[发明专利]黑色泡沫玻璃及其制备方法

说明书

技术领域：

    本发明涉及一种泡沫玻璃及其制造方法，特别涉及一种黑色泡沫玻璃及其制备方法。

背景技术：

泡沫玻璃是一种气孔率达90%以上，内部充满无数微小的连同或封闭气孔的多孔玻璃材料，它具有导热系数低、强度高、密度小、吸水率低、防火、吸声、化学稳定性好、抗冻性好、易于加工、无毒环保、寿命长、装饰性强等特点，不仅可以用作高层建筑、管道设备、地下设施的绝热保温材料，还可以广泛地应用于石油、电力、化工、冷藏、船舶、轻工、桥梁、建筑、绿化和国防等领域中，是一种具有广阔应用前景的节能材料。泡沫玻璃最早是由法国Saint—Gobain公司于1935年研制成功的，以废玻璃为主料，以碳酸钙为发泡剂，采用粉末烧成法制备而成，仅作为混凝土的轻骨料。我国泡沫玻璃的研制开发始于50年代，直到80年代起我国轻工、建材等行业的科技人员开始采用固体废弃物研制生产泡沫玻璃，并得到迅速发展(徐美君，纵横全球：观泡沫玻璃国际态势[J].国外建材科技，2003(4): 34—35)。泡沫玻璃制备的方法通常有：粉末烧成法，吹气法、连续成形法等，但以粉末烧成法为主。利用固体废弃物制备泡沫玻璃，通常以废平板玻璃、瓶罐玻璃、阴极射线废玻璃、显像管废玻璃、煤矸石、火山灰、粉煤灰、金矿渣、铅锌矿矿渣、钢渣、钛渣、铬渣、磷渣、硼泥等为主要原料，发泡剂的种类较多，主要有碳酸盐（碳酸钙、碳酸镁、碳酸钠、碳酸钾等）、硫酸盐（硫酸钠、硫酸钙等）与碳化硅、碳黑三类，采用粉末烧结法，将发泡剂均匀混合到原料里，然后放置在专用模具中，在电或燃料加热的窑内发泡、冷却固型后脱模，脱模后的毛胚进入退火炉中消除应力，并冷却至室温后切割成要求的形状和尺寸的制品(王飞天，泡沫玻璃的生产和建筑应用现状[J]．四川建材，2003 (5): 22—23)。该法制备工艺复杂，成本高，控温精度要求高，产品的机械强度较低。

利用工业废渣和尾矿生产泡沫玻璃，可以很好地解决工业废渣和尾矿堆存所带来的资源浪费问题和环境问题。随着基础理论研究的深入和制备工艺的改进，开发出成本低、能耗少、性能优良，功能多样的尾矿废渣泡沫玻璃将是必然的发展趋势，利用工业尾渣( 矿)制备泡沫玻璃材料，可以大大降低生产成本， 同时对环境的保护以及实现材料工业可持续发展战略的目标有重要的意义和作用。随着国家对节能、减排的执行力度的加大， 对黄金尾矿、铅锌尾矿、铁渣、铜渣、钢渣、钛渣、铬渣等冶金废渣和钽铌矿渣、磷渣、复合矿渣、复合尾矿、粉煤灰、火山灰、煤矸石等固体废弃物利用研究与开发力度也越来越大。在各种矿渣以及粉煤灰、火山灰、煤矸石中含有大量氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁等成分， 这些成分在泡沫玻璃中都是非常有用的。如何利用以上工业矿渣， 生产出附加值更高的泡沫玻璃材料， 有许多技术问题需要研究，也取得了一定的新成果。

中国专利（申请号：200910218899.3）公布了利用金尾矿生产微晶泡沫玻璃的方法，将金尾矿粉体，废玻璃粉，等粉体放入混料机中混合均匀后投入玻璃窑炉熔制，然后将熔融的玻璃水淬；球磨过150目筛制成玻璃粉，将玻璃粉，发泡剂，三氧化二铁等粉体置于混料机中混合均匀后放入泡沫玻璃制造模具中，再将模具移入发泡炉中加热经升温、快速冷却和退火阶段得微晶泡沫坡璃。其特点是必须要进行水淬，使工艺过程分为两大步，过程控制过于复杂，能源消耗较大。中国专利（申请号：201010274190.8）公布了粉煤灰泡沫玻璃及其制备方法，以粉煤灰和废玻璃为主要原料，并添加适量的发泡剂、稳泡剂和助熔剂等添加剂，采用粉末烧成法而成。其特点是利用少量的粉煤灰，但其引入量仅为20—25％，且烧成过程中为防止粉煤灰表面碳的氧化，升温速率要分段精确控制，加大了工艺控制的难度。中国专利（申请号：200810017902.0）公布了一种泡沫玻璃的微波烧结方法。将泡沫玻璃坯体置入氧化性气氛或中性气氛的微波烧结设备中，使坯体升温至300—350℃，恒温后再使温度上升至750—820℃，保温，然后关闭微波源，并在数分钟内迅速降温至600℃，恒温20分钟后随炉冷却至常温即得泡沫玻璃。其特点是充分利用了微波炉加热的优势，但所用的主料为现成的泡沫玻璃料，其制备成本较高。