CN115403404A - 一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法 - Google Patents

一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115403404A
CN115403404A CN202211163972.3A CN202211163972A CN115403404A CN 115403404 A CN115403404 A CN 115403404A CN 202211163972 A CN202211163972 A CN 202211163972A CN 115403404 A CN115403404 A CN 115403404A
Authority
CN
China
Prior art keywords
manganese slag
electrolytic manganese
compressive strength
calcium fluoride
blank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202211163972.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115403404B (zh
Inventor
张深根
温泉
刘波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CN202211163972.3A priority Critical patent/CN115403404B/zh
Publication of CN115403404A publication Critical patent/CN115403404A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115403404B publication Critical patent/CN115403404B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C04B38/063—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B38/0635—Compounding ingredients
    • C04B38/0645—Burnable, meltable, sublimable materials
    • C04B38/068—Carbonaceous materials, e.g. coal, carbon, graphite, hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C04B33/1321—Waste slurries, e.g. harbour sludge, industrial muds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/02—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9669—Resistance against chemicals, e.g. against molten glass or molten salts
    • C04B2235/9692—Acid, alkali or halogen resistance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)

Abstract

本发明涉及固废资源化利用领域，提供了一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法，该方法以电解锰渣、氟化钙污泥和碳质还原剂为原料，经混合球磨和压制成型后的坯体通过一步热处理同步发泡烧结/熔融生产多孔陶瓷和泡沫微晶玻璃。本发明实现了电解锰渣和氟化钙污泥的无害化处置与高值化利用，采用电解锰渣和碳质还原剂协同发泡生产的多孔材料孔隙率高，导热系数小，抗压强度高，耐酸(碱)性好，生产工艺具有流程短、能耗低、易于产业化等优点。

Description

一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法
技术领域
本发明涉及固废资源化利用领域，特别涉及一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法。
背景技术
电解锰渣是电解锰生产过程中，为制取硫酸锰电解液，锰矿在硫酸浸出、氧化除铁、硫化除重金属时产生的滤渣，主要为锰矿中不能被硫酸溶解的氧化物、氢氧化铁和重金属硫化物等。每生产1吨电解锰，就会产生8-10吨电解锰渣。由于高品位矿石被过量消耗，大量低品位矿石投入使用，电解锰渣的产生量越来越高。同时电解锰渣中含有较多易溶性元素和重金属，长期堆放会导致其迁移到附近地下水和土壤中，造成严重危害，因此电解锰渣的无害化处置和资源化利用是亟待解决的工业问题。
目前电解锰渣的资源化利用方向主要有微晶玻璃、多孔陶瓷等。中国发明专利“一种电解锰渣制备的微晶玻璃及其制备方法”(申请号CN201810088487.1)公开了利用电解锰渣、磷矿石、花岗岩、硅石灰、粉煤灰、云母、碳、硼砂、菱镁矿、重钙以及氧化锆等原料，再经高温熔融、退火、形核析晶、退火等热处理制度制备微晶玻璃，产品耐高温，耐磨，抗腐蚀性能良好。但该申请原料成分复杂，热处理工序多，难以实现连续生产，不利于产业化。中国发明专利“一种电解锰渣多孔陶瓷的制备方法”(申请号CN201210054879.9)公开了使用锰渣为骨料，添加致孔剂、粘结剂、助熔剂等添加剂，采用模具压制成型和固相烧结的方法制备多孔陶瓷材料的方法，使用复合致孔剂并采用程序控温进行烧结的方法，先升至低温致孔剂的燃烧或分解的温度并保温10～30分钟；继续升温至高温致孔剂分解的温度并保温10～30分钟；继续升温至最终烧结温度900～1300℃，保温30～80分钟；烧结后冷却，得到多孔陶瓷材料。但该申请需要添加粘结剂，并需要采用多步热处理，能耗高。
目前尚无关于利用电解锰渣短流程制备多孔材料方面的报道。
发明内容
本发明针对目前电解锰渣的资源化利用方法原料种类多，电解锰渣掺量小，热处理工艺复杂，不利于产业化等问题，提出了一种电解锰渣短流程制备多孔材料，该方法充分利用电解锰渣的成分特点，配以合适的添加剂，实现了电解锰渣一步热处理短流程制备多孔材料，具有工艺流程短，物耗能耗低，工艺适应性强，多孔隔热材料应用范围广等优点。
本发明通过如下技术方案实现：
一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法，其特征在于，将电解锰渣、氟化钙污泥和碳质还原剂混合球磨，混合物料通过压制成型，经一步热处理制得多孔材料，具体步骤包括：
S1混料球磨：将电解锰渣、氟化钙污泥和碳质还原剂混合球磨，得到均匀的物料；
S2成型：将混合物料压制成坯体；
S3发泡：
(1)将坯体加热至1000-1150℃保温1.0-5.0h，得到多孔陶瓷；
(2)将坯体加热到1150-1300℃保温0.5-4.0h，得到泡沫微晶玻璃。
进一步的，所述的氟化钙污泥为不锈钢、玻璃生产和光伏企业产生的含氟废水中和污泥，所述的碳质还原剂为石墨、木炭、焦煤等中的一种或一种以上。
进一步的，所述的物料混合比例为；电解锰渣70-90wt％，氟化钙污泥1-30％，碳质还原剂3-8wt％，所述球磨后的混合物料粒度为-100目。
进一步的，生产多孔陶瓷的成型坯体抗压强度为0.5-3.0MPa，制得的多孔陶瓷的孔隙率30-65％、抗压强度10-30MPa、导热系数0.5-2.0Wm-1K-1，耐酸(碱)度≥92.0％。
进一步的，所述的生产泡沫微晶玻璃的成型坯体的抗压强度为4-20MPa，制得的泡沫微晶玻璃的孔隙率40-80％、抗压强度20-50MPa、导热系数0.8-3.0Wm-1K-1，耐酸(碱)度≥95.0％。
本发明的技术原理如下：
(1)电解锰渣中含有大量的硫酸钙，硫酸钙在空气中的分解温度超过1400℃，但在碳还原气氛中的分解温度可降低至800-1200℃，具体反应式为：
CaSO4+C＝2CaO+CO2↑+2SO2↑
2C+O2＝2CO↑
CaSO4+CO＝CaO+CO2+SO2
CO2和SO2均可以作为制备多孔材料的气泡。虽然碳质还原剂本身即可作为发泡剂，但发泡温度较低，导致气泡利用率低，发泡效果差。利用电解锰渣和碳质还原剂协同发泡可以促进硫酸钙分解，降低发泡温度，提高发泡量。
(2)电解锰渣和氟化钙污泥中的SiO2，Al2O3，Fe2O3可以作为微晶玻璃基体的玻璃形成体，Al2O3，Fe2O3，MgO可以作为玻璃改性体，形成辉石相微晶玻璃；SiO2，Al2O3，Fe2O3，MnOx等可以作为陶瓷烧结的粘结剂，形成莫来石、尖晶石等陶瓷相。
(3)氟化钙污泥中的氟化钙可以降低体系的熔点，便于在较低温度实现物料烧结和熔融，将发泡温度和烧结、熔融温度调节至同一温度区间，实现发泡和烧结、熔融同步进行。
本发明的技术关键点在于：
1、本发明的突出特点是在电解锰渣中加入碳质还原剂和氟化钙，利用电解锰渣中的硫酸钙和碳质还原剂协同发泡，降低发泡温度，提高发泡量；同时利用氟化钙可以降低体系的熔点的特点，将发泡温度和烧结、熔融温度调节至同一温度区间，实现发泡和烧结、熔融同步进行。大大缩短了生产流程，降低了产物熔点和生产成本，减少了能耗。
2、与中国发明专利“一种电解锰渣制备的微晶玻璃及其制备方法”(申请号CN201810088487.1)相比，其采用“电解锰渣65-93份、磷矿石10-20份、花岗岩5-16份、硅石灰23-35份、粉煤灰11-22份、云母10-18份、碳4-12份、硼砂3-10份、菱镁矿8-14份、重钙4-15份以及氧化锆1-4份”，原料成分复杂。并且其针对不同粒径料采用的两种热处理工艺都很复杂，生产周期长，成本高，能耗大。相比较而言，本发明的原料简单、工艺简单，生产周期短、成本低、能耗小。
3、与中国发明专利“一种电解锰渣多孔陶瓷的制备方法”(申请号CN201210054879.9)相比，其添加粘结剂，“选用低温致孔剂的一种或几种，与高温致孔剂中的一种或几种，组合成复合致孔剂”，并采用程序控温“先升至使低温致孔剂燃烧或分解的温度，并保温10～30分钟；继续升温至高温致孔剂的分解温度，并保温10～30分钟；再升温至最终烧结温度900～1300℃，保温20～80分钟；烧结后冷却。”本发明不添加粘结剂，加入的碳质还原剂虽然属于其公开的低温制孔剂中的一种，但加入的目的和效果不同。硫酸钙约占电解锰渣的60％，硫酸钙在氧化气氛下的分解温度超过1400℃，分解产物为SO2和O2，但在还原气氛下分解温度可降低至800-1200℃，还原产物仅为SO2。本发明加入碳质还原剂目的是提供还原气氛，降低硫酸钙的分解温度，附带的效果是产生少量CO2气体。在本发明中SO2为主要起发泡作用的气体。
本发明的有益效果为：
(1)短流程制备工艺：利用电解锰渣中的硫酸钙和碳质还原剂协同发泡产生CO2和SO2，提高了气泡数量，降低了硫酸钙的分解温度，降低发泡温度；电解锰渣和氟化钙污泥中的Fe2O3，MnOx，CaF2等可以降低物料的烧结和熔融温度；将发泡温度和物料的烧结、熔融温度调整到同一较低的温度区间，实现了一步热处理短流程制备多孔材料，简化工艺流程，降低能耗，并且发泡和烧结、熔融同时进行，可以有效防止气泡过度长大，提高孔隙的大小均匀性和分散性，提高多孔材料的力学性能。
(2)变换工艺参数可以制得多种性能优良的多孔材料，技术的应用范围广。采用较低的热处理温度，可以制得多孔陶瓷，配合较低的坯体强度，可以延长坯体的固结时间，有利于气泡在坯体中生长，提高多孔陶瓷的孔隙率；采用较高的热处理温度，可以制得泡沫微晶玻璃，配合较高的坯体强度，可以降低坯体的收缩率，保留熔体内部气泡，提高泡沫微晶玻璃的孔隙率。
(3)实现了固体废弃物的协同无害化处置和资源化利用，原料的适应性强，利用电解锰渣和氟化钙污泥的成分特点，制备了具有莫来石、尖晶石相的的多孔陶瓷和透辉石微晶玻璃，具有强度高、耐高温、耐磨、耐酸碱腐蚀等优良的物理化学性能。
(4)利用烧结和熔融的方法将重金属固化在玻璃或陶瓷基体中，重金属氧化物被玻璃相和尖晶石、莫来石、透辉石等晶体相包裹，或通过离子交换进入玻璃网络和晶相，难以被酸碱侵蚀浸出，其中重金属浸出浓度满足TCLP浸出标准，实现了电解锰渣和氟化钙污泥的无害化处置。
附图说明
图1为本发明实施例中一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法流程示意图。
具体实施方式
下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
不失一般性，下述采用实施例的方式进一步说明本发明。
实施例1
将70wt.％电解锰渣、27wt.％氟化钙污泥、3wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达1.39MPa的坯体，之后将坯体加热到1000℃保温5.0h，得到多孔陶瓷的孔隙率为37.93％，抗压强度为25.42MPa，导热系数为1.00Wm-1K-1，耐酸(碱)度为92.16％。
实施例2
将72wt.％电解锰渣、25wt.％氟化钙污泥、3wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达1.00MPa的坯体，之后将坯体加热到1008℃保温4.8h，得到多孔陶瓷的孔隙率为42.37％，抗压强度为11.58MPa，导热系数为0.99Wm-1K-1，耐酸(碱)度为92.01％。
实施例3
将73wt.％电解锰渣、23wt.％氟化钙污泥、4wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达1.37MPa的坯体，之后将坯体加热到1015℃保温4.6h，得到多孔陶瓷的孔隙率为39.07％，抗压强度为28.91MPa，导热系数为1.19Wm-1K-1，耐酸(碱)度为94.57％。
实施例4
将75wt.％电解锰渣、21wt.％氟化钙污泥、4wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达1.93MPa的坯体，之后将坯体加热到1023℃保温4.4h，得到多孔陶瓷的孔隙率为48.32％，抗压强度为19.02MPa，导热系数为0.70Wm-1K-1，耐酸(碱)度为92.33％。
实施例5
将78wt.％电解锰渣、17wt.％氟化钙污泥、5wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达2.92MPa的坯体，之后将坯体加热到1030℃保温4.2h，得到多孔陶瓷的孔隙率为53.16％，抗压强度为14.01MPa，导热系数为1.15Wm-1K-1，耐酸(碱)度为93.56％。
实施例6
将82wt.％电解锰渣、13wt.％氟化钙污泥、5wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达1.27MPa的坯体，之后将坯体加热到1038℃保温4.0h，得到多孔陶瓷的孔隙率为49.95％，抗压强度为12.91MPa，导热系数为1.11Wm-1K-1，耐酸(碱)度为92.41％。
实施例7
将83wt.％电解锰渣、11wt.％氟化钙污泥、6wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达3.00MPa的坯体，之后将坯体加热到1045℃保温3.8h，得到多孔陶瓷的孔隙率为64.68％，抗压强度为20.67MPa，导热系数为2.00Wm-1K-1，耐酸(碱)度为93.02％。
实施例8
将85wt.％电解锰渣、9wt.％氟化钙污泥、6wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达1.73MPa的坯体，之后将坯体加热到1053℃保温3.6h，得到多孔陶瓷的孔隙率为55.71％，抗压强度为24.72MPa，导热系数为1.43Wm-1K-1，耐酸(碱)度为94.42％。
实施例9
将88wt.％电解锰渣、5wt.％氟化钙污泥、7wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达2.01MPa的坯体，之后将坯体加热到1060℃保温3.4h，得到多孔陶瓷的孔隙率为42.46％，抗压强度为24.40MPa，导热系数为1.38Wm-1K-1，耐酸(碱)度为94.06％。
实施例10
将90wt.％电解锰渣、3wt.％氟化钙污泥、7wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达2.22MPa的坯体，之后将坯体加热到1068℃保温3.2h，得到多孔陶瓷的孔隙率为38.48％，抗压强度为30.00MPa，导热系数为0.98Wm-1K-1，耐酸(碱)度为95.01％。
实施例11
将90wt.％电解锰渣、2wt.％氟化钙污泥、8wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达2.26MPa的坯体，之后将坯体加热到1075℃保温3.0h，得到多孔陶瓷的孔隙率为63.74％，抗压强度为10.00MPa，导热系数为1.73Wm-1K-1，耐酸(碱)度为93.78％。
实施例12
将89wt.％电解锰渣、3wt.％氟化钙污泥、8wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达1.86MPa的坯体，之后将坯体加热到1083℃保温2.8h，得到多孔陶瓷的孔隙率为57.02％，抗压强度为16.41MPa，导热系数为1.18Wm-1K-1，耐酸(碱)度为93.15％。
实施例13
将86wt.％电解锰渣、7wt.％氟化钙污泥、7wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达2.12MPa的坯体，之后将坯体加热到1090℃保温2.6h，得到多孔陶瓷的孔隙率为42.43％，抗压强度为17.81MPa，导热系数为1.49Wm-1K-1，耐酸(碱)度为94.84％。
实施例14
将84wt.％电解锰渣、9wt.％氟化钙污泥、7wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达2.16MPa的坯体，之后将坯体加热到1098℃保温2.4h，得到多孔陶瓷的孔隙率为63.53％，抗压强度为17.29MPa，导热系数为1.56Wm-1K-1，耐酸(碱)度为92.15％。
实施例15
将82wt.％电解锰渣、12wt.％氟化钙污泥、6wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达1.55MPa的坯体，之后将坯体加热到1105℃保温2.2h，得到多孔陶瓷的孔隙率为45.61％，抗压强度为29.46MPa，导热系数为1.59Wm-1K-1，耐酸(碱)度为93.07％。
实施例16
将80wt.％电解锰渣、15wt.％氟化钙污泥、5wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达1.11MPa的坯体，之后将坯体加热到1113℃保温2.0h，得到多孔陶瓷的孔隙率为33.45％，抗压强度为16.55MPa，导热系数为1.92Wm-1K-1，耐酸(碱)度为93.41％。
实施例17
将79wt.％电解锰渣、17wt.％氟化钙污泥、4wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达2.06MPa的坯体，之后将坯体加热到1120℃保温1.8h，得到多孔陶瓷的孔隙率为63.76％，抗压强度为24.83MPa，导热系数为0.72Wm-1K-1，耐酸(碱)度为93.02％。
实施例18
将76wt.％电解锰渣、20wt.％氟化钙污泥、4wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达1.32MPa的坯体，之后将坯体加热到1128℃保温1.5h，得到多孔陶瓷的孔隙率为35.62％，抗压强度为11.00MPa，导热系数为2.00Wm-1K-1，耐酸(碱)度为93.02％。
实施例19
将71wt.％电解锰渣、26wt.％氟化钙污泥、3wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达2.69MPa的坯体，之后将坯体加热到1135℃保温1.2h，得到多孔陶瓷的孔隙率为46.70％，抗压强度为24.09MPa，导热系数为1.59Wm-1K-1，耐酸(碱)度为95.26％。
实施例20
将70wt.％电解锰渣、27wt.％氟化钙污泥、3wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达1.85MPa的坯体，之后将坯体加热到1150℃保温1.0h，得到多孔陶瓷的孔隙率为50.59％，抗压强度为21.65MPa，导热系数为1.84Wm-1K-1，耐酸(碱)度为92.06％。
实施例21
将70wt.％电解锰渣、27wt.％氟化钙污泥、3wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达4.00MPa的坯体，之后将坯体加热到1150℃保温4.0h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为44.82％，抗压强度为22.17MPa，导热系数为0.94Wm-1K-1，耐酸(碱)度为96.44％。
实施例22
将72wt.％电解锰渣、25wt.％氟化钙污泥、3wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达12.04MPa的坯体，之后将坯体加热到1158℃保温3.8h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为74.63％，抗压强度为43.87MPa，导热系数为2.29Wm-1K-1，耐酸(碱)度为95.02％。
实施例23
将73wt.％电解锰渣、23wt.％氟化钙污泥、4wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达11.83MPa的坯体，之后将坯体加热到1165℃保温3.6h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为49.62％，抗压强度为40.21MPa，导热系数为2.55Wm-1K-1，耐酸(碱)度为95.25％。
实施例24
将75wt.％电解锰渣、21wt.％氟化钙污泥、4wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达18.12MPa的坯体，之后将坯体加热到1173℃保温3.4h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为67.50％，抗压强度为39.86MPa，导热系数为1.62Wm-1K-1，耐酸(碱)度为95.13％。
实施例25
将78wt.％电解锰渣、17wt.％氟化钙污泥、5wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达20.00MPa的坯体，之后将坯体加热到1180℃保温3.2h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为54.64％，抗压强度为41.20MPa，导热系数为1.89Wm-1K-1，耐酸(碱)度为97.25％。
实施例26
将82wt.％电解锰渣、13wt.％氟化钙污泥、5wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达9.40MPa的坯体，之后将坯体加热到1188℃保温3.1h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为57.79％，抗压强度为44.95MPa，导热系数为2.92Wm-1K-1，耐酸(碱)度为96.57％。
实施例27
将83wt.％电解锰渣、11wt.％氟化钙污泥、6wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达11.60MPa的坯体，之后将坯体加热到1195℃保温3.0h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为67.76％，抗压强度为40.63MPa，导热系数为2.25Wm-1K-1，耐酸(碱)度为96.75％。
实施例28
将85wt.％电解锰渣、9wt.％氟化钙污泥、6wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达18.51MPa的坯体，之后将坯体加热到1203℃保温2.8h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为40.03％，抗压强度为40.85MPa，导热系数为1.14Wm-1K-1，耐酸(碱)度为97.71％。
实施例29
将88wt.％电解锰渣、5wt.％氟化钙污泥、7wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达9.85MPa的坯体，之后将坯体加热到1210℃保温2.6h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为78.51％，抗压强度为48.73MPa，导热系数为2.28Wm-1K-1，耐酸(碱)度为95.73％。
实施例30
将90wt.％电解锰渣、3wt.％氟化钙污泥、7wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达13.06MPa的坯体，之后将坯体加热到1218℃保温2.4h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为44.60％，抗压强度为40.06MPa，导热系数为2.22Wm-1K-1，耐酸(碱)度为97.74％。
实施例31
将90wt.％电解锰渣、2wt.％氟化钙污泥、8wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达9.78MPa的坯体，之后将坯体加热到1225℃保温2.2h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为55.99％，抗压强度为25.76MPa，导热系数为2.98Wm-1K-1，耐酸(碱)度为96.32％。
实施例32
将89wt.％电解锰渣、3wt.％氟化钙污泥、8wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达7.93MPa的坯体，之后将坯体加热到1233℃保温2.0h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为79.63％，抗压强度为28.82MPa，导热系数为1.14Wm-1K-1，耐酸(碱)度为95.53％。
实施例33
将86wt.％电解锰渣、7wt.％氟化钙污泥、7wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达10.10MPa的坯体，之后将坯体加热到1240℃保温1.8h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为48.45％，抗压强度为23.15MPa，导热系数为1.63Wm-1K-1，耐酸(碱)度为95.16％。
实施例34
将84wt.％电解锰渣、9wt.％氟化钙污泥、7wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达10.93MPa的坯体，之后将坯体加热到1248℃保温1.6h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为67.83％，抗压强度为41.88MPa，导热系数为2.80Wm-1K-1，耐酸(碱)度为95.37％。
实施例35
将82wt.％电解锰渣、12wt.％氟化钙污泥、6wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达17.15MPa的坯体，之后将坯体加热到1255℃保温1.4h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为49.94％，抗压强度为47.76MPa，导热系数为2.49Wm-1K-1，耐酸(碱)度为97.59％。
实施例36
将80wt.％电解锰渣、15wt.％氟化钙污泥、5wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达5.88MPa的坯体，之后将坯体加热到1263℃保温1.2h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为61.81％，抗压强度为25.38MPa，导热系数为2.04Wm-1K-1，耐酸(碱)度为95.63％。
实施例37
将79wt.％电解锰渣、17wt.％氟化钙污泥、4wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达18.08MPa的坯体，之后将坯体加热到1270℃保温1.0h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为45.65％，抗压强度为44.75MPa，导热系数为2.67Wm-1K-1，耐酸(碱)度为95.56％。
实施例38
将76wt.％电解锰渣、20wt.％氟化钙污泥、4wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达5.18MPa的坯体，之后将坯体加热到1278℃保温0.8h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为75.95％，抗压强度为24.99MPa，导热系数为2.68Wm-1K-1，耐酸(碱)度为97.15％。
实施例39
将71wt.％电解锰渣、26wt.％氟化钙污泥、3wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达7.20MPa的坯体，之后将坯体加热到1285℃保温0.6h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为75.72％，抗压强度为48.92MPa，导热系数为1.95Wm-1K-1，耐酸(碱)度为97.21％。
实施例40
将70wt.％电解锰渣、27wt.％氟化钙污泥、3wt.％石墨混合球磨，混合物料过100目筛后经压制成型，得到抗压强度达9.30MPa的坯体，之后将坯体加热到1300℃保温0.5h，得到泡沫微晶玻璃的孔隙率为71.42％，抗压强度为33.70MPa，导热系数为0.81Wm-1K-1，耐酸(碱)度为95.99％。
本文虽然已经给出了本发明的几个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (5)

1.一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法，其特征在于，将电解锰渣、氟化钙污泥和碳质还原剂混合球磨，混合物料通过压制成型，经一步热处理制得多孔材料，具体步骤包括：
S1混料球磨：将电解锰渣、氟化钙污泥和碳质还原剂混合球磨，得到均匀的物料；
S2成型：将混合物料压制成坯体；
S3发泡：
(1)将坯体加热至1000-1150℃保温1.0-5.0h，得到多孔陶瓷；
(2)将坯体加热到1150-1300℃保温0.5-4.0h，得到泡沫微晶玻璃。
2.根据权利要求1所述一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法，其特征在于，所述的氟化钙污泥为不锈钢、玻璃生产和光伏企业产生的含氟废水中和污泥，所述的碳质还原剂为石墨、木炭、焦煤中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法，其特征在于，所述的物料混合比例为；电解锰渣70-90wt％，氟化钙污泥1-30％，碳质还原剂3-8wt％，所述球磨后的混合物料粒度为-100目。
4.根据权利要求1所述一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法，其特征在于，生产多孔陶瓷的成型坯体抗压强度为0.5-3.0MPa，制得的多孔陶瓷的孔隙率30-65％、抗压强度10-30MPa、导热系数0.5-2.0Wm-1K-1，耐酸(碱)度≥92.0％。
5.根据权利要求1所述一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法，其特征在于，所述的生产泡沫微晶玻璃的成型坯体的抗压强度为4-20MPa，制得的泡沫微晶玻璃的孔隙率40-80％、抗压强度20-50MPa、导热系数0.8-3.0Wm-1K-1，耐酸(碱)度≥95.0％。
CN202211163972.3A 2022-09-23 2022-09-23 一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法 Active CN115403404B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211163972.3A CN115403404B (zh) 2022-09-23 2022-09-23 一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211163972.3A CN115403404B (zh) 2022-09-23 2022-09-23 一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115403404A true CN115403404A (zh) 2022-11-29
CN115403404B CN115403404B (zh) 2023-06-02

Family

ID=84165607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211163972.3A Active CN115403404B (zh) 2022-09-23 2022-09-23 一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115403404B (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06144951A (ja) * 1992-11-11 1994-05-24 Hiroyuki Kobayashi セラミックス発泡体とその製造方法
US5588977A (en) * 1993-11-02 1996-12-31 East West Trade Group, Inc. Method of producing glass materials from ash-slag waste
RU2114797C1 (ru) * 1996-02-28 1998-07-10 Вячеслав Фролович Павлов Способ получения пористых стекломатериалов из металлургических шлаков
JP2003055033A (ja) * 2001-08-17 2003-02-26 Zensei Koshigen Kagi Kofun Koshi フッ化カルシウム（ＣａＦ２）へどろの再利用方法及び再利用化製品
CN102584316A (zh) * 2012-03-05 2012-07-18 中南大学 一种电解锰渣多孔陶瓷的制备方法
CN104003749A (zh) * 2014-05-15 2014-08-27 中国科学院过程工程研究所 一种电解锰渣闭合型多孔材料及原位发泡制备方法
CN106747609A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 斯格迈能源科技（嘉善）有限公司 一种轻质建筑陶粒及其制备方法
CN107353032A (zh) * 2017-07-13 2017-11-17 郑州大学 一种以工业无机危险废物和耐火粘土尾矿为原料的发泡陶瓷保温板及制备方法
CN108191248A (zh) * 2018-01-31 2018-06-22 武汉理工大学 一种利用电解锰矿渣生产泡沫玻璃的方法
CN110304901A (zh) * 2019-07-12 2019-10-08 铜仁学院 一种电解锰渣透水砖和透气砖的制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06144951A (ja) * 1992-11-11 1994-05-24 Hiroyuki Kobayashi セラミックス発泡体とその製造方法
US5588977A (en) * 1993-11-02 1996-12-31 East West Trade Group, Inc. Method of producing glass materials from ash-slag waste
RU2114797C1 (ru) * 1996-02-28 1998-07-10 Вячеслав Фролович Павлов Способ получения пористых стекломатериалов из металлургических шлаков
JP2003055033A (ja) * 2001-08-17 2003-02-26 Zensei Koshigen Kagi Kofun Koshi フッ化カルシウム（ＣａＦ２）へどろの再利用方法及び再利用化製品
CN102584316A (zh) * 2012-03-05 2012-07-18 中南大学 一种电解锰渣多孔陶瓷的制备方法
CN104003749A (zh) * 2014-05-15 2014-08-27 中国科学院过程工程研究所 一种电解锰渣闭合型多孔材料及原位发泡制备方法
CN106747609A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 斯格迈能源科技（嘉善）有限公司 一种轻质建筑陶粒及其制备方法
CN107353032A (zh) * 2017-07-13 2017-11-17 郑州大学 一种以工业无机危险废物和耐火粘土尾矿为原料的发泡陶瓷保温板及制备方法
CN108191248A (zh) * 2018-01-31 2018-06-22 武汉理工大学 一种利用电解锰矿渣生产泡沫玻璃的方法
CN110304901A (zh) * 2019-07-12 2019-10-08 铜仁学院 一种电解锰渣透水砖和透气砖的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YE DONGDONG: "Effect ofelectrolytic manganese residue to co-sintering mechanism of ceramic aggregate" *
刘亚娟: "电解锰渣制备微晶玻璃正交实验研究", 《中国陶瓷》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115403404B (zh) 2023-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102584316B (zh) 一种电解锰渣多孔陶瓷的制备方法
AU2011307778B2 (en) Method for manufacturing foam material by using molten slag
CN106542843B (zh) 一种利用固体废弃物制备轻质保温墙体材料的方法
CN104891815B (zh) 一种利用高温液态冶金熔渣制备泡沫玻璃的方法
CN105294135A (zh) 一种利用铝灰直接制备铝尖晶石耐火材料的方法及其制备的材料
CN105923658A (zh) 一种电镀污泥材料化利用方法
CN110104979B (zh) 一种采用带式烧结制备煤矸石轻骨料的方法
CN103723988A (zh) 利用玻璃粉制备的轻质高强加气混凝土及其方法
CN107311455A (zh) 一种利用含砷废渣制备含砷固化玻璃的方法
CN113480324A (zh) 一种粉煤灰和冶金废渣制备的发泡陶瓷及其制备方法
CN104141063A (zh) 一种原位合成碳化钛增强钛基多孔材料的制备方法
CN113292355A (zh) 一种利用污水处理厂污泥制备陶粒的方法
CN108503338A (zh) 一种利用粉煤灰制备高强度发泡陶瓷材料的方法
CN113061015A (zh) 一种利用锰硅合金热熔渣制备人造装饰石材的方法
CN101497528A (zh) 氧化镁质透气砖的制备方法
CN115403404B (zh) 一种电解锰渣短流程制备多孔材料的方法
CN109399941A (zh) 一种利用粉煤灰和废弃物熔渣制备微晶陶瓷的方法
CN105481407A (zh) 一种氧化钙材料及其制备方法
CN116874293A (zh) 一种具有纯相结构的致密化堇青石陶瓷及其制备方法
CN111548189A (zh) 一种用陶瓷抛磨废料和高炉矿渣制备发泡陶瓷材料的方法
CN103408051B (zh) 一种氧化钙团块高活性与高强度耦合调控方法
CN114044630B (zh) 一种再生多孔玻璃陶瓷及其制备方法和应用
CN107352805B (zh) 一种基于全废料的泡沫玻璃及制备方法
CN109553304B (zh) 一种矿渣多孔微晶玻璃及其制备方法
CN111393139B (zh) 一种利用锂辉石浮选尾矿制备多孔保水陶瓷材料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant