CN116730595A - 一种固废基多孔玻璃陶瓷及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种固废基多孔玻璃陶瓷及其制备方法和应用，属于固废利用技术领域。包括以下步骤：(1)将发泡剂A和发泡剂B混合进行一次球磨，得到复合发泡剂；(2)将所述步骤(1)得到的复合发泡剂与固体废弃物混合进行二次球磨后烧结，得到固废基多孔玻璃陶瓷。本发明采用复合发泡剂进行发泡，两组组分分别发生高温脱氧反应和高温氧化反应，通过预先进行的球磨混料能够获得混合均匀的复合发泡剂，结合二次球磨将复合发泡剂与固体废弃物均匀混合，可以有效防止气泡过度生长，进一步提高样品孔道结构的均匀性和分散性，从而提高多孔玻璃陶瓷的力学性能，并且只需简单的球磨混料，然后进行一次烧结，熔融、发泡和烧结同时进行，工艺更加简单。

Description

一种固废基多孔玻璃陶瓷及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及固废利用技术领域，尤其涉及一种固废基多孔玻璃陶瓷及其制备方法和应用。
背景技术
矿山固体废弃物是工业固体废弃物中的一类，主要包括矿山开采过程中所产生的废料以及在后续选冶、切割、抛光等深加工的过程中产生的约20％-30％的碎渣、粉尘、边角料、废泥浆等，因其排放量大、成分复杂、难处理、难利用等特点成为目前环保一大难题，其处理形式单一，目前主要是填埋、堆积或排放至河流，少部分固体废弃物在流程内部进行有限的循环利用，如被用作路基基层材料或者填料等，大量固体废弃物边角料等不仅没有得到合理的应用甚至给环境带来了极大的危害，有限的循环利用并不能从根本上解决固体废弃物污染问题，利用固体废弃物制备高值新材料成为其资源化和循环利用的重要途径。
固体废弃物中大量的二氧化硅和三氧化二铝和少量的碱性氧化物，是制备玻璃陶瓷的理想原料。玻璃陶瓷又称微晶玻璃，是结晶相和玻璃相复合的材料，它兼有玻璃和陶瓷的优点，具有机械强度高、热膨胀性能可调、耐热冲击、耐化学腐蚀、低介电损耗等优越性能。在热学、化学、生物学、光学以及电学性能方面往往优于金属及有机聚合物材料。利用固体废弃物等废料为主要原料来制备综合性能优异的玻璃陶瓷材料可以大大提高其产品附加值，降低玻璃陶瓷的生产成本，具有较大经济价值和社会效益。
现有多孔玻璃陶瓷的制备方法主要有熔融法、烧结法、溶胶-凝胶法、挤压成型法、发泡法、凝胶注模法、冷冻干燥法、造孔剂法和二次成形法等，需要经历高温水淬、高压成型和二次烧结，工艺复杂，生产周期长，设备要求高，能耗大，工业化生产存在很多局限性，且常用发泡剂一般为碳酸盐，制备的多孔玻璃陶瓷的力学性能较差。因此，亟需一种工艺简单且性能优异的多孔玻璃陶瓷的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固废基多孔玻璃陶瓷及其制备方法和应用。本发明提供的制备方法工艺简单且制备的多孔玻璃陶瓷具有优异的力学性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种固废基多孔玻璃陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)将发泡剂A和发泡剂B混合进行一次球磨，得到复合发泡剂；所述发泡剂A包括二氧化锰、二氧化钛、三氧化二铁和氧化铜中的一种或多种；所述发泡剂B包括碳化硅、氮化硅、氮化硼、碳化钛和氮化钛中的一种或多种；
(2)将所述步骤(1)得到的复合发泡剂与固体废弃物混合进行二次球磨后烧结，得到固废基多孔玻璃陶瓷。
优选地，所述步骤(1)中发泡剂A和发泡剂B的质量比为(0.1～10):1。
优选地，所述步骤(2)中复合发泡剂的质量为固体废弃物质量的0.25～3％。
优选地，所述步骤(2)中的固体废弃物包括花岗岩切削渣和煤矸石中的一种或多种。
优选地，所述花岗岩切削渣和煤矸石中二氧化硅和三氧化二铝的质量含量独立地≥80％，三氧化二铁的质量含量独立地≥1.5％。
优选地，所述固体废弃物包括废玻璃。
优选地，所述固体废弃物中废玻璃的质量含量为0.1％～5％。
优选地，所述步骤(2)中烧结的温度为1050～1200℃，烧结的时间为60～180min。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备的固废基多孔玻璃陶瓷。
本发明还提供了上述技术方案所述固废基多孔玻璃陶瓷在热学、化学、生物学、光学以及电学领域中的应用。
本发明提供了一种固废基多孔玻璃陶瓷的制备方法，包括以下步骤：(1)将发泡剂A和发泡剂B混合进行一次球磨，得到复合发泡剂；所述发泡剂A包括二氧化锰、二氧化钛、三氧化二铁和氧化铜中的一种或多种；所述发泡剂B包括碳化硅、氮化硅、氮化硼、碳化钛和氮化钛中的一种或多种；(2)将所述步骤(1)得到的复合发泡剂与固体废弃物混合进行二次球磨后烧结，得到固废基多孔玻璃陶瓷。本发明采用复合发泡剂进行发泡，两组组分分别发生高温脱氧反应和高温氧化反应，通过预先进行的球磨混料能够获得混合均匀的复合发泡剂，结合二次球磨将复合发泡剂与固体废弃物均匀混合，可以有效防止气泡过度生长，进一步提高样品孔道结构的均匀性和分散性，从而提高多孔玻璃陶瓷的力学性能，并且只需简单的球磨混料，然后进行一次烧结，熔融、发泡和烧结同时进行，工艺更加简单。实施例的结果显示，本发明制备的多孔玻璃陶瓷的耐压强度在7.21MPa以上，高于单一发泡剂和由碳酸钠与碳化硅组成的复合发泡剂。
附图说明
图1为本发明制备固废基多孔玻璃陶瓷使用的模具结构示意图，其中1为复合层、2为填充层、3为内层；
图2为本发明实施例1中使用的花岗岩粉1、废玻璃粉1和制备的固废基多孔玻璃陶瓷的XRD图；
图3为本发明实施例1制备的固废基多孔玻璃陶瓷的实物图；
图4为本发明实施例1制备的固废基多孔玻璃陶瓷在标尺为500μm的高倍电子显微镜下观察到的图片；
图5为本发明实施例1制备的固废基多孔玻璃陶瓷放大倍数为200倍的SEM图；
图6为本发明实施例16中使用的花岗岩粉1和制备的固废基多孔玻璃陶瓷的XRD图；
图7为本发明实施例18中使用的煤矸石粉、废玻璃粉1和制备的固废基多孔玻璃陶瓷的XRD图；
图8为本发明实施例18制备的固废基多孔玻璃陶瓷的实物图；
图9为本发明实施例18制备的固废基多孔玻璃陶瓷在标尺为500μm的高倍电子显微镜下观察到的图片；
图10为本发明实施例18制备的固废基多孔玻璃陶瓷放大倍数为200倍的SEM图。
具体实施方式
本发明提供了一种固废基多孔玻璃陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)将发泡剂A和发泡剂B混合进行一次球磨，得到复合发泡剂；所述发泡剂A包括二氧化锰、二氧化钛、三氧化二铁和氧化铜中的一种或多种；所述发泡剂B包括碳化硅、氮化硅、氮化硼、碳化钛和氮化钛中的一种或多种；
(2)将所述步骤(1)得到的复合发泡剂与固体废弃物混合进行二次球磨后烧结，得到固废基多孔玻璃陶瓷。
如无特殊说明，本发明对所述各原料的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
本发明将发泡剂A和发泡剂B混合进行一次球磨，得到复合发泡剂。
在本发明中，所述发泡剂A包括二氧化锰、二氧化钛、三氧化二铁和氧化铜中的一种或多种；所述发泡剂B包括碳化硅、氮化硅、氮化硼、碳化钛和氮化钛中的一种或多种。在本发明中，所述复合发泡剂优选为二氧化锰和碳化硅的混合物、二氧化钛和氮化硼的混合物、氧化铜和碳化硅的混合物或二氧化锰和氮化硼的混合物。
在本发明中，所述发泡剂A主要发生高温脱氧反应，发泡剂B主要发生高温氧化反应，发泡剂A高温脱氧反应产生的氧气一方面供给发泡剂B的氧化反应消耗，同时过量的气体还能在高温玻璃熔体中形成气泡，提高多孔玻璃陶瓷的孔隙率。
在本发明中，所述发泡剂A的高温脱氧反应如下所示：
其中X为Mn、Ti、Fe或Cu。
在本发明中，所述发泡剂B的高温氧化反应如下所示：
其中Y为Si、Ti或B。
在本发明中，所述发泡剂A和发泡剂B的质量比优选为(0.1～10):1，更优选为(1～5):1，最优选为(1～2):1。本发明将发泡剂A和发泡剂B的质量比限定在上述范围内，能够具有足够的氧气供给发泡剂B的氧化反应消耗，同时过量的气体在高温玻璃熔体中形成气泡，提高多孔玻璃陶瓷的孔隙率。
在本发明中，所述一次球磨的球料比优选为(10～30)：1，更优选为(15～25)：1，最优选为20:1；所述一次球磨的时间优选为1～3h，更优选为2h。在本发明中，所述球磨一方面能够使两种不同发泡剂混合均匀，另一方面能够在一定程度上减小发泡剂的粒径，提高其比表面积，使其具备更多的活性位点，从而达到活化的目地，有助于获得孔径相对更小的多孔玻璃陶瓷。
一次球磨完成后，本发明优选将一次球磨的产物过80～120目筛，得到复合发泡剂。
本发明将一次球磨时的球料比、时间、球磨后复合发泡剂的目数限定在上述范围内，能够使得发泡剂A和发泡剂B混合的更加均匀，同时具有较小的粒径，降低多孔玻璃陶瓷的孔径，提高其力学性能。
得到复合发泡剂后，本发明将所述复合发泡剂与固体废弃物混合进行二次球磨后烧结，得到固废基多孔玻璃陶瓷。
在本发明中，所述固体废弃物优选包括花岗岩切削渣和煤矸石中的一种或多种。在本发明中，所述花岗岩切削渣和煤矸石中二氧化硅和三氧化二铝的质量含量优选独立地≥80％，三氧化二铁的质量含量优选独立地≥1.5％。
在本发明中，所述固体废弃物还优选包括废玻璃。
在本发明中，所述废玻璃中二氧化硅和三氧化二铝的质量含量优选≥68％。
在本发明中，所述固体废弃物中废玻璃的质量含量优选为0.1～5％，更优选为1～5％。在本发明中，所述废玻璃中含有较高比例的助熔剂成分，能够降低烧结温度，避免了常规助熔剂(钾长石、钠长石等)的使用，简化配方；同时废玻璃在高温条件下形成玻璃液相，能够提高多孔玻璃陶瓷的力学强度，此外，利用固体废弃物中原位存在的三氧化二铁作为晶核助剂，诱导废玻璃在高温条件下形成的部分玻璃相发生析晶反应，提高固体废弃物的利用率。本发明将固体废弃物中废玻璃的质量含量限定在上述范围内，能够进一步降低烧结温度、提高固体废弃物的利用率并提高多孔玻璃陶瓷的力学性能。
在本发明中，所述复合发泡剂的质量优选为固体废弃物质量的0.25～3％，更优选为0.5～2％，最优选为1％。本发明将复合发泡剂的用量限定在上述范围内，能够使得多孔玻璃陶瓷具有较高的孔隙率及较高的力学性能。
在本发明中，所述二次球磨的球料比优选为(2～4)：1，更优选为3:1；所述二次球磨的时间优选为1～5h，更优选为2～4h。
二次球磨完成后，本发明优选将二次球磨的产物过80～120目筛。
本发明将二次球磨时的球料比、时间、产物目数限定在上述范围内，能够使得复合发泡剂与固体废弃物混合的更加均匀，同时具有较小的粒径，降低多孔玻璃陶瓷的孔径，提高其力学性能。
在本发明中，当固体废弃物中包含废玻璃时，所述烧结的温度优选为1050～1200℃，更优选为1100～1200℃；所述烧结的时间为优选60～180min，更优选为120～180min；升温至所述烧结温度的速率优选为3～10℃/min，更优选为5℃/min。本发明将烧结的温度、时间限定在上述范围内，能够使得原料中的各组分充分反应形成多孔玻璃陶瓷。
在本发明中，所述烧结优选在模具中进行，所述模具的结构优选如图1所示，所述模具具有三层结构，由外向内依次为复合层1、填充层2和内层3；各层之间通过粘结剂进行粘结。
在本发明中，所述粘结剂优选包括聚乙烯醇水溶液、聚乙二醇水溶液、黄原胶水溶液、羧甲基纤维素钠水溶液、聚乙烯吡咯烷酮水溶液和壳聚糖水溶液中的一种或多种，所述粘结剂的质量浓度优选为0.25～1％。
在本发明中，所述复合层1和内层3优选为多晶硅酸铝纤维纸；所述填充层2优选由直径1.5～3.2mm的氧化铝陶瓷球或氧化锆陶瓷球填充得到。
在本发明中，所述复合层1为模具提供一定的力学强度，减小形变和破损，填充层2内陶瓷球形成的孔隙为气体的扩散和交流提供新的路径。
在本发明中，所述复合层1的厚度优选为2～6mm；所述内层3的厚度优选为复合层1厚度的一半；所述填充层2的厚度优选为3～9.6mm。本发明对所述模具的大小及形状没有特殊的限定，根据实际需要选择即可。
本发明将模具的结构及各层的厚度限定在上述范围内，内层3直接接触反应料，较薄的厚度有利于气体的扩散，最外层为复合层1，较厚的结构保证装料后的模具仍具有一定力学强度，在转运和高温反应过程中保持模具的完整性，有助于获得尺寸相对均匀的多孔玻璃陶瓷；填充层2内陶瓷球形成的孔隙为气体的扩散和交流提供新的路径，相比于传统致密刚性氧化铝、莫来石和堇青石等模具，有助于提高多孔玻璃陶瓷孔的均匀性。
烧结完成后，本发明优选将所述烧结后的产物进行冷却，得到固废基多孔玻璃陶瓷。
在本发明中，所述冷却优选为自然冷却；所述冷却的终点优选为室温。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备的固废基多孔玻璃陶瓷。
本发明制备的固废基多孔玻璃陶瓷孔径较小、更加均匀且具有优异的力学性能。
本发明还提供了上述技术方案所述固废基多孔玻璃陶瓷在热学、化学、生物学、光学以及电学领域中的应用。
本发明对所述固废基多孔玻璃陶瓷在热学、化学、生物学、光学以及电学领域中的应用的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的固废基多孔玻璃陶瓷在热学、化学、生物学、光学以及电学领域中的应用的技术方案即可。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明各实施例中所用原料的组成及主要组分的质量百分含量如表1所示，所述各原料中还包含少量未列出的其他常规组分。
表1各实施例中所用原料的组成和主要组分的质量百分含量
实施例1
(1)将质量比为1.5:1的MnO2和SiC混合进行一次球磨，研磨介质为氧化锆球，球料比为20:1，球磨2小时后过100目筛，得到复合发泡剂；
(2)将复合发泡剂与花岗岩粉1和废玻璃粉1混合进行二次球磨，其中花岗岩粉1与废玻璃粉1的质量比为95:5，复合发泡剂的质量为花岗岩粉1和废玻璃粉1总质量的1％，研磨介质为氧化锆球，球料比为3:1，球磨4小时后过100目筛，装入模具中振实并抹平上表面，模具为三层结构，由外到内依次为复合层1，填充层2和内层3，各层以0.5wt％的羧甲基纤维素钠水溶液为粘结剂进行粘结，复合层1为多晶硅酸铝纤维纸，厚度为6mm，内层3为多晶硅酸铝纤维纸，厚度为3mm，填充层2由直径1.5mm氧化锆陶瓷球填充得到，厚度为3mm，最后将装有粉料的模具放入马弗炉中，按5℃/min的升温速率升至1100℃内保温120min，自然冷却至室温后得到花岗岩固废基多孔玻璃陶瓷。
实施例1中花岗岩粉1、废玻璃粉1和制备的固废基多孔玻璃陶瓷的XRD图如图2所示，其中有重峰的地方没有重复标注。
实施例1制备的固废基多孔玻璃陶瓷的实物图如图3所示，采用高倍电子显微镜拍摄的标尺为500μm图如图4所示，200倍放大倍数下的SEM图如图5所示。
从图2～5中可以看出，花岗岩固废基多孔玻璃陶瓷主晶相为钠长石相和α-石英相，同时还含有一定比例的正长石相和非晶玻璃相，玻璃陶瓷的内部由大量大气孔与孔壁和孔筋上的丰富小气孔组成，这些大气孔孔径分布相对均匀约为100～1000μm，小气孔孔径分布不均匀，孔径约为10～100μm，其横截面多为规则的圆孔状且都封闭独立存在，能够提高多孔玻璃陶瓷材料的保温性能。
实施例2
将实施例1中的花岗岩粉1替换为花岗岩粉2、废玻璃粉1替换为废玻璃粉2，其他参数均与实施例1相同。
实施例3
将实施例1中的废玻璃粉1替换为废玻璃粉2，其他参数均与实施例1相同。
实施例4
将实施例1中的花岗岩粉1替换为花岗岩粉2，其他参数均与实施例1相同。
实施例5
将实施例1中的烧结温度替换为1050℃，其他参数均与实施例1相同。
实施例6
将实施例1中的烧结温度替换为1075℃，其他参数均与实施例1相同。
实施例7
将实施例1中的烧结温度替换为1125℃，其他参数均与实施例1相同。
实施例8
将实施例1中的烧结温度替换为1150℃，其他参数均与实施例1相同。
实施例9
将实施例1中的烧结温度替换为1175℃，其他参数均与实施例1相同。
实施例10
将实施例1中的烧结温度替换为1200℃，其他参数均与实施例1相同。
实施例11
将实施例1中的烧结时间替换为60min，其他参数均与实施例1相同。
实施例12
将实施例1中的烧结时间替换为180min，其他参数均与实施例1相同。
实施例13
将实施例1中的复合发泡剂替换为质量比为1.5:1的TiO2和BN，其他参数均与实施例1相同。
实施例14
将实施例1中的复合发泡剂替换为质量比为1.5:1的CuO和SiC，其他参数均与实施例1相同。
实施例15
将实施例1中的复合发泡剂替换为质量比为1.5:1的MnO2和BN，其他参数均与实施例1相同。
实施例16
(1)将质量比为1.5:1的MnO2和SiC混合进行一次球磨，研磨介质为氧化锆球，球料比为20:1，球磨2小时后过100目筛，得到复合发泡剂；
(2)将复合发泡剂与花岗岩粉1混合进行二次球磨，复合发泡剂的质量为花岗岩粉1质量的1％，研磨介质为氧化锆球，球料比为3:1，球磨4小时后过100目筛，装入模具中振实并抹平上表面，模具为三层结构，由外到内依次为复合层1，填充层2和内层3，各层以0.5wt％的羧甲基纤维素钠水溶液为粘结剂进行粘结，复合层1为多晶硅酸铝纤维纸，厚度为6mm，内层3为多晶硅酸铝纤维纸，厚度为3mm，填充层2由直径1.5mm氧化锆陶瓷球填充得到，厚度为3mm，最后将装有粉料的模具放入马弗炉中，按5℃/min的升温速率升至1200℃内保温120min，自然冷却至室温后得到花岗岩固废基多孔玻璃陶瓷。
实施例16中花岗岩粉1和制备的固废基多孔玻璃陶瓷的XRD图如图6所示。从图6中可以看出，固废基多孔玻璃陶瓷的主晶相为α-石英相和钠长石，同时还存在少量的正长石相和一定比例的非晶玻璃相。
实施例17
将实施例16中的花岗岩粉1替换为花岗岩粉2，其他参数均与实施例16相同。
实施例18
将实施例1中的花岗岩粉1替换为煤矸石粉，其他参数均与实施例1相同，得到煤矸石固废基多孔玻璃陶瓷。
实施例18中煤矸石粉、废玻璃粉1和制备的固废基多孔玻璃陶瓷的XRD图如图7所示。
实施例18制备的固废基多孔玻璃陶瓷的实物图如图8所示，采用高倍电子显微镜拍摄的标尺为500μm图如图9所示，200倍放大倍数下的SEM图如图10所示。
从图7～10中可以看出，煤矸石固废基多孔玻璃陶瓷主晶相为α-石英相、钠长石和铁铝氧化物，同时还存在少量的高岭石相和一定比例的非晶玻璃相。玻璃陶瓷的内部由大量大气孔与孔壁和孔筋上的丰富小气孔组成，这些大气孔孔径约为300～2000μm，小气孔孔径分布不均匀，孔径约为10～200μm，其横截面多为不规则的椭圆孔状且大部分都封闭独立存在，能够提高多孔玻璃陶瓷材料的保温性能。
实施例19
将实施例18中的废玻璃粉1替换为废玻璃粉2，其他参数均与实施例18相同。
实施例20
将实施例18中的烧结温度替换为1050℃，其他参数均与实施例18相同。
实施例21
将实施例18中的烧结温度替换为1150℃，其他参数均与实施例18相同。
实施例22
将实施例18中的烧结温度替换为1200℃，其他参数均与实施例18相同。
实施例23
将实施例18中的烧结时间替换为60min，其他参数均与实施例18相同。
实施例24
将实施例18中的烧结时间替换为180min，其他参数均与实施例18相同。
实施例25
将实施例18中的复合发泡剂替换为质量比为1.5:1的TiO2和BN，其他参数均与实施例18相同。
实施例26
将实施例18中的复合发泡剂替换为质量比为1.5:1的CuO和SiC，其他参数均与实施例18相同。
实施例27
(1)将质量比为1.5:1的MnO2和SiC混合进行一次球磨，研磨介质为氧化锆球，球料比为20:1，球磨2小时后过100目筛，得到复合发泡剂；
(2)将复合发泡剂与煤矸石粉混合进行二次球磨，复合发泡剂的质量为煤矸石粉质量的1％，研磨介质为氧化锆球，球料比为3:1，球磨4小时后过100目筛，装入模具中振实并抹平上表面，模具为三层结构，由外到内依次为复合层1，填充层2和内层3，各层以0.5wt％的羧甲基纤维素钠水溶液为粘结剂进行粘结，复合层1为多晶硅酸铝纤维纸，厚度为6mm，内层3为多晶硅酸铝纤维纸，厚度为3mm，填充层2由直径1.5mm氧化锆陶瓷球填充得到，厚度为3mm，最后将装有粉料的模具放入马弗炉中，按5℃/min的升温速率升至1200℃内保温120min，自然冷却至室温后得到煤矸石固废基多孔玻璃陶瓷。
对比例1
(1)将MnO2进行一次球磨，研磨介质为氧化锆球，球料比为20:1，球磨2小时后过100目筛，得到发泡剂；
(2)将发泡剂与花岗岩粉1和废玻璃粉1混合进行二次球磨，其中花岗岩粉1与废玻璃粉1的质量比为95:5，发泡剂的质量为花岗岩粉1和废玻璃粉1总质量的1％，研磨介质为氧化锆球，球料比为3:1，球磨4小时后过100目筛，装入模具中振实并抹平上表面，模具为三层结构，由外到内依次为复合层1，填充层2和内层3，各层以0.5wt％的羧甲基纤维素钠水溶液为粘结剂进行粘结，复合层1为多晶硅酸铝纤维纸，厚度为6mm，内层3为多晶硅酸铝纤维纸，厚度为3mm，填充层2由直径1.5mm氧化锆陶瓷球填充得到，厚度为3mm，最后将装有粉料的模具放入马弗炉中，按5℃/min的升温速率升至1100℃内保温120min，自然冷却至室温后得到花岗岩固废基多孔玻璃陶瓷。
对比例2
将对比例1中的发泡剂替换为SiC，其他参数均与对比例1相同。
对比例3
将对比例1中的复合发泡剂替换为质量比为1.5:1的Na2CO3和SiC，其他参数均与对比例1相同。
参照GB/T5486-2008、GB/T1964-1996、GB/T1966-1996对实施例1～27、对比例1～3制备的固废基多孔玻璃陶瓷进行表征，其表观密度、孔隙率、导热系数和耐压强度如表2所示。
表2实施例1～27、对比例1～3制备的固废基多孔玻璃陶瓷的表观密度、孔隙率、导热系数和耐压强度
从表2中可以看出，本发明制备的固废基多孔玻璃陶瓷具有较高的耐压强度。
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 (10)

1.一种固废基多孔玻璃陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)将发泡剂A和发泡剂B混合进行一次球磨，得到复合发泡剂；所述发泡剂A包括二氧化锰、二氧化钛、三氧化二铁和氧化铜中的一种或多种；所述发泡剂B包括碳化硅、氮化硅、氮化硼、碳化钛和氮化钛中的一种或多种；
(2)将所述步骤(1)得到的复合发泡剂与固体废弃物混合进行二次球磨后烧结，得到固废基多孔玻璃陶瓷。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中发泡剂A和发泡剂B的质量比为(0.1～10):1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中复合发泡剂的质量为固体废弃物质量的0.25～3％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的固体废弃物包括花岗岩切削渣和煤矸石中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述花岗岩切削渣和煤矸石中二氧化硅和三氧化二铝的质量含量独立地≥80％，三氧化二铁的质量含量独立地≥1.5％。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述固体废弃物包括废玻璃。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述固体废弃物中废玻璃的质量含量为0.1％～5％。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中烧结的温度为1050～1200℃，烧结的时间为60～180min。
9.权利要求1～8任意一项所述制备方法制备的固废基多孔玻璃陶瓷。
10.权利要求9所述固废基多孔玻璃陶瓷在热学、化学、生物学、光学以及电学领域中的应用。
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