專利名稱：利用銅尾礦生產(chǎn)泡沫玻璃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泡沫玻璃的制造方法，特別涉及一種利用銅尾礦生產(chǎn) 泡沫玻璃的制備方法。
背景技術(shù)：
銅尾礦是銅礦生產(chǎn)企業(yè)在選取有用成分后排放的一種固體礦物廢料。 目前，關(guān)于充分回收和利用銅尾礦還沒(méi)有科學(xué)合理的方法，大都將其用作 鋪路和深埋的方法進(jìn)行處理。國(guó)內(nèi)的銅礦企業(yè)較多，每年產(chǎn)生的尾礦如果 處理不當(dāng)將給環(huán)境造成很大的污染。既污染環(huán)境，又浪費(fèi)資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效降低泡沫玻璃的生產(chǎn)成本，保護(hù) 環(huán)境，變廢為寶的利用銅尾礦生產(chǎn)泡沫玻璃的方法，按本發(fā)明的生產(chǎn)方法 得到的泡沫玻璃結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好、吸水率低、導(dǎo)熱系數(shù)小且比重小。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
1) 將廢銅尾礦破碎后放入球磨罐中球磨至300目以下；
2) 將廢玻璃清洗干凈，烘干后球磨至300目以下；
3) 按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將40 60%的銅尾礦，35 55%的廢玻璃，0.2 0.5% 的炭黑，0 5%的氟硅酸鈉，0 5%的磷酸鈉放入到球磨罐中球磨至200目 以下；
4) 將上述球磨后的配合料加入耐熱鋼模具中，再將模具移入發(fā)泡爐 中加熱；預(yù)熱階段，自室溫以10 12°C/min的升溫速度升至400°C，保溫20 30min;
發(fā)泡階段，升溫速度為15 2(TC/min升至850 950°C; 穩(wěn)泡階段，在850 950。C恒溫下保溫30 60min;
5) 快速冷卻階段，冷卻速度為15 25'C/min，冷卻至500 550°C ， 恒溫30 60min;
6) 退火階段，降溫速度為l 2°C/min，退火至50°C以下得泡沫玻璃。 本發(fā)明制備泡沬玻璃所用的銅尾礦化學(xué)組成為Si02:45.5wt%;
A1203:14.45wt%;CaO: 10.1 wt%;MgO:3.1 wt%;Fe203:13.12wt%;Ti02:4.1 %;其 他9.63wt0/0。
由于本發(fā)明使用的銅尾礦中Si02含量較高，屬于硅酸鹽材料，適合生 產(chǎn)低密度，高強(qiáng)度的泡沫玻璃絕熱材料，氣泡結(jié)構(gòu)有利于形成閉孔結(jié)構(gòu)， 有效地降低了泡沫玻璃材料的吸水率，所以本發(fā)明利用工業(yè)廢料銅尾礦為 原料，添加少量添加劑，制備了泡沫玻璃。本發(fā)明不但有利于廢物利用， 保護(hù)環(huán)境，而且制得的泡沫玻璃結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、吸水率低、密度小、導(dǎo)熱系 數(shù)低。本發(fā)明可以有效地降低泡沫玻璃的生產(chǎn)成本，保護(hù)環(huán)境，變廢為寶， 具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。生產(chǎn)的泡沫玻璃性能密度小于0.8g， cm-3，吸水率小于1. 5vol%，平均泡徑l 3mm，抗折強(qiáng)度可達(dá)到2. OMPa。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l，將廢銅尾礦破碎后放入球磨罐中球磨至300目以下；將廢 玻璃清洗干凈，烘干后球磨至300目以下；按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將57%的銅尾礦， 35%的廢玻璃，0.4%的炭黑，2.6°/。的氟硅酸鈉，5%的磷酸鈉放入到球磨罐 中球磨至200目以下；采用的氟硅酸鈉和磷酸鈉作為添加劑，其作用是為
了有效降低泡沫玻璃發(fā)泡溫度，改善泡沫玻璃性能，增加閉孔結(jié)構(gòu)，另外 還可以增強(qiáng)玻璃熔體低溫粘性，增強(qiáng)韌性，起到穩(wěn)泡作用。然后將上述球 磨后的配合料加入耐熱鋼模具中，再將模具移入發(fā)泡爐中加熱；自室溫以
10°C/min的升溫速度升至40(TC，保溫20min后，再以20°C/min的升溫 速度升至92(TC后保溫30rain;快速冷卻階段，冷卻速度為20°C/min，冷 卻至50(TC，恒溫30min;退火階段，降溫速度為l°C/min，退火至50°C 以下得泡沫玻璃。所形成的泡沫玻璃結(jié)構(gòu)均勻，密度為0.8g，cnf3，吸水率 為1. 5vol%，平均泡徑1. 5mm，抗折強(qiáng)度達(dá)到1. 8 MPa。
實(shí)施例2，將廢銅尾礦破碎后放入球磨罐中球磨至300目以下；將廢 玻璃清洗干凈，烘干后球磨至300目以下；按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將51%的銅尾礦， 42%的廢玻璃，0.5%的炭黑，5%的氟硅酸鈉，1,5%的磷酸鈉放入到球磨罐 中球磨至200目以下；將上述球磨后的配合料加入耐熱鋼模具中，再將模 具移入發(fā)泡爐中加熱；自室溫以lrC/min的升溫速度升至400'C，保溫 23min后；再以18°C/min的升溫速度升至90(TC后保溫40min;快速冷卻 階段，冷卻速度為2CTC/min，冷卻至55(TC，恒溫40min;退火階段，降 溫速度為1.5"C/min，退火至5(TC以下得泡沫玻璃。所形成的泡沫玻璃結(jié) 構(gòu)均勻，密度為0. 7g'cm—3,吸水率為1. OvoP/。，平均泡徑1.4mm，抗折強(qiáng) 度達(dá)到1. 7 MPa。
實(shí)施例3，將廢銅尾礦破碎后放入球磨罐中球磨至300目以下；將廢 玻璃清洗干凈，烘干后球磨至300目以下；按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將50%的銅尾礦， 45°/0的廢玻璃，0.2%的炭黑，2.5%的氟硅酸鈉，2.3。/。的磷酸鈉放入到球磨 罐中球磨至200目以下；將上述球磨后的配合料加入耐熱鋼模具中，再將 模具移入發(fā)泡爐中加熱；自室溫以12"C/min的升溫速度升至400°C，保溫
26min;再以15°C/min的升溫速度升至880。C后保溫52min;快速冷卻階 段，冷卻速度為18'C/min，冷卻至54CTC，恒溫50min;退火階段，降溫 速度為2XVmin，退火至5(TC以下得泡沫玻璃。所形成的泡沫玻璃結(jié)構(gòu)均 勻，密度為0. 7g，cnT3，吸水率為0.8voP/c)，平均泡徑1. 5rara，抗折強(qiáng)度達(dá) 到2. 0 MPa。
實(shí)施例4，將廢銅尾礦破碎后放入球磨罐中球磨至300目以下；將廢 玻璃清洗干凈，烘干后球磨至300目以下；按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將48%的銅尾礦， 47%的廢玻璃，0.4%的炭黑，1.5%的氟硅酸鈉，3. 1%的磷酸鈉放入到球磨 罐中球磨至200目以下；將上述球磨后的配合料加入耐熱鋼模具中，再將 模具移入發(fā)泡爐中加熱；自室溫以irC/inin的升溫速度升至400。C，保溫 25min后；再以19°C/min的升溫速度升至85(TC后保溫60min;快速冷卻 階段，冷卻速度為24°C/min，冷卻至500。C，恒溫40min;退火階段，降 溫速度為1.5°C/min，退火至5(TC以下得泡沫玻璃。所形成的泡沫玻璃結(jié) 構(gòu)均勻，密度為0. 6g*cm—3，吸水率為0.5voW，平均泡徑1. 5mm，抗折強(qiáng) 度達(dá)到1. 7 MPa。
實(shí)施例5，將廢銅尾礦破碎后放入球磨罐中球磨至300目以下；將廢 玻璃清洗干凈，烘干后球磨至300目以下；按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將40%的銅尾礦， 55%的廢玻璃，0.5%的炭黑和4. 5%的氟硅酸鈉放入到球磨罐中球磨至200
目以下；將上述球磨后的配合料加入耐熱鋼模具中，再將模具移入發(fā)泡爐 中加熱；自室溫以12。C/min的升溫速度升至40(TC，保溫28min后；再以 16。C/min的升溫速度升至95(TC后保溫30niin;快速冷卻階段，冷卻速度 為20°C/min，冷卻至55(TC，恒溫30min;退火階段，降溫速度為rC/min， 退火至5(TC以下得泡沫玻璃。所形成的泡沫玻璃結(jié)構(gòu)均勻，密度為0.5g'
cm—3，吸水率為0. 5vol%，平均泡徑1. 5mm，抗折強(qiáng)度達(dá)到1. 5 MPa。
實(shí)施例6，將廢銅尾礦破碎后放入球磨罐中球磨至300目以下；將廢 玻璃清洗干凈，烘干后球磨至300目以下；按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將44%的銅尾礦， 52%的廢玻璃，0.5%的炭黑，3. 5%的磷酸鈉放入到球磨罐中球磨至200目 以下；將上述球磨后的配合料加入耐熱鋼模具中，再將模具移入發(fā)泡爐中 加熱；自室溫以lrC/min的升溫速度升至400°C，保溫20min后；再以 16°C/min的升溫速度升至85(TC后保溫40min;快速冷卻階段，冷卻速度 為20。C/min，冷卻至520°C，恒溫40min;退火階段，降溫速度為1. 5'C /min，退火至5(TC以下得泡沫玻璃。所形成的泡沫玻璃結(jié)構(gòu)均勻，密度為 0.6g*cra—3，吸水率為O. 5vol%，平均泡徑1. 7mm，抗折強(qiáng)度達(dá)到1. 3 MPa。 實(shí)施例7，將廢銅尾礦破碎后放入球磨罐中球磨至300目以下；將廢 玻璃清洗干凈，烘干后球磨至300目以下；按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將60%的銅尾礦， 35%的廢玻璃，0.3%的炭黑，2.8%的氟硅酸鈉，1.9%的磷酸鈉放入到球磨 罐中球磨至200目以下；將上述球磨后的配合料加入耐熱鋼模具中，再將
模具移入發(fā)泡爐中加熱；自室溫以l(TC/niin的升溫速度升至40(rC，保溫 30min后；再以17'C/min升溫速度升至93(TC后保溫45min;快速冷卻階 段，冷卻速度為15°C/min，冷卻至510。C，恒溫60ndn;退火階段，降溫 速度為2'C/min，退火至5(TC以下得泡沫玻璃。
本發(fā)明適合生產(chǎn)板塊狀產(chǎn)品，但是對(duì)于其燒成制度要求較高，具體到 燒成曲線大致分為四個(gè)階段(l)升溫預(yù)熱階段，升溫速度為10 12'C/min， 至40(TC后保溫20 30min，目的在于使配合料充分預(yù)熱，減少由于升溫 速度過(guò)快，導(dǎo)致配合料整體溫差；在40(TC下恒溫可以避免在配合料軟化 前炭黑就已經(jīng)燃燒；(2)發(fā)泡穩(wěn)泡階段，發(fā)泡過(guò)程中升溫速度為15 20'C/min，快速升溫可以避免發(fā)泡劑在高溫下從配合料中逸出，根據(jù)本發(fā)明 所用原料及助劑，其發(fā)泡溫度范圍850 95(TC，恒溫時(shí)間為30 60min; 目的是讓配合料在發(fā)泡溫度下充分發(fā)成均勻的泡沫玻璃。(3)快速降溫階 段，目的在于使發(fā)泡的熔融玻璃快速冷卻，使之泡孔結(jié)構(gòu)固定下來(lái)。領(lǐng)卻 速度為15 25°C/min，冷卻至500 550°C，恒溫時(shí)間30 60min;恒溫作 用主要考慮使塊狀體內(nèi)外溫度均勻，為進(jìn)入退火階段做好準(zhǔn)備；(4)緩慢 降溫退火階段，降溫速度為1 2'C/min，該階段主要作用在于解除因快速 降溫帶來(lái)的熱應(yīng)力，使泡沫玻璃制品具有良好的機(jī)械性能。
應(yīng)用本發(fā)明生產(chǎn)的泡沫玻璃，具有重量輕、吸水率低、強(qiáng)度好。并且 膨脹系數(shù)低，抗熱震好，具有絕熱效果、阻燃效果，泡沫玻璃作為新型建 筑材料用途十分廣泛。本發(fā)明不產(chǎn)生固體排放物，切割下來(lái)的泡沫玻璃邊 角料可以重復(fù)循環(huán)利用。其作為絕熱材料，可用于屋頂及外墻保溫，可有 效地降低采暖和制冷費(fèi)用。另外該品種泡沫玻璃是熱電廠大煙囪內(nèi)壁的防 腐保溫隔熱優(yōu)良材料。再者該種泡沫玻璃還可以用于深冷和低溫管道、設(shè) 備、容器與儲(chǔ)罐的外表保冷；中溫和高溫管道、設(shè)備的外保溫;油和熱瀝 青儲(chǔ)罐的外保溫；石油化工、硫化生產(chǎn)過(guò)程的保溫；用于隧道工程和地下 工程的疏水隔潮領(lǐng)域;因此，該種泡沬玻璃具有廣泛應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1、利用銅尾礦生產(chǎn)泡沫玻璃的方法，其特征在于1)將廢銅尾礦破碎后放入球磨罐中球磨至300目以下；2)將廢玻璃清洗干凈，烘干后球磨至300目以下；3)按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將40～60％的銅尾礦，35～55％的廢玻璃，0.2～0.5％的炭黑，0～5％的氟硅酸鈉，0～5％的磷酸鈉放入到球磨罐中球磨至200目以下；4)將上述球磨后的配合料加入耐熱鋼模具中，再將模具移入發(fā)泡爐中加熱；預(yù)熱階段，自室溫以10～12℃/min的升溫速度升至400℃，保溫20～30min；發(fā)泡階段，升溫速度為15～20℃/min升至850～950℃；穩(wěn)泡階段，在850～950℃恒溫下保溫30～60min；5)快速冷卻階段，冷卻速度為15～25℃/min，冷卻至500～550℃，恒溫30～60min；6)退火階段，降溫速度為1～2℃/min，退火至50℃以下得泡沫玻璃。
全文摘要
利用銅尾礦生產(chǎn)泡沫玻璃的方法，將銅尾礦，廢玻璃，炭黑，氟硅酸鈉和磷酸鈉放入到球磨罐中球磨至200目以下后加入耐熱鋼模具中，再將模具移入發(fā)泡爐中經(jīng)過(guò)預(yù)熱、發(fā)泡、穩(wěn)泡和退火得泡沫玻璃。本發(fā)明利用工業(yè)廢料銅尾礦為原料，添加少量添加劑，制備了泡沫玻璃。本發(fā)明不但有利于廢物利用，保護(hù)環(huán)境，而且制得的泡沫玻璃結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、吸水率低、密度小、導(dǎo)熱系數(shù)低。本發(fā)明可以有效地降低泡沫玻璃的生產(chǎn)成本，保護(hù)環(huán)境，變廢為寶。生產(chǎn)的泡沫玻璃性能密度小于0.8g·cm^-3，吸水率小于1.5vol％，平均泡徑1～3mm，抗折強(qiáng)度可達(dá)到2.0MPa。
文檔編號(hào)C03C11/00GK101182124SQ200710019009
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月6日
發(fā)明者劉新年, 鍵 王, 王少龍, 趙彥釗, 郭宏偉, 陳云建, 高檔妮, 高淑雅 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)