[发明专利]复合陶瓷太阳能集热板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合陶瓷太阳能集热板及其制备方法，属于废弃物综合利用技术领域。

背景技术

当电力、煤炭、石油等不可再生资源频频告急，如何开发太阳能资源，成为当今科研领域的重要课题。

常用的太阳能集热材料有以下三种：

(1)、铜质太阳能集热管：是采用焊接工艺将铜板经弯曲、焊接成集热管，然后在表面采用化学电镀或者直接喷涂太阳能吸收涂层。该集热器主要缺点是：铜是一种昂贵的金属，在焊缝处容易腐蚀；涂层在长期使用后，出现阳光吸收率衰减，使用寿命缩短。

(2)、真空玻璃管：真空玻璃管是由同轴内外玻璃管组成，一端封闭，内外管间为真空。内部玻璃管表面采用镀膜或者喷涂工艺覆盖太阳能吸收涂层。其内部结构为真空层、密封圈、防尘圈、尾托，该结构存在着阳光吸收面积只占采光投影面积的60％左右，在阳光直射时有大约40％阳光没有充分利用，故集热效率低。同时长期在高温条件下使用会导致密封圈氧化，真空度下降，保温效果降低。一头封闭的盲管结构由于水温高容易产生水垢使得热量交换能力下降。玻璃管通常采用硼硅玻璃制成，硼硅玻璃在1650℃生产，能耗较高，氧化硼的价格昂贵，因此，真空玻璃管集热器存在着生产成本高、能耗大、工艺复杂。吸收光面积减小等缺点。

(3)、公开号为CN101551172A的中国专利申请公开了一种复合陶瓷太阳能板。基体是普通陶瓷，表面是由提钒尾渣在1200℃烧结而成的中空陶瓷板，然而提钒尾渣中铁、镓等有价元素未加以利用，同时烧成温度高，对其大规模生产产生了制约。

因此，寻找一种成本较低、能耗小、工艺简单的太阳能板显得十分重要。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种复合陶瓷太阳能集热板的制备方法。

本发明复合陶瓷太阳能集热板的制备方法，包括如下步骤：

a、浆料的制备：将钒钛磁铁矿选钛矿尾矿、昔格达土和添加剂混合，得混合物料，然后将混合物料加水、球磨，得浆料；

其中，混合物料中按质量比，钒钛磁铁矿选钛矿尾矿:昔格达土:添加剂＝0～50:50～100:0.1～0.3，所述添加剂为碳酸钠或硅酸钠；按质量比，混合物料:水＝40～60:40～10；

b、陈腐：将浆料陈腐24～48h；

c、陶瓷生坯的制备：将陈腐后的浆料浇筑成型，得陶瓷生坯；

d、一次干燥：干燥陶瓷生坯，至含水量＜1％；

e、复合坯的制备：将黑色陶瓷材料喷涂于干燥后的陶瓷生坯上，形成0.5～4mm的表层，得复合坯；

f、二次干燥：将复合坯干燥，至含水量＜1％；

g、将干燥的复合坯体烧结，即得复合陶瓷太阳能集热板。

进一步的，所述昔格达土的组成成分及含量优选为：SiO₂ 54.71～64.06％、Al₂O₃ 11.10～19.03％、CaO 3.82～8.08％、MgO 1.20～2.85％、Na₂O 0.58～1.21％、Fe₂O₃ 2.82～3.65％、K₂O2.82～3.65％；昔格达土粒径＜0.355mm。

优选地，所述钒钛磁铁矿选钛矿尾矿的组分及含量为：TiO₂ 4.12～7.00％、Fe 10.50～13.10％、S 0.1～0.2％、SiO₂ 40.59～41.80％、CaO 11.59～13.14％、MgO 7.10～10.80％，其余为不可避免杂质；所述钒钛磁铁矿选钛矿尾矿粒度＜0.18mm；钒钛磁铁矿选钛矿尾矿优选在使用先于1100℃煅烧5～10min。

进一步的，作为优选方案，所述a步骤混合物料中按质量比，钒钛磁铁矿选钛矿尾矿:昔格达土:添加剂＝10～50:50～90:0.1～0.3；球磨时，球料比＝2:1，球磨时间为18～24h。

进一步的，所述e步骤中黑色陶瓷材料在使用前，优选先加入水，球磨22～24h，再用于制备复合坯。进一步优选，按质量比，黑色陶瓷材料:水＝10:6～7；球磨时，球料比为2:1。

优选地，所述e步骤中，喷涂压强为0.4～0.8MP。

进一步的，所述d步骤一次干燥和g步骤二次干燥的干燥温度优选小于40℃。

进一步的，作为优选方案，所述g步骤中烧结温度为1106～1140℃，烧结时间为6～40min；更优选为30～40min。