[发明专利]一种粉煤灰基保温泡沫陶瓷的制备方法

说明书

本发明涉及一种粉煤灰基保温泡沫陶瓷的制备方法，所述方法为：将粉煤灰和碱性溶液混合进行活化反应，得到活化粉煤灰；将所得活化粉煤灰进行造粒，然后进行压力成型，得到陶瓷生坯；将陶瓷生坯进行烧结后得到粉煤灰基保温泡沫陶瓷。本发明首先对粉煤灰原料进行湿法改性，然后利用改性后的活化粉煤灰为原料烧制具备自发泡性能的粉煤灰基保温泡沫陶瓷，具有原料适应性强、生产成本低、能耗小、产品力学性能以及保温性能兼优等特点，制得的粉煤灰基保温泡沫陶瓷具有低表观密度、高气孔率、高抗压强度、低导热系数以及均匀全封闭的气孔，综合性能良好，仅利用粉煤灰为原料即对传统陶瓷原料进行了100％的替代，具有良好的经济效益和应用前景。

技术领域

本发明涉及工业固体废弃物资源化利用和新型陶瓷材料发明领域，具体涉及一种粉煤灰基保温泡沫陶瓷的制备方法。

背景技术

粉煤灰是燃煤电厂产生的固体废渣，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。据统计，我国2015年粉煤灰排放量已达6.2亿吨。虽然我国对粉煤灰的利用率高达70％，但仍有大量粉煤灰堆存，造成了严峻的环境污染问题。目前粉煤灰主要应用于建筑建材水泥领域及道路工程领域等传统途径，存在简单添加、技术含量低、附加值低的问题，因此亟待开发一种能大批量消耗粉煤灰且附加值高的技术。

随着我国城市的不断发展，大量保温材料在城市建筑中得到了广泛使用。但有机保温材料极易造成火灾事故，因而其应用受到了限制。而无机保温材料存在着种类驳杂，保温性能偏低等问题，在应用上存在短板，市场占有率并不高。泡沫陶瓷作为一种新型的无机保温材料，基于其优良的力学性能、较低的导热系数、良好的加工性能，和极低的重金属浸出风险性而被人们寄以厚望。

当前的研究和工业应用中，粉煤灰已经成功应用于泡沫陶瓷保温材料。CN104529518 B公开了一种铅锌矿尾矿-赤泥-粉煤灰基泡沫陶瓷及其制备方法，该泡沫陶瓷包括铅锌矿尾矿、赤泥、粉煤灰和助烧剂等主要原料组分，通过制坯、烧结而成，产品气孔率为62.2-78.5％，密度0.42-0.81g cm-3，抗压强度为4.8-8.4MPa，耐酸碱性在98％以上，粉煤灰掺量为43-53wt％。CN 106431138 A公开了一种轻质泡沫陶瓷建筑板材及其制备方法，该方法中以硅酸酯、粉煤灰、瓷土、发泡材料、黏土、滑石、氧化镁、氧化镍、氧化铁、普通混酸盐水泥、岩棉为原料，经低温发泡和蒸养获得最终泡沫陶瓷产品，粉煤灰的掺量为40-50wt％。CN 101434475 B公开了一种轻质泡沫陶瓷建筑板材及其制备方法，由粉煤灰瓷土、发泡材料、长石以及锂云母石经粉碎、造粒、压坯成型及煅烧制成；所得产品中粉煤灰掺量为40-60wt％。CN 106631104 A公开了一种泡沫陶瓷及其制备方法，该方法首先制备陶瓷粉料、硅溶胶、发泡剂、分散剂的混合浆料，然后再进行干燥得到坯体，最后对坯体进行烧结得到泡沫陶瓷，粉煤灰掺量为40-60wt％。CN 104496535 A公开了一种以硅砂尾矿和粉煤灰为主要原料的高气孔率泡沫陶瓷及其制备方法，该发明按设计配方称量各物质，经球磨、过筛、加粘结剂，制成配合料，然后将配合料压制成块状坯体，经烧结、冷却，制得高气孔率泡沫陶瓷；泡沫陶瓷的密度为0.59-0.73g/cm3、气孔率65.7-69.8％、抗弯强度4.0-4.7MPa、抗压强度10.9-12.9MPa、耐酸性98.1-98.3％、耐碱性99.1-99.4％，粉煤灰的掺量为40-60wt％。CN 102731138 A公开了一种粉煤灰基高强度高气孔率泡沫陶瓷及制备方法，该方法将赤泥、粉煤灰过300目筛后与碳酸钙、硼砂和聚乙烯醇粘接剂混合、研磨，制成配合料，然后压制成块状坯体，将成型后的块状坯体置于烧结炉中进行烧结，冷却到室温后得到工业废渣基泡沫陶瓷，其中粉煤灰的掺量为20-40wt％。CN 102701783 B公开了一种粉煤灰泡沫陶瓷保温板及烧制工艺，该保温板是在加入配料后的粉煤灰浆中加入轻骨料颗粒制成一种地质聚合物低密度坯，利用地质聚合物所形成的Si-O-Al键为网络支撑骨架在高温下烧制成一种陶瓷产品，粉煤灰干排灰掺量为57-99wt％。