[发明专利]发泡陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机材料领域，具体地讲，涉及一种用于建筑保温的发泡陶瓷材料以及制造发泡陶瓷材料的方法。

背景技术

近年来，由建筑保温材料导致的火灾频发，造成严重的人员伤亡和财产损失。《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》中规定：民用建筑外保温材料的燃烧性能宜为A级，且不应低于B2级。目前，市场上的A级防火保温材料主要有岩棉、玻璃棉、泡沫玻璃、发泡水泥、闭孔珍珠岩等。岩棉、玻璃棉含有大量无机纤维，严重影响环境及人体健康，且易吸水、易收缩；虽然泡沫玻璃密度小、隔热性能好，但是强度低、抗冲击性差、抗水渗透性差；发泡水泥、闭孔珍珠岩吸水率大、强度低、易开裂，且导热系数受生产工艺影响较大，不易控制。

此外，在我国尾矿因得不到规模化的有效利用而长期大量堆积，导致大面积占用农田、破坏植被、污染地下水、破坏环境等，严重影响了国民经济的可持续发展及资源的有效利用。因此，如何实现这些尾矿的规模化及高附加值利用已受到全社会的广泛关注。在部分尾矿中，如铁矿尾矿、石英尾矿、蓝晶石尾矿、铝矾土尾矿等，二氧化硅含量较高(SiO₂＞60％)，目前处理这些尾矿的主要方式为填埋、铺路及尾矿制砖等的低附加值利用。虽然已对上述尾矿进行了有价元素回收、陶瓷材料、玻璃、微晶玻璃等高附加值利用的研究，但尚不能规模化。

以抛光瓷渣、废陶瓷碎片、废淤泥、工业废渣、石英、粘土等为主要原料生产发泡陶瓷的技术已有较多报道，但尚未公开采用尾矿，尤其采用高二氧化硅含量的尾矿为主要原料制备发泡陶瓷材料的技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种使用尾矿制备发泡陶瓷材料的方法以及由该方法制备的发泡陶瓷材料。

根据本发明的一方面，提供了一种制备发泡陶瓷材料的方法。该方法将由尾矿、长石、发泡剂、发泡调节剂、助熔剂组成的配料进行破碎、成型和烧制膨化，尾矿是二氧化硅含量在60wt％以上的铁矿尾矿、石英尾矿、蓝晶石尾矿、铝矾土尾矿中的至少一种。

根据本发明的实施例，配料可以包括65-85wt％的尾矿、10-30wt％的长石、1-4wt％的发泡剂、0.05-2wt％的发泡调节剂和3-10wt％的助熔剂。

根据本发明的实施例，在破碎步骤中，可以将配料的粒度破碎至250目以上。

根据本发明的实施例，在烧制膨化步骤中，膨化温度可以为1080-1300℃。其中，在烧制膨化步骤中，在750℃之前的升温速率可以为7-10℃/min，在750℃至1000℃之间的升温速率可以为5-7℃/min，在1000℃至膨化温度之间的升温速率可以为3-4℃/min，在膨化温度可以保温30-60min。

根据本发明的实施例，长石可以是钾长石、钠长石和钙长石中的至少一种。

根据本发明的实施例，发泡剂可以是煤粉、焦粉、碳化硅和碳酸钙中的至少一种。

根据本发明的实施例，发泡调节剂可以是硼酸、硼酐、氧化铁、氧化铝和氧化硅中的至少一种。

根据本发明的实施例，助熔剂可以是碳酸钠、氟化钙、磷酸钠中的至少一种。

根据本发明的另一方面，提供了一种发泡陶瓷材料，该发泡陶瓷材料采用上述的方法制备。

根据本发明的制备发泡陶瓷材料的方法可以使用尾矿制备发泡陶瓷材料，使尾矿得到高附加值的利用。此外，所制备的发泡陶瓷材料具有优异的性能，如密度小、强度高、吸水率低、热导率低、不燃烧、寿命长等。

具体实施方式

下面将参照具体实施例来详细地描述本发明的制备发泡陶瓷材料的方法以及由该方法制备的发泡陶瓷材料。

根据本发明的制备发泡陶瓷材料的方法使用尾矿作为主要原料来制备发泡陶瓷材料，从而使尾矿得到高附加值的利用。这里，作为制备发泡陶瓷材料主要原料的尾矿可以是二氧化硅含量在60wt％以上的铁矿尾矿、石英尾矿、蓝晶石尾矿、铝矾土尾矿中的至少一种。具体地讲，可以将由上述尾矿、长石、发泡剂、发泡调节剂、助熔剂组成的配料进行破碎、成型和烧制膨化来制备发泡陶瓷材料。根据本发明的示例性实施例，所使用的配料可以包括65-85wt％的尾矿、10-30wt％的长石、1-4wt％的发泡剂、0.05-2wt％的发泡调节剂和3-10wt％的助熔剂。