熔渣制備泡沫陶瓷的方法
【專利摘要】一種利用冶鎳熔渣制備泡沫陶瓷的方法，選用由紅土鎳礦提煉鎳鐵后排放的冶鎳水淬熔渣(以下簡稱熔渣)為主要原料，添加適量高嶺土和氧化鋁粉，按以下工藝流程制得。冶鎳水淬熔渣揀選→粉碎→篩分→稱量→加入高嶺土→加入氧化鋁粉→混料→成型→燒結(jié)。其特點在于選用紅土鎳礦提煉鎳鐵后排放的冶鎳水淬熔渣做主要原料，不使用發(fā)泡劑也不使用模板，依靠熔渣與高嶺土和氧化鋁粉在高溫時發(fā)生的化學反應，在燒結(jié)體中形成分布均勻大小可控的孔洞，最終制成莫來石質(zhì)的泡沫陶瓷。該泡沫陶瓷的抗壓強度高，硬度大，孔徑調(diào)控簡單方便，顏色均勻美觀，成本低廉，充分利用了熔渣，變廢為寶。
【專利說明】熔渣制備泡沬陶瓷的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于泡沫陶瓷材料制備領(lǐng)域，涉及一種利用工業(yè)廢棄物冶鎳水淬熔渣(以下簡稱熔渣)制備多孔泡沫陶瓷的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鎳是一種重要的金屬元素，由紅土鎳礦提煉鎳鐵后排放的冶鎳水淬熔渣產(chǎn)量很大，該熔渣含有較多量的硅、鎂、鈣元素，還含有少量鎳鐵等重金屬雜質(zhì)，目前，熔渣綜合利用得還很少，大部分直接堆放或用做鋪路材料，存在潛在的環(huán)境危害，熔渣的價值沒有得到體現(xiàn)。
[0003]熔渣中含有很多有用的元素，利用熔渣制備泡沫陶瓷，既固化了其中的有害元素，又開發(fā)了新的陶瓷原料，提升了熔渣的價值，避免潛在的環(huán)境危險，增加企業(yè)的經(jīng)濟效益。
[0004]多孔的泡沫陶瓷具有保溫隔熱、吸音絕緣、耐高溫阻燃燒等優(yōu)點，廣泛用于建筑保溫阻燃領(lǐng)域，部分抗壓強度高的泡沫陶瓷兼具承重材料的功能，在現(xiàn)代節(jié)約能源、保護環(huán)境的要求下，優(yōu)質(zhì)高強度的泡沫陶瓷作為良好的建筑保溫材料，越來越受到重視。
[0005]泡沫陶瓷的種類很多，包括碳化硅質(zhì)的、氧化鋁質(zhì)的、鎂橄欖石質(zhì)的等等。材質(zhì)的不同，泡沫陶瓷的制備方法和成本以及材料的用途也不盡相同。
[0006]目前，泡沫陶瓷的制備方法，一般有模板法、發(fā)泡劑法、骨料燒結(jié)法等等，建筑用泡沫陶瓷最常用最簡單的制備方法是加入發(fā)泡劑的方法。
[0007]申請?zhí)朇N201410063522發(fā)明的一種氧化鋯泡沫陶瓷的制備方法，采用氧化鋯陶瓷粉體做主要原料，加入到聚醚或聚酯多元醇與催化劑、表面活性劑和發(fā)泡劑的混合物中攪拌，再加入固化劑，成型燒結(jié)后獲得。
[0008]申請?zhí)朇N201410094470發(fā)明的一種保溫泡沫陶瓷材料的制備方法，使用的主要原料是活性凹凸棒土和硅烷偶聯(lián)劑，仍然需要使用發(fā)泡劑和多種輔助助劑，而且原料要經(jīng)過多次的分散研磨混合干燥，最后才能獲得理想的混合料，經(jīng)過燒結(jié)形成泡沫陶瓷材料。
[0009]申請?zhí)朇N201310324533發(fā)明的利用固體廢棄物制備泡沫陶瓷自保溫墻體材料的方法，其原料由主料、外加劑組成。主料為鉻渣、煤矸石、陶瓷拋光廢渣、鈉長石、膨潤土按25-35%: 19-27%: 20-26%: 17-25%: 1-6%的配比組成，再在主料中加入外加劑，經(jīng)混合均勻、過篩后放入模具中，壓制成形、干燥，在1120-1180°C下強還原性氣氛燒成。
[0010]現(xiàn)有的多種泡沫陶瓷制備方法，雖然有些利用了鉻渣、煤矸石等廢棄物，但沒有利用冶鎳水淬熔渣做泡沫陶瓷原料的，而且，不使用模板制備的泡沫陶瓷，都需要加入發(fā)泡劑、助劑等多種輔助原料，存在著原料和輔助材料種類較多，配料工序復雜多樣，工藝過程困難重現(xiàn)率低等缺點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011 ] 本發(fā)明根據(jù)紅土鎳礦冶鎳排放的水淬熔渣的特點，針對目前優(yōu)質(zhì)建筑保溫材料的需求，采用紅土鎳礦提煉鎳鐵后排放的水淬熔渣為主要原料，適當添加高嶺土和氧化鋁粉，簡單機械混合后制成配合料。
[0012]這種配合料中各原料的含量為，熔渣的含量范圍是30% -60%，普通高嶺土的含量范圍為30% -60%，氧化鋁粉的含量范圍為5% -20%。
[0013]這種配合料的成型方法可以采用干粉成型的方法，即將混合料裝入一定形狀的耐火容器中平鋪成生坯；也可以采用塑性成型的方法，在配合料中添加適量水分制成可塑泥料，塑性成型成需要形狀的生坯。
[0014]將成型好的泡沫陶瓷生坯干燥后，采用常規(guī)燒結(jié)工藝，適當調(diào)整燒結(jié)溫度制度，SP可獲得不同孔徑率的泡沫陶瓷。
[0015]實現(xiàn)本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案是:1)、選擇紅土鎳礦提煉鎳鐵后排放的熔渣為主要原料，該熔渣在配合料中的含量范圍是30% -60%。2)、添加普通高嶺土，含量為30%-60%。3)、添加5%-20%的氧化鋁粉。4)、稱量熔渣、普通高嶺土和氧化鋁粉這三種原料，然后進行簡單的機械混合，即成為合適的配合料。5)、將這種配合料放入耐火容器中，平鋪成生坯，然后在高溫爐中高溫燒結(jié)，即可獲得泡沫陶瓷。6)、還可以將這種配合料與適當?shù)乃{(diào)和，制成可塑泥料，塑性成型成生坯，干燥后，在高溫爐中高溫燒結(jié)，即可獲得泡沫陶瓷。7)、該泡沫陶瓷的燒結(jié)溫度制度為，以2-3°C /分的升溫速度，由室溫升至1100°C，然后以ο.5-rc /分的升溫速度由1100°C升至最高燒結(jié)溫度，再在最高燒結(jié)溫度保溫1-3小時，最高燒結(jié)溫度的溫度范圍為1300°C -1450°C。
[0016]本泡沫陶瓷使用的原料熔渣，為紅土鎳礦提煉鎳鐵排放的多批次冶鎳水淬熔渣的混合物，其平均化學組分含量見表1。
表1熔渣平均化學組分含量表

【權(quán)利要求】
1.一種泡沫陶瓷的制備方法，其特征在于采用紅土鎳礦提煉鎳鐵排放的冶鎳水淬熔渣為主要原料，冶鎳水淬熔渣含量范圍為30% -60%，添加30% -60%的普通高嶺土，添加5%-20 %的氧化鋁粉，三種原料簡單機械混合制成配合料，采用干粉末平鋪成型或塑性成型的方法制成生坯，將生坯高溫燒結(jié)而成。
2.按權(quán)利要求1所述的泡沫陶瓷，其特征在于該泡沫陶瓷的燒結(jié)工藝制度為，以2-3°C /分鐘的升溫速度由室溫升溫至1100°C，然后以0.5-1 °C /分鐘的升溫速度由1100°C升溫至最高燒結(jié)溫度，再在最高燒結(jié)溫度保溫1-3小時，最高燒結(jié)溫度范圍是13000C -1450°c。
3.—種制造如權(quán)利要求1所述泡沫陶瓷的制備工藝，使用的熔渣為紅土鎳礦提煉鎳鐵排放的多批次冶鎳水淬熔渣的混合物，其平均化學組成為:
【文檔編號】C04B33/132GK104177117SQ201410378454
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】張雯, 郝秋艷, 齊瑤瑤 申請人:河北工業(yè)大學