质浇注料骨料的制备方法，该方法为：将烟气吸附剂废料振动过筛网后，得到轻质浇注料骨料A；未通过筛网的烟气吸附剂废料命名为废料A，向废料A中加粘合剂、造孔剂和水搅拌后压制成型，经干燥、烧制、冷却、破碎和过筛网，得轻质浇注料骨料B，与轻质浇注料骨料A混合，得轻质浇注料骨料。本发明以烟气吸附剂废料为主要原料制备轻质浇注料骨料，能够降低生产成本，使得烟气吸附剂废料更好的利用，制备方法简单，制备的轻质浇注料骨料质量轻，微观结构疏松，气孔率高，耐压强度高，导热性良好。

Description

一种轻质浇注料骨料的制备方法
技术领域
本发明属于轻质浇注料骨料技术领域，具体涉及一种轻质浇注料骨料的制备方法。
背景技术
浇注料是工业中最常见的并且大量使用的不定型耐火材料。轻骨料浇注料是以轻质材料作为骨料制备的浇注料，所以也叫做轻质浇注料。轻质浇注料具有一定的强度、热导率低、施工方便、灵活性强等优点，所以在在工业窑炉和高温装置中广泛使用于保温隔热层。轻质骨料在浇注料中的含量最多，主要起骨架作用，因此轻质骨料的性能对轻质浇注料的性能有很大的影响。
我国的高温工业窑炉每年都会排放出大量的高温烟气，空气里面的氮气在高温条件下产生，所以会造成大量的氮氧化物。如果不对烟气进行处理，那么就会造成雾霾、光化学烟雾、酸雨等现象，使得大气环境污染越来越严重。对于窑炉末端烟气的治理技术，干式物理化学法烟气净化技术是一种很有效的方法，但是所使用到的吸附剂材料在达到吸附饱和之后会形成硝酸盐废料，难以处理，而且回收成本高。大多数烟气吸附剂废料都是经过简单处理后直接排放，不仅会污染环境，严重时甚至还会危害人体的健康。
目前，浇注料骨料的制备技术，如：“一种轻质多孔莫来石骨料及其制备方法”(CN107089839A)专利技术，以玻璃粉、硅线石族矿物、高岭土和α-氧化铝微粉为原料，加入干熄焦粉，得到干混料，采用圆盘造粒机，加入结合剂，得到轻质多孔莫来石骨料，其缺点是煅烧温度较低，骨料耐压强度较低，制备方法麻烦，且只有干熄焦粉是废弃物，使用到的废弃资源比较少。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种轻质浇注料骨料的制备方法，该方法以烟气吸附剂废料为主要原料制备轻质浇注料骨料，能够降低生产成本，使得烟气吸附剂废料更好的利用，制备方法简单，制备的轻质浇注料骨料质量轻，微观结构疏松，气孔率高，耐压强度高，导热性良好。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种轻质浇注料骨料的制备方法，该方法为：
S1、将烟气吸附剂废料振动过筛网后，得到轻质浇注料骨料A；未通过筛网的烟气吸附剂废料命名为废料A；所述烟气吸附剂废料由以下质量分数的原料组成：Ca(NO3)243.81％、KNO323.79％、NaNO313.89％，余量为Mg(NO3)2；
S2、在S1中得到的废料A中加入粘合剂、造孔剂和水，在混料机中混合搅拌1h～2h，得到混合料；所述混合料由以下质量分数的原料组成：废料A50％～80％、结合剂2％～10％、造孔剂10％～35％，余量为水；
S3、将S2中得到的混合料倒入磨具中，在压力为50MPa～100MPa的条件压制成型，脱模后自然干燥1h～2h，在温度为100℃～110℃的条件下干燥3h～24h后，在温度为1100℃～1400℃的条件下烧制12h～24h，然后保温3h，自然冷却至室温后，经破碎、过筛网，得到轻质浇注料骨料B；
S4、将S1中得到的轻质浇注料骨料A和S3中的到的轻质浇注料骨料B混合均匀后，得到轻质浇注料骨料。
优选地，S1和S3中所述筛网的粒径均≤5mm。
优选地，S2中所述混合料由以下质量分数的原料组成：废料A60％～80％、结合剂2％～5％、造孔剂15％～30％，余量为水。
优选地，S2中所述混合料由以下质量分数的原料组成：废料A75％、结合剂3％、造孔剂22％，余量为水。
优选地，S2中所述结合剂为水玻璃、纸浆废液、糊精、淀粉、软质黏土或膨润土中的一种以上。
优选地，S2中所述造孔剂为碳化硅、炭黑或碳酸钙中的一种以上。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明以烟气吸附剂废料为主要原料制备轻质浇注料骨料，能够降低生产成本，使得烟气吸附剂废料更好的利用，制备方法简单，制备的轻质浇注料骨料质量轻(体积密度为0.40～0.89g/cm3)，微观结构疏松，气孔率高(57.2％～67.3％)，耐压强度高(18MPa～25MPa)，导热性良好，导热系数是0.32～0.50W/(m·k)。本发明使用烟气吸附剂废料为主要原料制备轻质浇注料骨料，降低生产成本，废弃资源利用率高，绿色环保；添加造孔剂和结合剂，采用压制成型，高温煅烧，制备方法简单，使得轻质浇注料骨料质量轻，微观结构疏松，气孔率高，耐压强度高，导热性良好。
2、本发明在废料中加入造孔剂，所成气孔不仅孔径小，而且气孔率高，使得骨料轻质，导热性良好，加入结合剂经压制成型高温煅烧使得耐压强度高于一般值。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例1的轻质浇注料骨料的扫描电子显微镜图。
具体实施方式
实施例1
本实施例的轻质浇注料骨料的制备方法，该方法为：
S1、将烟气吸附剂废料振动过粒径≤5mm的筛网后，得到轻质浇注料骨料A；未通过筛网的烟气吸附剂废料命名为废料A；所述烟气吸附剂废料由以下质量分数的原料组成：Ca(NO3)243.81％、KNO323.79％、NaNO313.89％，余量为Mg(NO3)2；
S2、在S1中得到的废料A中加入粘合剂、造孔剂和水，在混料机中混合搅拌1.5h，得到混合料；所述混合料由以下质量分数的原料组成：废料A75％、结合剂3％、造孔剂22％，余量为水；所述结合剂为水玻璃；所述造孔剂为碳化硅；
S3、将S2中得到的混合料倒入模具中，在压力为70MPa的条件压制成型，脱模后自然干燥1.5h，在温度为105℃的条件下干燥14h后，在温度为1250℃的条件下烧制18h，然后保温3h，自然冷却至室温后，经破碎、过粒径≤5mm的筛网，得到轻质浇注料骨料B；
S4、将S1中得到的轻质浇注料骨料A和S3中的到的轻质浇注料骨料B混合均匀后，得到轻质浇注料骨料。
本实施例中，所述结合剂也可以为纸浆废液、糊精、淀粉、软质黏土或膨润土；所述结合剂也可以为炭黑或碳酸钙。
由本实施例制备的轻质浇注料骨料的扫描电子显微镜图可知，浇注料骨料内部闭气孔多，孔径小，结构疏松，导热性良好，耐压轻度高。
本实施例制备的轻质浇注料骨料的体积密度为0.89cm3/g，质量轻，微观结构疏松，气孔率高达57.2％，耐压强度高达25MPa，导热性良好，导热系数是0.50W/(m·k)。本实施例采用压制成型，较其他成型方法简单，骨料耐压强度高于一般值，使用烟气吸附剂废料作为主要原料，废弃资源利用率高，保护环境，节约成本，制得浇注料骨料轻质多孔。
实施例2
本实施例的轻质浇注料骨料的制备方法，该方法为：
S1、将烟气吸附剂废料振动过粒径≤5mm的筛网后，得到轻质浇注料骨料A；未通过筛网的烟气吸附剂废料命名为废料A；所述烟气吸附剂废料由以下质量分数的原料组成：Ca(NO3)243.81％、KNO323.79％、NaNO313.89％，余量为Mg(NO3)2；
S2、在S1中得到的废料A中加入粘合剂、造孔剂和水，在混料机中混合搅拌1h，得到混合料；所述混合料由以下质量分数的原料组成：废料80％、结合剂2％、造孔剂15％，余量为水；所述结合剂为质量比为1:2:3的水玻璃、纸浆废液和糊精的混合物；所述造孔剂为质量比为1:1:1的碳化硅、炭黑和碳酸钙的混合物；
S3、将S2中得到的混合料倒入模具中，在压力为50MPa的条件压制成型，脱模后自然干燥2h，在温度为100℃的条件下干燥24h后，在温度为1400℃的条件下烧制12h，然后保温3h，自然冷却至室温后，经破碎、过粒径≤5mm的筛网，得到轻质浇注料骨料B；
S4、将S1中得到的轻质浇注料骨料A和S3中的到的轻质浇注料骨料B混合均匀后，得到轻质浇注料骨料。
本实施例制备的轻质浇注料骨料的体积密度为0.57cm3/g，质量轻，微观结构疏松，气孔率高达62.2％，耐压强度高达22MPa，导热性良好，导热系数是0.48W/(m·k)。本实施例采用压制成型，较其他成型方法简单，骨料耐压强度高于一般值，使用烟气吸附剂废料作为主要原料，废弃资源利用率高，保护环境，节约成本，制得浇注料骨料轻质多孔。
实施例3
本实施例的轻质浇注料骨料的制备方法，该方法为：
S1、将烟气吸附剂废料振动过粒径≤5mm的筛网后，得到轻质浇注料骨料A；未通过筛网的烟气吸附剂废料命名为废料A；所述烟气吸附剂废料由以下质量分数的原料组成：Ca(NO3)243.81％、KNO323.79％、NaNO313.89％，余量为Mg(NO3)2；
S2、在S1中得到的废料A中加入粘合剂、造孔剂和水，在混料机中混合搅拌2h，得到混合料；所述混合料由以下质量分数的原料组成：废料A60％、结合剂5％、造孔剂30％，余量为水；所述结合剂为质量比为1:1:1的淀粉、软质黏土和膨润土的混合物；所述造孔剂为质量比为2:1的碳化硅和炭黑的混合物；
S3、将S2中得到的混合料倒模具中，在压力为100MPa的条件压制成型，脱模后自然干燥1h，在温度为110℃的条件下干燥3h后，在温度为1100℃的条件下烧制24h，然后保温3h，自然冷却至室温后，经破碎、过粒径≤5mm的筛网，得到轻质浇注料骨料B；
S4、将S1中得到的轻质浇注料骨料A和S3中的到的轻质浇注料骨料B混合均匀后，得到轻质浇注料骨料。
本实施例制备的轻质浇注料骨料的体积密度为0.55cm3/g，质量轻，微观结构疏松，气孔率高达63％，耐压强度高达21Mpa，导热性良好，导热系数是0.40W/(m·k)。本实施例采用压制成型，较其他成型方法简单，骨料耐压强度高于一般值，使用烟气吸附剂废料作为主要原料，废弃资源利用率高，保护环境，节约成本，制得浇注料骨料轻质多孔。
实施例4
本实施例的轻质浇注料骨料的制备方法，该方法为：
S1、将烟气吸附剂废料振动过粒径≤5mm的筛网后，得到轻质浇注料骨料A；未通过筛网的烟气吸附剂废料命名为废料A；所述烟气吸附剂废料由以下质量分数的原料组成：Ca(NO3)243.81％、KNO323.79％、NaNO313.89％，余量为Mg(NO3)2；
S2、在S1中得到的废料A中加入粘合剂、造孔剂和水，在混料机中混合搅拌1h，得到混合料；所述混合料由以下质量分数的原料组成：废料A 80％、结合剂2％、造孔剂10％，余量为水；所述结合剂为质量比为2:1:1:1:2的纸浆废液、糊精、淀粉、软质黏土和膨润土的混合物；所述造孔剂为质量比为3:1的碳化硅和碳酸钙的混合物；
S3、将S2中得到的混合料倒入模具中，在压力为80MPa的条件压制成型，脱模后自然干燥1.2h，在温度为108℃的条件下干燥10h后，在温度为1200℃的条件下烧制20h，然后保温3h，自然冷却至室温后，经破碎、过粒径≤5mm的筛网，得到轻质浇注料骨料B；
S4、将S1中得到的轻质浇注料骨料A和S3中的到的轻质浇注料骨料B混合均匀后，得到轻质浇注料骨料。
本实施例制备的轻质浇注料骨料的体积密度为0.40cm3/g，质量轻，微观结构疏松，气孔率高达67.3％，耐压强度高达18MPa，导热性良好，导热系数是0.32W/(m·k)。本实施例采用压制成型，较其他成型方法简单，骨料耐压强度高于一般值，使用烟气吸附剂废料作为主要原料，废弃资源利用率高，保护环境，节约成本，制得浇注料骨料轻质多孔。
实施例5
本实施例的轻质浇注料骨料的制备方法，该方法为：
S1、将烟气吸附剂废料振动过粒径≤5mm的筛网后，得到轻质浇注料骨料A；未通过筛网的烟气吸附剂废料命名为废料A；所述烟气吸附剂废料由以下质量分数的原料组成：Ca(NO3)243.81％、KNO323.79％、NaNO313.89％，余量为Mg(NO3)2；
S2、在S1中得到的废料A中加入粘合剂、造孔剂和水，在混料机中混合搅拌1.8h，得到混合料；所述混合料由以下质量分数的原料组成：废料A50％、结合剂10％、造孔剂35％，余量为水；所述结合剂为质量比为1:3的纸浆废液和糊精的混合物；所述造孔剂为炭黑和碳酸钙的混合物；
S3、将S2中得到的混合料倒入模具中，在压力为75MPa的条件压制成型，脱模后自然干燥1.8h，在温度为102℃的条件下干燥4h后，在温度为1300℃的条件下烧制18h，然后保温3h，自然冷却至室温后，经破碎、过粒径≤5mm的筛网，得到轻质浇注料骨料B；
S4、将S1中得到的轻质浇注料骨料A和S3中的到的轻质浇注料骨料B混合均匀后，得到轻质浇注料骨料。
本实施例制备的轻质浇注料骨料的体积密度为0.48cm3/g，质量轻，微观结构疏松，气孔率高达65.1％，耐压强度高达20MPa，导热性良好，导热系数是0.38W/(m·k)。本实施例采用压制成型，较其他成型方法简单，骨料耐压强度高于一般值，使用烟气吸附剂废料作为主要原料，废弃资源利用率高，保护环境，节约成本，制得浇注料骨料轻质多孔。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种轻质浇注料骨料的制备方法，其特征在于，该方法为：
S1、将烟气吸附剂废料振动过筛网后，得到轻质浇注料骨料A；未通过筛网的烟气吸附剂废料命名为废料A；所述烟气吸附剂废料由以下质量分数的原料组成：Ca(NO3)2 43.81%、KNO3 23.79%、NaNO3 13.89%，余量为Mg(NO3)2；
S2、在S1中得到的废料A中加入结合剂、造孔剂和水，在混料机中混合搅拌1h～2h，得到混合料；所述混合料由以下质量分数的原料组成：废料A 50%～80%、结合剂2%～10%、造孔剂10%～35%，余量为水；
S3、将S2中得到的混合料倒入模具中，在压力为50MPa～100MPa的条件压制成型，脱模后自然干燥1h～2h，在温度为100℃～110℃的条件下干燥3h～24h后，在温度为1100℃～1400℃的条件下烧制12h～24h，然后保温3h，自然冷却至室温后，经破碎、过筛网，得到轻质浇注料骨料B；
S4、将S1中得到的轻质浇注料骨料A和S3中得到的轻质浇注料骨料B混合均匀后，得到轻质浇注料骨料。
2.根据权利要求1所述的一种轻质浇注料骨料的制备方法，其特征在于，S1和S3中所述筛网的粒径均≤5mm。
3.根据权利要求1所述的一种轻质浇注料骨料的制备方法，其特征在于，S2 中所述混合料由以下质量分数的原料组成：废料A 60%～80%、结合剂2%～5%、造孔剂15%～30%，余量为水。
4.根据权利要求3所述的一种轻质浇注料骨料的制备方法，其特征在于，S2 中所述混合料由以下质量分数的原料组成：废料A 75%、结合剂3%、造孔剂22%，余量为水。
5.根据权利要求1所述的一种轻质浇注料骨料的制备方法，其特征在于，S2 中所述结合剂为水玻璃、纸浆废液、糊精、淀粉、软质黏土中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的一种轻质浇注料骨料的制备方法，其特征在于，S2中所述造孔剂为碳化硅、炭黑或碳酸钙中的一种以上。
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