一种利用粉煤灰制备高强度发泡陶瓷材料的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108503338A(43)申请公布日2018.09.07(21)申请号201810378144.9(22)申请日2018.04.25(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人杨合韩建鑫薛向欣马明龙班邵璞(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人梁焱(51)Int.Cl.C04B33/135(2006.01)C04B33/13(2006.01)C04B38/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种利用粉煤灰制备高强度发泡陶瓷材料的方法(57)摘要一种利用粉煤灰制备高强度发泡陶瓷材料的方法，按以下步骤进行：(1)准备粉煤灰和粘土作为原料，准备氧化镁、碳酸钠、碳酸钙和偏磷酸钠作为添加剂；(2)将全部原料和添加剂用球磨机湿磨制成料浆；(3)进行喷雾造粒；(4)填充到模具内进行焙烧发泡造孔；(5)随炉冷却至常温。本发明的方法制备工艺简洁，实现了粉煤灰的资源化利用，得到的产品价值高，产品强度高、隔热性好、防火、体积密度较低，性能优异。CN108503338ACN108503338A权利要求书1/1页1.一种利用粉煤灰制备高强度发泡陶瓷材料的方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)准备粉煤灰和粘土作为原料，准备氧化镁、碳酸钠、碳酸钙和偏磷酸钠作为添加剂；原料中按质量百分比粉煤灰占67～76％，粘土占24～33％，添加剂中氧化镁为全部原料总质量的3～6％，碳酸钠为全部原料总质量的1～5％，碳酸钙为全部原料总质量的1～5％，偏磷酸钠为全部原料总质量的3～6％；(2)将全部原料和添加剂混合形成混合物料，然后用球磨机进行湿磨，混合均匀并制成料浆；料浆中水的质量百分比为30～40％；(3)将料浆注入喷雾造粒器中进行喷雾造粒，制成粉体颗粒；粉体颗粒的粒径≤0.5mm；(4)将粉体颗粒填充到模具内，然后置于加热炉中，进行焙烧发泡造孔；焙烧发泡造孔过程中的温度制度为：炉温从室温以7～10℃/min的速率升到700～850℃，保温至少15min，然后以2～5℃/min的升温速率升到1000～1150℃，保温50～80min；(5)焙烧发泡造孔完成后，随炉冷却至常温，获得高强度发泡陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的一种利用粉煤灰制备高强度发泡陶瓷材料的方法，其特征在于所述的粉煤灰按质量百分比含SiO253～55％，Al2O326～27％，Fe2O34～5％，CaO4～5％，Na2O0.7～0.8％，TiO21～1.5％，MgO0.7～0.8％，K2O2～2.5％，其余为烧失量。3.根据权利要求1所述的一种利用粉煤灰制备高强度发泡陶瓷材料的方法，其特征在于所述的高强度发泡陶瓷材料的体积密度为0.45～0.95g/cm3，抗压强度为10～30MPa，导热系数为0.2～0.3W/(m·K)。4.根据权利要求1所述的一种利用粉煤灰制备高强度发泡陶瓷材料的方法，其特征在于步骤(2)中湿磨时水、混合物料和磨球的质量比为0.5:1:4。2CN108503338A说明书1/4页一种利用粉煤灰制备高强度发泡陶瓷材料的方法技术领域[0001]本发明属于材料技术领域，特别涉及一种利用粉煤灰制备高强度发泡陶瓷材料的方法。背景技术[0002]发泡陶瓷是一种多孔陶瓷材料，气孔率高达50％以上，具有轻质、隔热、防火、吸音等优良性能；发泡陶瓷材料因为其原料在烧制过程中界面诱导析晶和一些金属氧化物作为晶核剂引发析晶，导致材料中主要物相以矿物晶体形式存在，从而区别于泡沫玻璃材料，相较于泡沫玻璃材料，发泡陶瓷拥有较高的强度和更好的隔热性和稳定性；高温发泡陶瓷的制备主要是在原料中加入适量的高温发泡剂、稳泡剂、助熔剂等助剂，混匀后物料在高温下熔融，形成具有适宜粘度的熔体，发泡剂在高温下发生分解反应，产生挥发气体，此时高粘度的熔体使气体无法逸散，封闭在材料内部，引起材料发泡膨胀，而随着温度降低，熔体逐渐冷却凝固，封闭在熔体中的气体在材料内部形成闭合气孔，得到发泡陶瓷材料。[0003]近年来，发泡陶瓷材料，因其具备轻质、强度高、耐高温、耐化学腐蚀、防火隔热、隔音等优良特性，在建筑节能材料、热交换材料、催化剂载体、污水处理等领域得到广泛应用；其制备工艺对原料的要求并不十分苛刻，使用工业固体废弃物制备发泡陶瓷材料不仅符合国家所倡导的节能减排政策，还能够对废渣进行资源化利用，得到高附加值得材料产品，因此利用工业废渣制备发泡陶瓷材料成为了当下研究的热门。[0004]粉煤灰是燃煤经过高温燃烧后，其中的无机组分在高温环境下发生熔融、聚合等不同程度的物理和化学反应后形成的微细粉煤灰粒子，经过炉尾的除尘设备分离和收集得到的固体废弃物。粉煤灰中主要由硅铝