CN113880604A - 一种采用煤矸石制备陶瓷蓄热材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种采用煤矸石制备陶瓷蓄热材料的制备方法，属于蓄热材料技术领域，包括以下制备步骤：原料准备、配料、制泥、练泥、陈腐、挤出成型、微波定型、干燥及烧成；本发明的原料为煤矸石中的白矸，成本低，制备步骤简洁，制备的蓄热材料可以应用在低谷电蓄热供热、钢厂余热回收、太阳能热利用领域，具有成本低、蓄热密度高、抗热冲击性能好、换热效果好的特点，可以实现500‑800℃的高温蓄热。

Description

一种采用煤矸石制备陶瓷蓄热材料的制备方法
技术领域
本发明涉及蓄热材料技术领域，尤其涉及一种采用煤矸石制备陶瓷蓄热材料的制备方法。
背景技术
蓄热材料是一种能够储存热能的新型化学材料。它在特定的温度( 如相变温度)下发生物相变化，并伴随着吸收或放出热量，可用来控制周围环境的温度，或用以储存热能。它把热量或冷量储存起来，在需要时再把它释放出来，从而提高了能源的利用率。
蓄热材料是蓄热技术的核心，目前有相变蓄热材料、合金蓄热材料、熔融盐蓄热材料等，各种蓄热材料各有优缺点，例如相变蓄热材料具有蓄、放热过程近似等温，过程容易控制等优点，但生产成本较高，其他的几种蓄热材料也都原料或生产成本较高的问题存在。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种采用煤矸石制备陶瓷蓄热材料的制备方法，以解决因生产成本高，不利于企业发展的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种采用煤矸石制备陶瓷蓄热材料的制备方法，包括以下制备步骤：
S1、原料准备，将白矸分别破碎成120目，200目和325目，按照2:5:3的比例充分混合制得A粉，将高岭土在温度为70~90℃的环境下烘干24h，然后球磨成200目B粉，氧化铝采用325目，标为C粉，硅微粉选用600目，标为D粉；
S2、配料，将50~60份A粉，10~15份B粉，15~20份C粉，5~10份的D粉采用球磨机混合2h，制得混合料E粉；
S3、制泥，将300份的E粉，45~50份的水；0.5~1份的木质素磺酸钙；0.1~0.15份的聚乙烯醇；0.15份的聚丙烯酰胺；4.5份的羟丙基纤维素充分混合搅拌30~45min，制得泥料F；
S4、练泥，将泥料F采用真空练泥机将泥料反复练3~5遍，制得泥料G，真空度0.8~1MPa；
S5、陈腐，在温度20~25℃，湿度80~90%的密闭房间内将泥料G陈腐24~48h，制得泥料H；
S6、挤出成型，采用挤出成型机将泥料H挤出成用户需要的多孔结构；
S7、微波定型，挤出成型后的坯体进入微波定型设备中定型10~15分钟；
S8、干燥及烧成，将定型好的坯体送入100~120℃的干燥箱中进行干燥，干燥12-14h，然后将干燥好的坯体送入梭式窑或隧道窑中进行烧成，烧成温度为1350~1430℃，最高温保温2~3h，获得成品。
进一步地，S1中，高岭土的烘干温度为80℃。
进一步地，S3中，搅拌时间为35~45 min。
进一步地，S5中，密闭房间的湿度为85~90%。
进一步地，S6中，挤出的多空结构为蜂窝陶瓷结构。
进一步地，S8中，坯体的干燥时间为12h。
进一步地，S8中，坯体烧成温度为1360~1430℃。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：
1.本发明采用煤矸石中的白矸为主要原料，制备蜂窝体结构的蓄热材料，该材料具有成本低、热物理性能优良的特点，可以实现500-800℃的高温蓄热。
2.本发明制备的蓄热材料可以应用在低谷电蓄热供热、钢厂余热回收、太阳能热利用领域，具有成本低、蓄热密度高、抗热冲击性能好、换热效果好的特点。
具体实施方式
下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料；所涉及的加工制作方法，如无特别说明，均为常规方法。
实施例1：
一种采用煤矸石制备陶瓷蓄热材料的制备方法，包括以下制备步骤：
S1、原料准备，将白矸分别破碎成120目，200目和325目，按照2:5:3的比例充分混合制得A粉，将高岭土在温度为85℃的环境下烘干24h，然后球磨成200目B粉，氧化铝采用325目，标为C粉，硅微粉选用600目，标为D粉；
S2、配料，将55份A粉，10份B粉，18份C粉，10份的D粉采用球磨机混合2h，制得混合料E粉；
S3、制泥，将300份的E粉， 50份的水；1份的木质素磺酸钙；0.15份的聚乙烯醇；0.15份的聚丙烯酰胺；4.5份的羟丙基纤维素充分混合搅拌35min，制得泥料F；
S4、练泥，将泥料F采用真空练泥机将泥料反复练5遍，制得泥料G，真空度1MPa；
S5、陈腐，在温度25℃，湿度85%的密闭房间内将泥料G陈腐48h，制得泥料H；
S6、挤出成型，采用挤出成型机将泥料H挤出成蜂窝陶瓷结构；
S7、微波定型，挤出成型后的坯体进入微波定型设备中定型15分钟；
S8、干燥及烧成，将定型好的坯体送入100℃的干燥箱中进行干燥，干燥12h，然后将干燥好的坯体送入梭式窑或隧道窑中进行烧成，烧成温度为1400℃，最高温保温2.5h，获得成品。
实施例2：与实施例1的不同之处在于：
一种采用煤矸石制备陶瓷蓄热材料的制备方法，包括以下制备步骤：
S1、原料准备，将白矸分别破碎成120目，200目和325目，按照2:5:3的比例充分混合制得A粉，将高岭土在温度为90℃的环境下烘干24h，然后球磨成200目B粉，氧化铝采用325目，标为C粉，硅微粉选用600目，标为D粉；
S2、配料，将60份A粉，15份B粉，20份C粉，10份的D粉采用球磨机混合2h，制得混合料E粉；
S3、制泥，将300份的E粉， 50份的水；1份的木质素磺酸钙；0.15份的聚乙烯醇；0.15份的聚丙烯酰胺；4.5份的羟丙基纤维素充分混合搅拌40min，制得泥料F；
S4、练泥，将泥料F采用真空练泥机将泥料反复练5遍，制得泥料G，真空度1MPa；
S5、陈腐，在温度25℃，湿度90%的密闭房间内将泥料G陈腐45h，制得泥料H；
S6、挤出成型，采用挤出成型机将泥料H挤出成蜂窝陶瓷结构；
S7、微波定型，挤出成型后的坯体进入微波定型设备中定型15分钟；
S8、干燥及烧成，将定型好的坯体送入100℃的干燥箱中进行干燥，干燥12h，然后将干燥好的坯体送入梭式窑或隧道窑中进行烧成，烧成温度为1400℃，最高温保温2.5h，获得成品。
实施例3：与实施例1的不同之处在于：
一种采用煤矸石制备陶瓷蓄热材料的制备方法，包括以下制备步骤：
S1、原料准备，将白矸分别破碎成120目，200目和325目，按照2:5:3的比例充分混合制得A粉，将高岭土在温度为90℃的环境下烘干24h，然后球磨成200目B粉，氧化铝采用325目，标为C粉，硅微粉选用600目，标为D粉；
S2、配料，将50份A粉，10份B粉，15份C粉，5份的D粉采用球磨机混合2h，制得混合料E粉；
S3、制泥，将300份的E粉， 45份的水；0.5份的木质素磺酸钙；0.15份的聚乙烯醇；0.15份的聚丙烯酰胺；4.5份的羟丙基纤维素充分混合搅拌40min，制得泥料F；
S4、练泥，将泥料F采用真空练泥机将泥料反复练5遍，制得泥料G，真空度1MPa；
S5、陈腐，在温度25℃，湿度90%的密闭房间内将泥料G陈腐45h，制得泥料H；
S6、挤出成型，采用挤出成型机将泥料H挤出成蜂窝陶瓷结构；
S7、微波定型，挤出成型后的坯体进入微波定型设备中定型15分钟；
S8、干燥及烧成，将定型好的坯体送入120℃的干燥箱中进行干燥，干燥14h，然后将干燥好的坯体送入梭式窑或隧道窑中进行烧成，烧成温度为1380℃，最高温保温2.5h，获得成品。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，上面结合实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (7)

1.一种采用煤矸石制备陶瓷蓄热材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
S1、原料准备，将白矸分别破碎成120目，200目和325目，按照2:5:3的比例充分混合制得A粉，将高岭土在温度为70~90℃的环境下烘干24h，然后球磨成200目B粉，氧化铝采用325目，标为C粉，硅微粉选用600目，标为D粉；
S2、配料，将50~60份A粉，10~15份B粉，15~20份C粉，5~10份的D粉采用球磨机混合2h，制得混合料E粉；
S3、制泥，将300份的E粉，45~50份的水；0.5~1份的木质素磺酸钙；0.1~0.15份的聚乙烯醇；0.15份的聚丙烯酰胺；4.5份的羟丙基纤维素充分混合搅拌30~45min，制得泥料F；
S4、练泥，将泥料F采用真空练泥机将泥料反复练3~5遍，制得泥料G，真空度0.8~1MPa；
S5、陈腐，在温度20~25℃，湿度80~90%的密闭房间内将泥料G陈腐24~48h，制得泥料H；
S6、挤出成型，采用挤出成型机将泥料H挤出成用户需要的多孔结构；
S7、微波定型，挤出成型后的坯体进入微波定型设备中定型10~15分钟；
S8、干燥及烧成，将定型好的坯体送入100~120℃的干燥箱中进行干燥，干燥12-14h，然后将干燥好的坯体送入梭式窑或隧道窑中进行烧成，烧成温度为1350~1430℃，最高温保温2~3h，获得成品。
2.根据权利要求1所述的采用煤矸石制备陶瓷蓄热材料的制备方法，其特征在于，S1中，高岭土的烘干温度为80℃。
3.根据权利要求1所述的采用煤矸石制备陶瓷蓄热材料的制备方法，其特征在于，S3中，搅拌时间为35~45 min。
4.根据权利要求1所述的采用煤矸石制备陶瓷蓄热材料的制备方法，其特征在于，S5中，密闭房间的湿度为85~90%。
5.根据权利要求1所述的采用煤矸石制备陶瓷蓄热材料的制备方法，其特征在于，S6中，挤出的多空结构为蜂窝陶瓷结构。
6.根据权利要求1所述的采用煤矸石制备陶瓷蓄热材料的制备方法，其特征在于，S8中，坯体的干燥时间为12h。
7.根据权利要求1所述的采用煤矸石制备陶瓷蓄热材料的制备方法，其特征在于，S8中，坯体烧成温度为1360~1430℃。
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