專利名稱：一種輕質閉孔陶瓷保溫板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于固體廢棄物利用技術領域，具體涉及一種輕質閉孔陶瓷保溫板。
背景技術：
我國磷礦資源相當豐富，儲量僅次于摩洛哥，居世界第2位，八大磷礦主要分布在湖北、湖南、四川、江蘇、貴州、云南等省份，但80%是中低品位磷礦石。磷尾礦是磷礦浮選精礦時排出的未能加以充分利用的固體廢料。近年來，隨著磷化工業(yè)的快速發(fā)展，且我國磷礦石原礦的品位不高，造成磷化工業(yè)每年產生大量的磷尾礦。磷尾礦一般呈細砂狀形態(tài)自然堆積在尾礦庫中，不僅耗費資金、占用大量土地，而且還帶來許多環(huán)境問題和安全問題。目前，磷尾礦的利用率還很低，其綜合利用途徑主要有新藥劑再浮選、重結晶再浮選、制備水泥、制備建筑用磚、制備微晶玻璃、制備磷鎂肥等。 在公開號CN1837129A專利中，其處理磷尾礦的方法是“在磷尾礦中加入硅石粉、焦碳粉(或煤矸石粉)、高嶺土粉按一定比例混勻，加水，陳腐，用真空擠出機或壓磚機生產線成型，烘干后浸釉，裝窯車入隧道窯。經預熱、升溫后得到磷蒸氣和一氧化碳，再經過水化塔吸收得到濃磷酸，磚塊經過換熱冷卻后作為承重磚產品?！痹摪l(fā)明中對設備要求高、工序復雜，反應的溫度也較高(1280°C 1450°C )。在公開號CN1055724A專利中，其處理磷尾礦的方法是“以磷尾礦渣或近似成分的其他尾礦渣作為主要原料，再輔以海砂、粉煤灰或長石，適量加入微量核化劑，經配料、熔制、成型、退火、核化、晶化和研磨、拋光等工序制得微晶玻璃大理石的方法。”該發(fā)明中燒結溫度高(1300°C 1450°C)，保溫時間長(l(Tl6h)，能耗大，且采用易于腐蝕設備的氟化鈣作原料，不易于生產。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種氣孔率高、密度低、抗壓強度高和磷尾礦利用率高的輕質閉孔陶瓷保溫板。本發(fā)明解決其技術問題采用以下的技術方案
本發(fā)明提供的輕質閉孔陶瓷保溫板，由以下質量百分比的原料組成磷尾礦20% 50%,淤泥10% 24%，長石20% 30%，頁巖4% 15%，高嶺土 3% 15%，黃砂10% 20%，發(fā)泡劑1% 2. 5% ;所述的發(fā)泡劑為碳化硅、碳酸鈣和氧化鐵的混合物，質量百分比為碳化硅40% 60%、碳酸鈣25% 45%和氧化鐵15% 35%，顆粒粒徑彡O. 045mm。上述輕質閉孔陶瓷保溫板的組分可以由以下原料替換磷尾礦31%，淤泥18%，長石24%，頁巖9%，高嶺土 5%，黃砂11. 5%，發(fā)泡劑I. 5%，均為質量百分比。上述的原料經球磨、干燥后，所制得的粉體粒徑可以< O. 074mm。上述發(fā)泡劑可以由以下質量百分比的原料替換碳化硅43%，碳酸鈣27%，氧化鐵30%。所述的碳化硅、碳酸鈣和氧化鐵為工業(yè)用級別。
所述的淤泥可以為干燥的湖泊淤泥或城市淤泥。本發(fā)明的原理磷尾礦提供必要的組分、增強坯體燒成后的強度，長石提供必要的組分、作為助溶劑來降低坯體的燒結溫度，頁巖燒結溫度低，高嶺土提供必要的組分，黃砂提供SiO2增加燒成后坯體的強度。坯體在1060°C 1150°C時，坯體熔融并且具有一定的粘度；此時，發(fā)泡劑反應產生氣體，由于表面張力的作用，氣體被保留在熔體內；坯體燒成隨爐冷卻后即得多孔保溫板。本發(fā)明與現有技術相比具有的優(yōu)點主要是
其一.產品性能好密度低、熱導率低、抗壓強度高。經檢測，該多孔保溫板的密度最低達O. 261g/cm3,熱導率最低達O. 068W/ (m*K)，此時抗壓強度達11. 82MPa。其二 .利用磷尾礦，有利于節(jié)省資金和環(huán)境保護由于磷尾礦的利用量達50%，故可以解決現有磷尾礦占用大量土地，污染環(huán)境和安全問題。
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其三.易于工業(yè)化生產具有工藝簡單，燒成溫度低(1060°C 1150°C )，周期短，成本低(原料廉價，能耗低的短周期生產)，所得產品的可控性能好，能根據不同需求控制產品的孔徑大小、密度，易再加工的特點。


圖I、圖2、圖3是燒結后試樣的照片。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明做進一步詳細的說明。實施例I :
輕質閉孔陶瓷保溫板由以下原料組成磷尾礦25%，淤泥17%，長石25%，頁巖10%，高嶺土9%、黃砂12%和發(fā)泡劑2%，均為質量百分比；發(fā)泡劑為碳化硅、碳酸鈣和氧化鐵的混合物，顆粒粒徑< O. 045mm，質量百分比為碳化硅50%、碳酸鈣28%、氧化鐵22%。采用阿基米德排水法測密度、回彈法測試抗壓強度、平板法測試熱導率測試所得輕質閉孔陶瓷保溫板，其密度為O. 282g/cm3，抗壓強度為12. 26MPa，熱導率為O. 089W/(m · K) ο實施例2:
輕質閉孔陶瓷保溫板由以下原料組成磷尾礦35%，淤泥13%，長石20%，頁巖9. 5%,高嶺土6%，黃砂15%，發(fā)泡劑I. 5%混合，均為質量百分比；發(fā)泡劑為碳化硅、碳酸鈣和氧化鐵的混合物，顆粒粒徑< O. 045mm，質量百分比為碳化硅54%、碳酸鈣26%、氧化鐵20%。測試方法同實施例1，所得多孔保溫板密度為O. 273g/cm3，抗壓強度為11. 60MPa,熱導率為 O. 076W/ (m · K) ο實施例3
輕質閉孔陶瓷保溫板由以下原料組成磷尾礦20%，淤泥24%，長石26%，頁巖9%，高嶺土 7. 5%，黃砂11%，發(fā)泡劑2. 5%，均為質量百分比；發(fā)泡劑為碳化硅、碳酸鈣和氧化鐵的混合物，顆粒粒徑< O. 045mm，質量百分比為碳化硅60%、碳酸鈣25%、氧化鐵15%。測試方法同實施例1，所得多孔保溫板密度為O. 291g/cm3，抗壓強度為13. 07MPa,熱導率為 O. 095W/ (m · K)。
實施例4
輕質閉孔陶瓷保溫板由以下原料組成磷尾礦50%，淤泥12%，長石20%，頁巖4%，高嶺土3%，黃砂10%，發(fā)泡劑1%，均為質量百分比；發(fā)泡劑為碳化硅、碳酸鈣和氧化鐵的混合物，顆粒粒徑< O. 045mm，質量百分比為碳化硅40%、碳酸鈣35%、氧化鐵25%。測試方法同實施例1，所得多孔保溫板密度為O. 330g/cm3,抗壓強度為13. 74MPa，熱導率為 O. 118W/ (m · K)。實施例5
輕質閉孔陶瓷保溫板由以下原料組成磷尾礦23%，淤泥12%，長石30%，頁巖8%，高嶺土5%，黃砂20%，發(fā)泡劑2%，均為質量百分比；發(fā)泡劑為碳化硅、碳酸鈣和氧化鐵的混合物，顆 粒粒徑< O. 045mm，質量百分比為碳化硅40%、碳酸鈣45%、氧化鐵15%。測試方法同實施例1，所得多孔保溫板密度為O. 346g/cm3,抗壓強度為13. 82MPa，熱導率為 O. 113W/ (m · K)。實施例6
輕質閉孔陶瓷保溫板由以下原料組成磷尾礦27%，淤泥10%，長石26%，頁巖15%，高嶺土 6%，黃砂14%，發(fā)泡劑2%，均為質量百分比；發(fā)泡劑為碳化硅、碳酸鈣和氧化鐵的混合物，顆粒粒徑< O. 045mm，質量百分比為碳化硅40%、碳酸鈣25%、氧化鐵35%。測試方法同實施例1，所得多孔保溫板密度為O. 286g/cm3,抗壓強度為12. 35MPa，熱導率為 O. 093W/ (m · K)。實施例7:
輕質閉孔陶瓷保溫板由以下原料組成磷尾礦24%，淤泥13%，長石24%，頁巖10. 5%，高嶺土 15%，黃砂12%，發(fā)泡劑I. 5%，均為質量百分比；發(fā)泡劑為碳化硅、碳酸鈣和氧化鐵的混合物，顆粒粒徑< O. 045mm，質量百分比為碳化硅46%、碳酸鈣26%、氧化鐵28%。測試方法同實施例1，所得多孔保溫板密度為O. 261g/cm3，抗壓強度為11. 42MPa，熱導率為 O. 068W/ (m · K)。實施例8
輕質閉孔陶瓷保溫板由以下原料組成磷尾礦31%，淤泥18%，長石24%，頁巖9%，高嶺土 5%，黃砂11. 5%，發(fā)泡劑I. 5%，均為質量百分比；發(fā)泡劑為碳化硅、碳酸鈣和氧化鐵的混合物，顆粒粒徑< O. 045mm，質量百分比為碳化硅43%、碳酸鈣27%、氧化鐵30%。測試方法同實施例1，所得多孔保溫板密度為O. 268g/cm3，抗壓強度為11. 60MPa,熱導率為 O. 069W/ (m · K)。上述實施例制備的輕質閉孔陶瓷保溫板，如圖I 圖3，所制備保溫板的孔為閉孔且分布均勻。上述所有實施例中
所述的磷尾礦的主要組成為Al2O3L 51% 5. 27%、Si0213 . 26% 34. 21%、Ca021. 23%
37.45%、Na2OO. 65% 2. 94%、Ρ2056· 86% 19. 60%、Fe2O3L 26% 4. 29% 和 Mg04. 25% 15. 41%，均為質量百分比。所述的淤泥的主要組成為Al2039. 04% 18. 51%、SiO216. 53% 38. 46%、CaOl. 30% 8. 99%、Na2OO. 65% 2. 94%、P2O5L 43% 5. 82%、Fe2O3L 57% 6. 46% 和MgOO. 69% 4. 85%，，均為質量百分比所述的長石的主要組成為 Α120316· 27% 21. 84%、Si0265. 19% 73. 39%,CaOO. 028% O. 37%、Na209. 38% 11. 72%、K2OO. 05% O. 45%、Fe2O3O. 027% O. 810% 和 TiO2O. 09% O. 47%，均為質量百分比。所述的頁巖的主要組成為Al2O3H. 39% 21. 06%、Si0251. 58% 67. 27%、CaOO. 10% I. 43%、Κ205· 43% 7. 72%、Fe2035. 39% 9. 25%、MgOO. 82% I. 85%,均為質量百分比。所述的高嶺土的主要組成為 Al2O3 36. 62% 46. 97%、Si0250. 02% 53. 41%、CaOO. 14% O. 33%、Na2OO. 08% O. 27%、K2OO. 38% O. 57% 和 Fe2O3O. 33% O. 96%,均為質
量百分比。上述實施例提供的輕質閉孔陶瓷保溫板，可以采用包括以下步驟的方法制備 1)生料的制備將原料按質量百分比例計量并混合，再加入于混合原料40%的水，放入輕型球磨機中球磨12 18h，得到混合均勻的漿料；然后將漿料置于鼓風干燥箱中于120°C下烘干、制得粉體，再加入于粉體質量5 7%的水煉泥，得到混合均勻的生料；
2)成型將生料置于模具中，在粉末壓片機上進行壓制成型，再置于鼓風干燥箱中于80°C下干燥12 24h得坯體；
3)燒結將坯體放入燒結爐中，然后將爐體從室溫升到1060°C 1150°C，燒結保溫廣2小時，隨爐冷卻后得到輕質閉孔陶瓷保溫板。
權利要求
1.一種輕質閉孔陶瓷保溫板，其特征在于由以下質量百分比的原料組成磷尾礦20% 50%，淤泥10% 24%，長石20% 30%，頁巖4% 15%，高嶺土 3% 15%，黃砂10% 20%，發(fā)泡劑1% 2. 5% ;所述的發(fā)泡劑為碳化硅、碳酸鈣和氧化鐵的混合物，質量百分比為碳化硅40% 60%、碳酸鈣25% 45%和氧化鐵15% 35%的混合物，顆粒粒徑彡O. 045mm。
2.根據權利要求I所述的輕質閉孔陶瓷保溫板，其特征在于該輕質閉孔陶瓷保溫板的組分由以下原料替換磷尾礦31%，淤泥18%，長石24%，頁巖9%，高嶺土 5%，黃砂11. 5%，發(fā)泡劑1.5%，均為質量百分比。
3.根據權利要求I所述的輕質閉孔陶瓷保溫板，其特征在于所述發(fā)泡劑由以下質量百分比的原料替換碳化硅43%，碳酸鈣27%，氧化鐵30%。
4.根據權利要求I或3所述的輕質閉孔陶瓷保溫板，其特征在于所述的碳化硅、碳酸鈣和氧化鐵為工業(yè)用級別。
5.根據權利要求I所述的輕質閉孔陶瓷保溫板，其特征在于所述的原料經球磨、干燥后，所制得的粉體粒徑< O. 074mm。
6.根據權利要求I所述的輕質閉孔陶瓷保溫板，其特征在于所述的淤泥為干燥的湖泊淤泥或城市淤泥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輕質閉孔陶瓷保溫板，該輕質閉孔陶瓷保溫板的主要原料組成為磷尾礦20%～50%，淤泥10%～24%，長石20%～30%，頁巖4%~15%，高嶺土3%~15%，黃砂10%～20%，發(fā)泡劑1%～2.5%，均為質量百分比；所述的發(fā)泡劑為碳化硅、碳酸鈣和氧化鐵的混合物，顆粒粒徑≤0.045mm，質量百分比為碳化硅40%～60%、碳酸鈣25%～45%、氧化鐵15%～35%。本發(fā)明對于提高磷尾礦的利用率、減少工業(yè)固體廢棄物對環(huán)境的污染，從而改善自然環(huán)境、利用廉價原料和降低生產成本具有重要的意義；同時生產的輕質閉孔陶瓷保溫板具有較高的氣孔率和強度、燒結溫度較低的優(yōu)勢。
文檔編號C04B33/132GK102838377SQ20121034516
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權日2012年9月18日
發(fā)明者吉曉莉, 陳卓 申請人:武漢理工大學