一种利用煤矸石制备泡沫陶瓷的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103319201A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103319201103319201A(43)申请公布日2013.09.25(21)申请号201310229971.9(22)申请日2013.06.09(71)申请人上海大学地址200444上海市宝山区上大路99号(72)发明人甄强王方方李榕王亚丽布乃敬(74)专利代理机构上海上大专利事务所(普通合伙)31205代理人陆聪明(51)Int.Cl.C04B38/06(2006.01)B09B3/00(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书2页说明书2页(54)发明名称一种利用煤矸石制备泡沫陶瓷的方法(57)摘要本发明涉及利用煤矸石制备泡沫陶瓷的方法，属于陶瓷材料技术领域。将煤矸石破碎、球磨，使浆料粒度达到200目以下，并烘干。以破碎球磨后的煤矸石作为主要原料，用5～20μm尺寸范围的球状交联丙烯酸树脂作为造孔剂，质量配比为煤矸石∶交联丙烯酸树脂=1∶0.1～1。然后添加占原料总重量0.5～2%的聚乙二醇6000作为分散剂，再添加占原料总重量0.5～4%的聚乙烯醇作为粘结剂，最后加入占原料总重量5～15%的水，放入搅拌机中搅拌至均匀，机压成型，然后放入烘箱中干燥至坯体质量不再发生变化。将烘干后的坯体放入高温炉中，在空气气氛下进行反应烧结，合成温度为1000～1200℃，保温1～4h。制备出的泡沫陶瓷的体积密度为0.8～1.3g/cm3，气孔率为40%～80%。CN103319201ACN10392ACN103319201A权利要求书1/1页1.一种利用煤矸石制备泡沫陶瓷的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1）将煤矸石破碎后放入球磨机中以100～300转/分钟的速度球磨5～25小时，使浆料粒度达到200目以下，将浆料放入烘箱中，在70～120℃温度下烘干；2）以破碎球磨后的煤矸石作为主要原料，5～20um尺寸范围的球状交联丙烯酸树脂作为造孔剂，质量配比为煤矸石：交联丙烯酸树脂=1：0.1～1；向添加造孔剂后的煤矸石中添加占原料总质量0.5～2%的聚乙二醇6000作为分散剂，再添加原料总质量0.5～2%的聚乙烯醇作为粘结剂，最后加入占原料总重量5～15%的水；将称量后的粉料加入搅拌机中搅拌，使其混合均匀；机压成型，成型压力为5～20MPa，将坯体放入烘箱中，在70～120℃温度下干燥至坯体质量不再发生变化；3）将烘干后的坯体放入高温炉中，在空气气氛下进行反应烧结，合成温度为1000～1200℃，保温0.5～4小时后随炉冷却，制得泡沫陶瓷。2.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石制备泡沫陶瓷的方法，其特征在于，所述的煤矸石的主要化学成分为：SiO2为40～70wt%，Al2O3为15～30wt%，C为5～30wt%，K2O+N2O<6wt%，CaO+MgO<7wt%，其他杂质含量<10wt%。2CN103319201A说明书1/2页一种利用煤矸石制备泡沫陶瓷的方法技术领域[0001]本发明涉及一种利用煤矸石制备泡沫陶瓷的方法，属于陶瓷材料技术领域以及固体废弃物资源化再生利用技术领域。背景技术[0002]煤矸石是在煤炭形成过程中与煤共生、伴生的岩石，是煤炭生产和洗选加工过程中产生的固体废弃物，是我国目前排放量最大的工业固体废弃物之一。大量煤矸石的随意堆放，不仅会侵占土地，污染大气、水和土壤，还会造成各种地质灾害，对人类的人身安全和财产安全造成重大的威胁。国内外一直把煤矸石的治理和综合利用放在十分重要的地位，并且做了大量的研究，例如利用煤矸石进行填埋处理、进行发电、提取各种铝质化合物、合成陶瓷、用做建筑材料、耐火材料等。这些方法虽然消耗了一部分煤矸石，但煤矸石利用量少，甚至会存在二次污染的问题。同时，我国某些地区的煤矸石品位低，杂质含量高，限制了煤矸石制备高附加值产品的综合利用。[0003]泡沫陶瓷是一种具有高温特性的多孔材料。泡沫材料具有低密度、低热导、低介电损耗、低质量损耗等优点，同时具有高气孔率、高强度、高渗透率、高抗弯强度、耐热震性、比表面大、硬度高、耐磨性以及高抵抗环境降解性，可以广泛应用于催化剂载体、液体过滤器、气体扩散器、绝热保温材料、生物移植体材料等。因此，利用煤矸石制备泡沫陶瓷，开发新的煤矸石利用途径是十分必要的。发明内容[0004]针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种利用煤矸石制备泡沫陶瓷的方法，利用破碎球磨后的煤矸石作为主要原料，利用交联丙烯酸树脂作为造孔剂，添加一定量的分散剂和粘结剂，采用简单的设备与操作流程来制备多孔保温材料。[0005]本发明的构思为：本发明采用的煤矸石成分为40～70wt%的SiO2，同时含有15～30wt%的Al2O3、5～30wt%的碳和有机质。