專利名稱：利用赤泥和廢玻璃制備高強度泡沫玻璃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泡沫玻璃的制造方法，尤其涉及一種利用赤泥和廢玻璃制備高強度泡沫玻璃的方法。
背景技術(shù)：
赤泥是以鋁土礦為原料生產(chǎn)氧化鋁過程中產(chǎn)生的固體廢渣，每生產(chǎn)I噸氧化鋁，大約產(chǎn)生赤泥O. 8^2. 0t。隨著國內(nèi)鋁土礦的鋁含量的降低，生產(chǎn)每噸氧化鋁所產(chǎn)生的赤泥量也越來越多。預(yù)計到2015年，累計堆存量將達(dá)3. 5億噸。目前氧化鋁產(chǎn)業(yè)不斷擴大，所產(chǎn)生的廢棄物赤泥量也逐年增加，大量赤泥的堆放和排放，不僅占用大量土地和耕地，而且曬干的赤泥形成粉塵四處飛揚，造成嚴(yán)重的大氣污染。赤泥中含有較高的堿，滲入周圍水中， 帶來了嚴(yán)重的土壤和水體污染，給廢物處理和環(huán)境保護帶來了很大的壓力。目前赤泥主要用來做酸性改良劑、制水泥、加工建筑用空心砌塊等，但相比巨大的排放量利用率依然很低，我國赤泥綜合利用率僅為4%，我國在“十二五”規(guī)劃中提出，要求赤泥利用率達(dá)到20%以上。赤泥的綜合利用目前仍屬世界性難題。傳統(tǒng)泡沫玻璃是利用玻璃粉添加發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑等原料混合均勻，經(jīng)發(fā)泡退火得至IJ的質(zhì)輕、強度高、導(dǎo)熱率低的材料。泡沫玻璃具有優(yōu)越的保溫隔熱、吸聲、防火、防水防潮、耐酸堿等性能，可用作化工、建筑的保溫、隔熱和裝飾材料。目前建筑中常用的保溫材料多為聚苯乙烯、聚氨酯發(fā)泡材料以及發(fā)泡混泥土等，上述材料具有易燃、強度低、耐水性差、壽命短等缺點。泡沫玻璃不但強度高而且具有不燃燒、與建筑物同壽命等優(yōu)點，并且可在零下200°C到500°C使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用固體廢棄物、降低泡沫玻璃生產(chǎn)成本的高強度赤泥泡沫玻璃的制備方法。本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的利用赤泥和廢玻璃制備高強度泡沫玻璃的方法，先將赤泥、廢玻璃和發(fā)泡劑混合，經(jīng)球磨得到粉體配合料，再經(jīng)發(fā)泡、退火處理得到高強度赤泥泡沫玻璃產(chǎn)品；所用的赤泥為制鋁工業(yè)提取氧化鋁時排出的污染性廢渣。所用廢玻璃為廢棄的平板玻璃、壓花玻璃、瓶罐玻璃或陰極射線管玻璃。所用發(fā)泡劑為碳粉、CaCO3> Na2CO3^ Na2SO4、白云石、碳化硅、炭黑、金云母中的一種或多種。所述粉體配合料的制作工藝為將質(zhì)量百分含量為2 40%的赤泥、質(zhì)量百分含量為59. 9、5%的廢玻璃和質(zhì)量百分含量為O. Γ10%的發(fā)泡劑混合均勻，放入球磨機內(nèi)球磨至150目以上，得到粉體配合料。所述經(jīng)發(fā)泡、退火處理得到高強度赤泥泡沫玻璃產(chǎn)品的具體工藝為將粉體配合料裝入耐火材料模具中，配合料按照以下燒制過程燒成自室溫以5 35°C /min的升溫速率升溫至70(T900°C，保溫5 30 min ;再以15 45°C /min的降溫速率降溫至50(T650°C，保溫l(T30min，然后以O(shè). 2 2V /min的降溫速率降溫至室溫得到高強度赤泥泡沫玻璃。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明以赤泥和廢玻璃為主要原材料，添加適量發(fā)泡劑，不添加穩(wěn)泡劑、改性劑、促進劑等，制備出性能優(yōu)良的化工、建筑用保溫、吸聲、隔熱和裝飾泡沫玻璃材料。制備工藝簡單、燒制溫度低，在解決環(huán)保問題的同時獲得較高的經(jīng)濟效益。制備的泡沫玻璃強度高、導(dǎo)熱率低、吸水率低、比重小，可作為優(yōu)良的保溫、吸聲、隔熱材料。其產(chǎn)品適合工業(yè)設(shè)備與管道的保溫隔熱，更適合建筑外墻、屋面保溫、屋內(nèi)隔音等。具有防火、防水、不老化、耐腐蝕、無放射性、尺寸穩(wěn)定性好等特點。
具體實施例方式實施例I : 按質(zhì)量百分比將2%的赤泥、95%的廢玻璃和3%的碳粉置入球磨機中球磨至150目以上得到粉體配合料。將配合料裝入耐高溫模具中，按照以下燒成制度燒成自室溫以5°C /min的升溫速率升溫至700°C，保溫30 min ;再以20°C /min的降溫速率降溫至500°C，保溫30min，然后以O(shè). 2V /min的降溫速率降溫至室溫得到赤泥泡沫玻璃。實施例2:
按質(zhì)量百分比將40%的赤泥、59. 9%的廢玻璃和O. 1%的Na2CO3置入球磨機中球磨至150目以上得到粉體配合料。將配合料裝入耐高溫模具中，按照以下燒成制度燒成自室溫以10°C/min的升溫速率升溫至750°C，保溫25 min ;再以15°C/min的降溫速率降溫至550°C，保溫30min，然后以O(shè). 5°C /min的降溫速率降溫至室溫得到赤泥泡沫玻璃。實施例3:
按質(zhì)量百分比將15%的赤泥、80%的廢玻璃、3%的碳粉和2%的Na2CO3置入球磨機中球磨至150目以上得到粉體配合料。將配合料裝入耐高溫模具中，按照以下燒成制度燒成自室溫以15°C /min的升溫速率升溫至800°C，保溫20 min ;再以25°C /min的降溫速率降溫至600°C，保溫25min，然后以1°C /min的降溫速率降溫至室溫得到赤泥泡沫玻璃。實施例4:
按質(zhì)量百分比將20%的赤泥、74%的廢玻璃、1%的碳粉、2%的CaCO3和3%的Na2CO3置入球磨機中球磨至150目以上得到粉體配合料。將配合料裝入耐高溫模具中，按照以下燒成制度燒成自室溫以20°C /min的升溫速率升溫至850°C，保溫15 min ;再以30°C /min的降溫速率降溫至650°C，保溫20min，然后以O(shè). 5°C /min的降溫速率降溫至室溫得到赤泥泡沫玻璃。實施例5:
按質(zhì)量百分比將25%的赤泥、72%的廢玻璃、O. 5%的碳粉、O. 4%的CaCO3、1%的Na2CO3和I. 1%的白云石置入球磨機中球磨至150目以上得到粉體配合料。將配合料裝入耐高溫模具中，按照以下燒成制度燒成自室溫以25°C /min的升溫速率升溫至900°C，保溫10 min ;再以30°C /min的降溫速率降溫至550°C，保溫lOmin，然后以2V /min的降溫速率降溫至室溫得到赤泥泡沫玻璃。實施例6:按質(zhì)量百分比將28%的赤泥、65%的廢玻璃和1%的Na2S04、1%的白云石、1%的碳化硅、2%的炭黑、2%的金云母置入球磨機中球磨至150目以上得到粉體配合料。將配合料裝入耐高溫模具中，按照以下燒成制度燒成自室溫以20°C /min的升溫速率升溫至850°C，保溫25min ;再以40°C /min的降溫速率降溫至650°C,保溫25min,然后以I. 5°C /min的降溫速率降溫至室溫得到赤泥泡沫玻璃。實施例7
按質(zhì)量百分比將22%的赤泥、75%的廢玻璃、O. 5%的Na2C03、0. 5%的Na2S04、0. 5%的白云石、O. 5%的碳化硅、O. 5%的炭黑和O. 5%的金云 母置入球磨機中球磨至150目以上得到粉體配合料。將配合料裝入耐高溫模具中，按照以下燒成制度燒成自室溫以35°C /min的升溫速率升溫至800°C，保溫30 min ;再以45°C /min的降溫速率降溫至600°C，保溫25min，然后以1°C /min的降溫速率降溫至室溫得到赤泥泡沫玻璃。實施例8:
按質(zhì)量百分比將35%的赤泥、64. 3%的廢玻璃、O. 1%的CaCO3>O. 1%的Na2C03、0. 1%的Na2S04、0. 1%的白云石、O. 1%的碳化硅、O. 1%的炭黑和O. 1%的金云母置入球磨機中球磨至150目以上得到粉體配合料。將配合料裝入耐高溫模具中，按照以下燒成制度燒成自室溫以25°C /min的升溫速率升溫至750°C，保溫20 min ;再以40°C /min的降溫速率降溫至500°C，保溫lOmin，然后以O(shè). 5°C /min的降溫速率降溫至室溫得到赤泥泡沫玻璃。實施例9
按質(zhì)量百分比將10%的赤泥、80%的廢玻璃、2%的碳粉、2%的CaC03、l%的Na2C03、l%的Na2SO4,1%的白云石、1%的碳化硅、1%的炭黑和1%的金云母置入球磨機中球磨至150目以上得到粉體配合料。將配合料裝入耐高溫模具中，按照以下燒成制度燒成自室溫以15°C /min的升溫速率升溫至850°C，保溫5 min ;再以35°C /min的降溫速率降溫至575°C，保溫15min，然后以1°C /min的降溫速率降溫至室溫得到赤泥泡沫玻璃。實施例10
按質(zhì)量百分比將4%的赤泥、91%的廢玻璃和5%的CaCO3置入球磨機中球磨至150目以上得到粉體配合料。將配合料裝入耐高溫模具中，按照以下燒成制度燒成自室溫以15°C /min的升溫速率升溫至700°C，保溫30 min ;再以20°C /min的降溫速率降溫至520°C，保溫30min，然后以O(shè). 2V /min的降溫速率降溫至室溫得到赤泥泡沫玻璃。實施例11
按質(zhì)量百分比將12%的赤泥、80%的廢玻璃和8%的Na2SO4置入球磨機中球磨至150目以上得到粉體配合料。將配合料裝入耐高溫模具中，按照以下燒成制度燒成自室溫以25°C /min的升溫速率升溫至720°C，保溫20 min ;再以25°C /min的降溫速率降溫至500°C，保溫30min，然后以I. 2V /min的降溫速率降溫至室溫得到赤泥泡沫玻璃。實施例12
按質(zhì)量百分比將22%的赤泥、75%的廢玻璃和3%的白云石置入球磨機中球磨至150目以上得到粉體配合料。將配合料裝入耐高溫模具中，按照以下燒成制度燒成自室溫以250C /min的升溫速率升溫至800°C，保溫30 min ;再以20°C /min的降溫速率降溫至600°C，保溫30min，然后以O(shè). 7V /min的降溫速率降溫至室溫得到赤泥泡沫玻璃。實施例13 按質(zhì)量百分比將32%的赤泥、66%的廢玻璃和2%的碳化硅置入球磨機中球磨至150目以上得到粉體配合料。將配合料裝入耐高溫模具中，按照以下燒成制度燒成自室溫以15°C /min的升溫速率升溫至790°C，保溫25 min ;再以20°C /min的降溫速率降溫至560°C，保溫30min，然后以O(shè). 9V /min的降溫速率降溫至室溫得到赤泥泡沫玻璃。實施例14
按質(zhì)量百分比將36%的赤泥、60%的廢玻璃和4%的炭黑置入球磨機中球磨至150目以上得到粉體配合料。將配合料裝入耐高溫模具中，按照以下燒成制度燒成自室溫以5°C /min的升溫速率升溫至850°C，保溫30 min ;再以20°C /min的降溫速率降溫至500°C，保溫30min，然后以O(shè). 2V /min的降溫速率降溫至室溫得到赤泥泡沫玻璃。實施例15
按質(zhì)量百分比將15%的赤泥、80%的廢玻璃和5%的金云母置入球磨機中球磨至150 目以上得到粉體配合料。將配合料裝入耐高溫模具中，按照以下燒成制度燒成自室溫以50C /min的升溫速率升溫至700°C，保溫30 min ;再以20°C /min的降溫速率降溫至500°C，保溫30min，然后以O(shè). 2V /min的降溫速率降溫至室溫得到赤泥泡沫玻璃。將上述實施例得到的赤泥泡沫玻璃采用萬能試驗機測得試樣的抗折強度達(dá)到Γ6ΜρΒ ;利用導(dǎo)熱系數(shù)儀測得試樣的導(dǎo)熱系數(shù)為O. 04、. 07。
權(quán)利要求
1.利用赤泥和廢玻璃制備高強度泡沫玻璃的方法，其特征在于先將赤泥、廢玻璃和發(fā)泡劑混合，經(jīng)球磨得到粉體配合料，再經(jīng)發(fā)泡、退火處理得到高強度赤泥泡沫玻璃產(chǎn)品；所用的赤泥為制鋁工業(yè)提取氧化鋁時排出的污染性廢渣。
2.如權(quán)利要求I所述的利用赤泥和廢玻璃制備高強度泡沫玻璃的方法，其特征在于所用廢玻璃為廢棄的平板玻璃、壓花玻璃、瓶罐玻璃或陰極射線管玻璃。
3.如權(quán)利要求2所述的利用赤泥和廢玻璃制備高強度泡沫玻璃的方法，其特征在于所用發(fā)泡劑為碳粉、CaC03、Na2C03、Na2S04、白云石、碳化硅、炭黑、金云母中的一種或多種。
4.如權(quán)利要求I或2或3所述的利用赤泥和廢玻璃制備高強度泡沫玻璃的方法，其特征在于將質(zhì)量百分含量為2 40%的赤泥、質(zhì)量百分含量為59. 9、5%的廢玻璃和質(zhì)量百分含量為O. Γ10%的發(fā)泡劑混合均勻，放入球磨機內(nèi)球磨至150目以上，得到粉體配合料。
5.如權(quán)利要求4所述的利用赤泥和廢玻璃制備高強度泡沫玻璃的方法，其特征在于所述經(jīng)發(fā)泡、退火處理得到高強度赤泥泡沫玻璃產(chǎn)品的具體工藝為將粉體配合料裝入耐火材料模具中，配合料按照以下燒制過程燒成自室溫以5 35°C /min的升溫速率升溫至70(T90(TC，保溫5 30 min ;再以15 45°C /min的降溫速率降溫至50(T65(TC，保溫l(T30min，然后以O(shè). 2 2V /min的降溫速率降溫至室溫得到高強度赤泥泡沫玻璃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種泡沫玻璃的制造方法，尤其涉及一種利用赤泥和廢玻璃制備高強度泡沫玻璃的方法。其目的在于提供一種利用固體廢棄物、降低泡沫玻璃生產(chǎn)成本的高強度赤泥泡沫玻璃的制備方法。本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的利用赤泥和廢玻璃制備高強度泡沫玻璃的方法，先將赤泥、廢玻璃和發(fā)泡劑混合，經(jīng)球磨得到粉體配合料，再經(jīng)發(fā)泡、退火處理得到高強度赤泥泡沫玻璃產(chǎn)品；所用的赤泥為制鋁工業(yè)提取氧化鋁時排出的污染性廢渣。本發(fā)明的有益效果為大量應(yīng)用固體廢棄物赤泥和廢玻璃，環(huán)保節(jié)能，變廢為寶，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。
文檔編號C03C11/00GK102838282SQ20121036824
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者劉立強, 張淑國, 張全鵬 申請人:劉立強