[发明专利]一种采用熔融高炉渣制备耐高温泡沫材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于耐高温泡沫材料的生产技术领域，具体涉及到一种采用熔融高炉渣制备耐高温泡沫材料的方法。

背景技术

泡沫玻璃是以废弃玻璃、粉煤灰、云母、珍珠岩、浮石粉、火山灰等物质为主要原料，添加发泡剂、改性剂、促进剂等，经细粉碎和均匀混合成配合料，放置在特定模具中经过750 ～ 900℃温度加热，使玻璃软化、发泡、退火形成的一种内部充满无数均匀气泡的多孔玻璃材料。泡沫玻璃具有密度小、强度高、导热系数小等物理性质，其不仅具有玻璃材料本身固有的永久性、安全性、可靠性、防化学腐蚀性和不受蚁鼠侵害等优点，而且与其它建筑材料相比，还具有保温隔热、防水防潮、防火、耐酸碱、密度小、机械强度高、吸声等一系列优越性能。

高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的废物，高炉渣中主要成分为CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃。依矿石品位不同，每炼1 吨铁排出0.3 ～ 1 吨渣，矿石品位越低，排渣量越大。中国目前每年约排放2000 多万吨矿渣。矿渣弃置不用会占用土地，浪费资源，污染环境。目前，各钢厂所产生的高炉渣主要被用于制备水泥制品。但是，由于中国钢产量较大，目前还有近30%的高炉渣无法回收利用。此外，将高炉渣用于制备水泥制品利润率较低。而目前关于如何将高炉渣大量回收利用，制备附加值更高的高性能材料没有报道。

周洁等（用锰铁渣和废碎玻璃制备泡沫玻璃的工艺研究[J]. 大连工业大学学报，2009,28（5）：354-356.）以锰铁渣和碎玻璃为主要原料，碳粉为发泡剂，硼砂为助熔剂，采用粉体烧结研制出了泡沫玻璃。其中，锰铁矿渣用量在12.5%～20%，所制备出的泡沫玻璃表观密度较大，为407kg/m3。组成中铁渣用量较低，制备工艺较复杂。

专利号为CN101306919A的发明公开了一种利用含钛高炉渣制备泡沫玻璃的方法，其主要以TiO₂含量为14%～29% 的高炉渣为基础原料，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，并以特定热处理制度制备泡沫玻璃。其先通过高温熔制工艺（1350～1400℃）制备玻璃，然再按照泡沫玻璃制备工艺制备泡沫玻璃，制备工艺复杂，成本高。而且高炉渣利用率较低。类似方法在下述相关文献中也有报道（东北大学. 一种用含钛高炉渣制备泡沫玻璃的方法: 中国,CN200810012110.4[P].2008-11-19. 马明龙. 利用含钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的研究[D]. 东北大学,2008. 东北大学. 一种用含钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的方法: 中国,CN200810012405.1[P].2008-12-17.）。

目前，文献报道的利用油页岩渣、增钙渣、矿渣为原料制备泡沫玻璃较多，但是所用矿渣利用一般较低，而且大多是先采用熔融法制备玻璃后，再进行发泡制备泡沫玻璃，具体见下述文献（[1] 冯宗玉, 薛向欣, 李勇等. 利用油页岩渣制备微晶泡沫玻璃的研究[J]. 材料导报,2008,22(3):131-133；[2] 范征宇, 宋亮. 增钙渣泡沫玻璃的研究[J]. 哈尔滨师范大学自然科学学报,2002,18(4):20-23；[3] 汤义勇, 汤桂双. 采用增钙渣烧制泡沫玻璃[J].__墙材革新与建筑节能,2004,(5):37-39；[4] 王晴, 姜晓波, 刘磊等. 矿渣微晶泡沫玻璃核化及晶化制度的优化[J]. 沈阳建筑大学学报( 自然科学版),2005,21(6):685-688；[5] 陈东玫. 矿渣泡沫玻璃的研究[J]. 山东建材,2008,29(3):41-43.）。

另外，李广申等.（利用废玻璃和高炉渣制作泡沫玻璃的研究[J].佛山陶瓷,2002,(8):14-16.）研究了利用废玻璃和高炉渣制作泡沫玻璃的可行性，高炉渣的加入量为10%时，效果最佳。该方法高炉渣用量仅为10%，炉渣使用量较小，同时制备温度高，添加其他添加剂成本高。该方法不能很好的回收利用高炉渣。专利CN200610048675.9 中公开了一种利用黄磷渣制备的轻质建筑材料，所用磷渣中玻璃相比高炉渣中的玻璃相要多，制备泡沫玻璃报道较多。同时，该专利中所用磷渣的比例也较低。