一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法.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CN112811923A(43)申请公布日2021.05.18(21)申请号202110050589.6(22)申请日2021.01.14(71)申请人安徽工业大学地址243032安徽省马鞍山市湖东路59号(72)发明人葛雪祥张莹樊传刚(74)专利代理机构合肥昊晟德专利代理事务所(普通合伙)34153代理人王林(51)Int.Cl.C04B38/02(2006.01)C04B33/13(2006.01)C04B33/132(2006.01)C04B33/36(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法(57)摘要本发明涉及陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，以煤系固废、金属尾矿等工业固废为主要原料，含铬污泥作为晶相调控剂，添加0.1～1.0％的复合发泡剂与0.05～0.6％的分散剂，经干法球磨混合制成均匀的粉料，再添加0.5～5％的短切纤维作为增强剂，经湿法高速搅拌制成均匀分散的泥浆，后经干燥制粉、装模烧成、冷却晶化、切割成型制备而成；这种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，既解决了现有发泡陶瓷原材料成本高、力学性能差的问题，又实现了固体废弃物的高附加值利用。CN112811923ACN112811923A权利要求书1/2页1.一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：原材料预处理：将煤系固废、金属尾矿、含铬污泥在100～110℃烘干24h，并单独粉磨至粒度＜75μm；S2：配方制备：将步骤S1中的原材料煤系固废、金属尾矿、含铬污泥和复合发泡剂、分散剂一起在钢球磨中混合球磨1～4h，出磨粉料细度控制在45μm标准筛筛余≤10％；S3：纤维复合：向混合均匀的配方粉料内添加0.5～5％的短切纤维，并按照水料比1:1加入自来水，利用行星式搅拌机高速搅拌10～60min，搅拌速度为280r/min，然后将泥浆在100～110℃干燥成粉料；S4：装模烧成：将步骤S3得到的粉料装入耐火模具内，以3～5℃/min升温至1160～1240℃，烧成保温0.5～1.5h；S5：冷却晶化：将步骤S4中烧成得到的材料由烧成温度冷却至析晶温度，并在析晶温度保温1～4h，再由析晶温度冷却至室温；S6：切割成型：将步骤S5中冷却至常温的材料，由金刚石带锯切割成规定尺寸的产品。2.如权利要求1所述的一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤S1中煤系固废包括粉煤灰、煤矸石或燃煤炉渣中的任意一种或几种混合，化学组成满足：SiO2:45～65wt％、Al2O3:20～40wt％、CaO:0～5wt％；MgO:0～6wt％、Na2O+K2O:0～5wt％、Fe2O3:0～8wt％，烧失量0～10wt％，掺入比例20～40％。3.如权利要求1所述的一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤S1中金属尾矿包括金尾矿、铜尾矿、锂尾矿中的任意一种或几种混合，其化学组成满足：SiO2:40～70wt％、Al2O3:10～20wt％、CaO:0～10wt％、MgO:0～10wt％、Li2O+Na2O+K2O:4～15wt％、Fe2O3:2～12wt％、SO3:0～10wt％，掺入比例35～55％。4.如权利要求1所述的一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤S1中作为晶相调控剂的含铬污泥是皮革厂、电镀厂或冶炼厂排出的泥状废弃物，其包含的Cr2O3含量≥5wt％，掺入比例5～30％。5.如权利要求1所述的一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤S2中各材料的质量比为：煤系固废20～40％，金属尾矿35～55％，含铬污泥5～30％，复合发泡剂0.1～1.0％，分散剂0.05～0.5％。6.如权利要求1所述的一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤S2中复合发泡剂为SiC、NaNO3和CeO2按照质量比5:2:1的比例混合而成。7.如权利要求1所述的一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤S2中分散剂为三乙醇胺与木质素磺酸钠按照质量比5:1混合而成。8.如权利要求1所述的一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤S3中短纤维为氧化铝纤维、莫来石纤维、碳纤维中的一种或几种混合物，长度为60～300μm，直径为0.5～20μm。9.如权利要求1所述的一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤S5中析晶温度为发泡陶瓷中玻璃相的析晶温度点，可通过测试高温水淬得到的发泡陶瓷DSC曲线确定。10.如权利