[发明专利]以电熔棕刚玉除尘粉为原料的泡沫玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于资源利用和泡沫玻璃材料制备技术领域。具体涉及一种以电熔棕刚玉除尘粉为原料的泡沫玻璃及其制备方法。

背景技术

电熔棕刚玉除尘粉是电熔刚玉生产过程中产生的固体废弃物。我国是电熔棕刚玉生产大国，按照我国每年生产300万吨的电熔棕刚玉除尘粉，7％的粉尘量计算，每年产生的电熔棕刚玉除尘粉高达21万吨。电熔棕刚玉除尘粉的化学成分主要以Al₂O₃、SiO₂、K₂O、MgO、Fe₂O₃、Na₂O和CaO等为主，在一般情况下，Al₂O₃为20～56wt％、SiO₂为10～50wt％、K₂O为0.3～20wt％。其化学成分及其含量以各生产厂家的原料及操作条件不同而有变化。电熔棕刚玉除尘粉是一种宝贵的二次资源，但对于电熔棕刚玉除尘粉的研究较少，目前对其利用主要有以下几个方向：分离各成份，得到例如超细氢氧化铝、金属镓、钾肥等；采用焙烧、浸出的方法得到铝钙渣等。这些方法工艺过程比较复杂，且不利于广泛利用。

另外，泡沫玻璃具有质轻、热导率小、吸水率低等优良特点。目前，制备泡沫玻璃的废弃物及其方法主要有：

“浮石泡沫玻璃保温材料及其制备方法”(ZL97104741.3)专利技术，主要是用以浮石砂粉或火山灰为主要原料，加入浮石砂粉或火山灰粉重量的20～30％助熔剂，3～9％的改性剂，2～5％的发泡剂，1～3％的稳定剂制备泡沫玻璃保温材料；“一种基于硼泥制备泡沫玻璃的方法”(CN101058480A)专利技术，主要是将废玻璃破碎，按照比例与脱镁硼泥混合后研磨成生料，将生料熔化、淬火、干燥后研磨成玻璃粉，然后添加发泡剂和助熔剂形成跑和玻璃配合料，将配合料压制成型后加热得到泡沫玻璃；“一种用含钛高炉渣制备泡沫玻璃的方法”(CN101306919)专利技术，主要以含TiO₂14％～29％的高炉渣为基础，适量引入硅质原料生成玻璃态物质，再添加发泡剂、稳泡剂、助熔剂，并以特定的热处理制度制备泡沫玻璃。以上方法中都有将原料加入配合料经过熔化、淬冷、研磨等工艺制备配合玻璃粉料的过程；在升温制度中都存在在特定温度段进行保温过程，且在特定温度段的降温阶段降温速率较慢，以上的步骤都增加了工艺时间，延长工艺流程，工艺步骤较为繁琐。

“黄磷渣轻质建筑材料”(CN101143767A)主要是用黄磷渣加入一定量的粘土作为主要原料制备泡沫玻璃；此方法中使用了粘土这种天然矿物，相对使用其他废弃物而言则成本较高；“利用铜尾矿生产泡沫玻璃的方法”(CN101182124A)专利技术，主要将铜尾矿、废玻璃、炭黑、氟硅酸钠和磷酸钠放入球磨罐中球磨至200目以下，加入耐热钢模具中，将磨具移入发泡炉中经过预热、发泡、稳泡和退火得到泡沫玻璃；此方法中的添加剂种类较多；“一种利用液态排炉渣直接生产泡沫玻璃”(CN101302077A)专利技术，主要利用液态排炉渣生产即粉煤灰熔渣在熔渣处于熔融状态下添加其他矿物，然后在水淬池中水冷，按照传统方法制备泡沫玻璃，采用传统方法制备泡沫玻璃的工艺时间长，步骤繁琐；“一种熔岩泡沫玻璃的制造方法”(93110149.2)专利技术，主要将珍珠岩粉碎到80-100目，再与200-300目的碳酸钙混合，加入烧碱、硼砂、磷酸钠、五氧化二钒或氢氧化钾的水溶液搅拌，再浸泡12小时，烘干后装模烧成，此方法添加剂种类繁多，且耗时较长；“用油页岩灰制备微晶泡沫玻璃及其制造方法”(CN101113076A)专利技术，主要是用油页岩为主要原料，加入适量的碳酸钙、碱式碳酸镁、硼砂、碳酸钠等制备基础玻璃，然后加入发泡剂、稳泡剂、助熔剂等，采用粉末法制备泡沫玻璃，制成的泡沫玻璃表观密度875～1030kg·m^-3，吸水性8～15％；此方法制备泡沫玻璃工艺复杂，且不能制备表观密度较低的泡沫玻璃。

发明内容

本发明旨在克服已有技术缺陷，任务是提供少一种添加剂少、工艺周期短、操作简单的以电熔棕刚玉除尘粉为原料的泡沫玻璃的制备方法，用该方法所制备的泡沫玻璃适用范围广，能满足不同环境下的使用要求。