一種利用煤矸石制備輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用煤矸石制備輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料的方法，屬于建筑材料制造及應用技術領域。
【背景技術】
[0002]據(jù)統(tǒng)計中國積存煤矸石達10億噸以上，每年還將排出煤矸石I億噸。煤矸石中的硫化物逸出或浸出會污染大氣、農田和水體。矸石山還會自燃發(fā)生火災，或在雨季崩塌，淤塞河流造成災害。為了消除污染，自60年代起，很多國家開始重視煤矸石的處理和利用。到目前為止，煤矸石的利用力度還不夠大。技術不完善，地區(qū)發(fā)展不平衡，對環(huán)境的影響依然很嚴重。
[0003]當今各種保溫材料存在以下問題:玻璃棉在實際使用中，并不適于直接使用且玻璃絲棉板易變型、不耐擠壓、不耐水；硅酸鋁纖維存在硅酸鋁的造價高，抗壓力比較差，易產(chǎn)生粉塵，防水性能不太好；硬質類絕熱制品價格高、吸水性大、易粉化，添加料多，易造成產(chǎn)品后期強度低和空鼓開裂等現(xiàn)象；泡沫混凝土導熱系數(shù)偏高，保溫性能差，且容重高，承重性能不及其他墻體保溫板；氣凝膠由于氣凝膠昂貴的制備成本、材料本身難以克服的低強度、高脆性及生產(chǎn)工藝復雜等缺點成為制約其廣泛應用的瓶頸。為此，人們一直在尋求與研宄一種能大大提高煤矸石使用率且性能優(yōu)越的保溫材料。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明以解決上述問題為目的，主要解決現(xiàn)有保溫材料存在的造價高、保溫性能不夠好、強度低、易變形及生產(chǎn)工藝復雜的技術問題，而提供一種原料來源廣泛，保溫性能優(yōu)良且經(jīng)濟環(huán)保的利用煤矸石制備輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料的方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案:一種利用煤矸石制備輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料的方法，主要以煤矸石為原料，摻加一定質量的礦物原料和化工原料，經(jīng)球磨混合處理、噴霧造粒、裝模、1150?1250°C高溫燒結后制得輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料，其容重在300?500kg/m3，導熱系數(shù)在0.06?0.15w/ (m.k)，抗壓強度為3?12MPa。
[0006]具體方法是通過下述工藝步驟實現(xiàn)的:
[0007](I)將煤矸石與礦物原料、化工原料按質量百分比配料，其中煤矸石、礦物原料、化工原料以85%?95%:3%?14%:1%?5%的比例稱量各種原料組分加入球磨機中，之后加入占物料總質量40?65%的水,球磨處理4h后料漿過80目篩。
[0008](2)將步驟(I)中制得的料漿進行噴霧造粒處理，之后將造粒物料放入組合好的模具中，模具材質為堇青石莫來石材質。
[0009](3)將步驟(2)中布置好的模具及待燒物料放入窯爐中，1150?1250°C高溫燒成后制得新型高強度輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料。
[0010]上述礦物原料采用白炭黑、菱苦土、鎂鈣砂中的一種或多種；化工原料采用純堿、羧甲基纖維素鈉或硅酸鈉中的一種或多種；球磨介質球為中鋁球，球與物料的體積比為1:2 ?3ο
[0011]本發(fā)明的有益效果及特點:本發(fā)明較好地解決了現(xiàn)有新型墻體材料存在的容重大、節(jié)能保溫效果不佳等一系列技術問題。采用本方法制得的輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料容重小、導熱系數(shù)低、抗壓強度高、保溫性能優(yōu)良、防火性能佳，具有很高的安全性，充分利用了煤矸石資源，提高了固體廢棄物的資源化利用，具有很好的經(jīng)濟價值和環(huán)保價值。
【具體實施方式】
[0012]實施例一:
[0013]稱取4.25kg煤矸石、0.4kg白炭黑、0.25kg菱苦土、0.05kg純堿、0.025kg羧甲基纖維素鈉、0.025kg硅酸鈉，將以上物料裝入球磨罐之后加水2.6kg，球磨處理4h，控制介質球與待磨物料體積比為1:2.5，之后對料漿進行噴霧造粒，將造粒物料放入組合好的堇青石莫來石材質模具中，將模具和待燒物料置于窯爐中，1150?左右高溫燒成后制得輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料。
[0014]制得的輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料容重為450kg/m3，導熱系數(shù)在0.1Ow/(m.k)，抗壓強度為7.5MPa。
[0015]實施例二:
[0016]稱取4.3kg 煤矸石、0.25kg 白炭黑、0.25kg 菱苦土、0.075kg 鎂 1?砂、0.025kg 純堿、0.025kg羧甲基纖維素鈉、0.025kg硅酸鈉，將以上物料裝入球磨罐之后加水2.8kg，球磨處理4h，控制介質球與待磨物料體積比為1: 2.5，之后將料漿取出過80目篩，之后對料漿進行噴霧造粒，將造粒物料放入組合好的堇青石莫來石材質模具中，將模具和待燒物料置于窯爐中，1180°C高溫燒成后制得輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料。
[0017]制得的輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料容重為400kg/m3，導熱系數(shù)在0.1Ow/(m.k)，抗壓強度為6.2MPa。
[0018]實施例三:
[0019]稱取4.5kg煤矸石、0.25kg白炭黑、0.15kg鎂鈣砂、0.05kg純堿、0.025kg羧甲基纖維素鈉、0.025kg硅酸鈉，將以上物料裝入球磨罐之后加水3kg，球磨處理4h，控制介質球與待磨物料體積比為1:2.5，之后將料漿取出過80目篩，之后對料漿進行噴霧造粒，將造粒物料放入組合好的堇青石莫來石材質模具中，將模具和待燒物料置于窯爐中，1200°C左右高溫燒成后制得輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料。
[0020]制得的輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料容重為350kg/m3，導熱系數(shù)在0.09w/ (m.k)，抗壓強度為4.0MPa。
[0021]實施例四:
[0022]稱取4.7kg煤矸石、0.1kg白炭黑、0.1kg菱苦土、0.1kg鎂媽砂、0.05kg純堿、
0.025kg羧甲基纖維素鈉、0.025kg硅酸鈉，將以上物料裝入球磨罐之后加水3.2kg，球磨處理4h，控制介質球與待磨物料體積比為1:2.5，之后將料漿取出過80目篩，之后對料漿進行噴霧造粒，將造粒物料放入組合好的堇青石莫來石材質模具中，將模具和待燒物料置于窯爐中，1250°C左右高溫燒成后制得輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料。
[0023]制得的輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料容重為310kg/m3，導熱系數(shù)在0.08w/ (m.k)，抗壓強度為3.5MPa。
[0024]采用上述方法制備的輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料，可以制成外保溫墻體、間隔墻及隔立攤坐曰工回寺。
【主權項】
1.一種利用煤矸石制備輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料的方法，該方法主要以煤矸石為原料，摻加一定質量的礦物原料和化工原料，經(jīng)球磨混合處理、噴霧造粒、裝模、1150?1250°C高溫燒結后制得輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料，其容重在300?500kg/m3，導熱系數(shù)在0.06?0.15w/ (m.k)，抗壓強度為 3 ?12MPa。
2.如權利要求1所述的利用煤矸石制備輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料的方法，是通過下述工藝步驟實現(xiàn)的: (1)將煤矸石與礦物原料、化工原料按質量百分比配料，其中煤矸石、礦物原料、化工原料以85%?95%:3%?14%:1%?5%的比例稱量各種原料組分加入球磨機中，之后加入占物料總質量40?65%的水，球磨處理4h后料漿過80目篩； (2)將步驟(I)中制得的料漿進行噴霧造粒處理，之后將造粒物料放入組合好的模具中，模具材質為堇青石莫來石材質； (3)將步驟(2)中布置好的模具及待燒物料放入窯爐中，1150?1250°C高溫燒成后制得新型高強度輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料； 上述礦物原料采用白炭黑、菱苦土、鎂鈣砂中的一種或多種；化工原料采用純堿、羧甲基纖維素鈉或硅酸鈉中的一種或多種；球磨介質球為中鋁球，球與物料的體積比為1:2?3。
3.如權利要求2所述的利用煤矸石制備輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料的方法，是通過下述具體工藝步驟實現(xiàn)的: 稱取4.25kg煤矸石、0.4kg白炭黑、0.25kg菱苦土、0.05kg純堿、0.025kg羧甲基纖維素鈉、0.025kg硅酸鈉，將以上物料裝入球磨罐之后加水2.6kg，球磨處理4h，控制介質球與待磨物料體積比為1:2.5，之后將料漿取出過80目篩，之后對料漿進行噴霧造粒，將造粒物料放入組合好的堇青石莫來石材質模具中，將模具和待燒物料置于窯爐中，1150°C左右高溫燒成后制得輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料，制得的輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料容重為450kg/m3，導熱系數(shù)在0.14w/ (m.k)，抗壓強度為7.5MPa。
4.如權利要求2所述的利用煤矸石制備輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料的方法，是通過下述具體工藝步驟實現(xiàn)的: 稱取4.3kg煤矸石、0.25kg白炭黑、0.25kg菱苦土、0.075kg鎂1?砂、0.025kg純堿、0.025kg羧甲基纖維素鈉、0.025kg硅酸鈉，將以上物料裝入球磨罐之后加水2.8kg，球磨處理4h，控制介質球與待磨物料體積比為1:2.5，之后將料漿取出過80目篩，之后對料漿進行噴霧造粒，將造粒物料放入組合好的堇青石莫來石材質模具中，將模具和待燒物料置于窯爐中，1180°C高溫燒成后制得輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料，制得的輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料容重為400kg/m3，導熱系數(shù)在0.13w/ (m.k)，抗壓強度為6.3MPa。
5.如權利要求2所述的利用煤矸石制備輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料的方法，是通過下述具體工藝步驟實現(xiàn)的: 稱取4.5kg煤矸石、0.25kg白炭黑、0.15kg鎂鈣砂、0.05kg純堿、0.025kg羧甲基纖維素鈉、0.025kg硅酸鈉，將以上物料裝入球磨罐之后加水3kg，球磨處理4h，控制介質球與待磨物料體積比為1:2.5，之后將料漿取出過80目篩，之后對料漿進行噴霧造粒，將造粒物料放入組合好的堇青石莫來石材質模具中，將模具和待燒物料置于窯爐中，1200°C左右高溫燒成后制得輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料，制得的輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料容重為350kg/m3，導熱系數(shù)在0.125w/ (m.k)，抗壓強度為5.4MPa。
6.如權利要求2所述的利用煤矸石制備輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料的方法，是通過下述具體工藝步驟實現(xiàn)的: 稱取4.7kg煤矸石、0.1kg白炭黑、0.1kg菱苦土、0.1kg鎂1?砂、0.05kg純堿、0.025kg羧甲基纖維素鈉、0.025kg硅酸鈉，將以上物料裝入球磨罐之后加水3.2kg，球磨處理4h，控制介質球與待磨物料體積比為1:2.5，之后將料漿取出過80目篩，之后對料漿進行噴霧造粒，將造粒物料放入組合好的堇青石莫來石材質模具中，將模具和待燒物料置于窯爐中，1250°C左右高溫燒成后制得輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料，制得的輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料容重為310kg/m3，導熱系數(shù)在0.1lw/ (m.k)，抗壓強度為4.8MPa。
7.如權利要求2或3或4或5或6所述的利用煤矸石制備輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料的方法，采用上述方法制備的輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料，可以制成外保溫墻體、間隔墻及隔音墻。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用煤矸石制備輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料的方法，較好地解決了現(xiàn)有保溫材料存在的價格高、容重大、吸水性大、易粉化、抗壓力比較差、防水性能不夠理想等技術問題。該方法主要以煤矸石為原料，摻加一定質量的礦物原料和化工原料，經(jīng)球磨混合處理、噴霧造粒、裝模、1150～1250℃高溫燒結后制得輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料，其容重在300～500kg/m3，導熱系數(shù)在0.06～0.15w/(m·k),抗壓強度為3～12MPa。本發(fā)明制得的輕質發(fā)泡陶瓷保溫材料具有容重小、導熱系數(shù)低、抗壓強度高、保溫性能優(yōu)良及防火性能佳等特點，可以制成外保溫墻體、間隔墻及隔音墻等。
【IPC分類】C04B38-02, B09B3-00
【公開號】CN104671824
【申請?zhí)枴緾N201510061312
【發(fā)明人】畢志宇, 馬明龍, 梁勇, 許壯志, 田密
【申請人】遼寧利盟高科新材料有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月6日