[发明专利]一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，由如下质量百分比的原料制成：煤气化炉渣60‑80％和CaO‑B₂O₃‑SiO₂玻璃20‑40％。本发明所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料具有如下有益效果：A级防火功能，900℃以下不变形、不燃烧；气孔排列紧密且均为闭气孔，防水不渗透，抗冻性良好；质轻，体积密度可以低到0.17g/cm³；发泡温度低，950℃以下即可发泡，较大幅度地降低了能耗。本发明还提供了所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法。

技术领域

本发明属于固体废物材料利用技术领域，具体涉及一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法。

背景技术

煤气化技术的应用是我国能源战略的重要一环，但同时也会产生大量的煤气化炉渣，一个百万吨级的以煤气化为核心技术之一的煤制气、煤制油项目每年会产生逾60万吨的煤气化炉渣，如果填埋处置，不仅环保效益差，而且成本高昂，企业负担沉重。因此，研究煤气化炉渣的减量化、资源化利用技术成为相关企业实现环保效益和经济效益兼得的关键所在。Wagner等(WagnerN J，Matjie R H，Slaghuis J H，et al.Characterizationofunburned carbon present in coarse gasification ash[J].Fuel，2008，87(6)：683-691.)和Matjie等(Matjie R H，VanAlphen C.Mineralogical feature ofsize andsity fractions in sasol coal gasification ash，SouthAfraca andpotential by-products[J].Fuel，2008，87(8/9)：1439-1445.)讨论了固定床煤气化残渣的未燃烧碳和矿物组成特性。王建友等(王建友.神华煤直接液化的催化加氢反应特性研究[D].大连：大连理工大学，2013.)采用TGA、XRD技术及可燃物含量测定方法对气流床煤气化生成的粗渣和细渣的矿物组成、可燃物含量及反应活性进行分析。煤气化矿渣主要成分是SiO₂、Al₂O₃、CaO、FeO等，同时含有大量的C元素。C元素是煤粉不完全燃烧造成的。Acosta等(AcostaA，Iglesias I，Aineto M，et al.Utilization ofIGCC slag and clay steriles in softmud bricks(by pressing)for use in building bricks manufacturing[J].WasteManagement，2002，22(8)：887-891.)利用气化炉渣(烧失量仅为2.64％)与黏土制备建筑用砖，当样品气化炉渣含量达到50％时可制得满足建筑用砖使用要求。

目前无机发泡材料的制备方法有很多种，例如以粉煤灰基体制成的发泡材料，以废玻璃基体制成的发泡材料等；但是以煤气化炉渣为基体，以CaO-B₂O₃-SiO₂玻璃为发泡剂混合制成的泡沫材料在国内还未见有相关报道。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法，以煤气化炉渣为基体，以CaO-B₂O₃-SiO₂玻璃为发泡剂制成闭气孔泡沫材料，对固体废弃物煤气化矿渣的综合利用有着重要的社会效益和经济效益。

本发明采用的技术方案是：

一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，由如下质量百分比的原料制成：煤气化炉渣60-80％和CaO-B₂O₃-SiO₂玻璃20-40％。