[发明专利]一种利用钢铁厂尾渣生产的发泡陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种利用钢铁厂尾渣生产的发泡陶瓷，其主要由以下重量份的原料制成：罗源红尾矿50～60份，炉渣15～20份，钢渣10～20份，石英砂5～10份，粘土4～10份，发泡剂0.5～5份，稳定剂0.1～1份；各原料组分重量份之和为100份；所述钢渣中，CaO+MgO≥65wt％，所述炉渣中，SiO₂+Al₂O₃≥80wt％。本发明通过钢渣与炉渣的复配，实现了钢铁厂尾渣的高附加值资源化利用。相应的，本发明还公开了一种上述的利用钢铁厂尾渣生产的发泡陶瓷的制备方法。

技术领域

本发明涉及无机非金属材料领域，尤其涉及一种利用钢铁厂尾渣生产的发泡陶瓷及其制备方法。

背景技术

钢铁厂生产的尾渣，按照其产生工序的不同，可分为水渣、炉渣、钢渣三类。具体的，水渣是指炼铁高炉矿渣，在高温熔融状态下，经过用水急速冷却而成为粒化泡沫，其多用于生产水泥和混凝土。炉渣是指火法冶金过程中，熔炉表面漂浮的渣料，可作水泥、炉渣砖、炉渣玻璃等的原料。钢渣是指在炼钢工艺中，通入氧气除碳后产生的尾渣。由于这三种渣料产生工艺不同，其化学成分、理化性能具有较大的差异，其应用场合也具有较大的差异。

现有的利用钢铁厂尾渣生产发泡陶瓷的研究主要集中在炉渣方面，因为其成分与其他发泡陶瓷相近。如中国专利CN108840710A公开了一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产发泡陶瓷建筑保温材料的方法，其采用锂尾矿50～60份、钢渣尾矿12～30份、粘土原料20～30份、发泡材料A2～4份、水40～50份为原料，制备得到了导热系数为0.05～0.062W/m·K的发泡陶瓷，但是其抗压强度仅为0.55～1.0MPa。

而对于水渣、钢渣而言，由于其成分中含有大量的CaO、MgO，使得其在低温下容易熔融，且熔融形成的熔体粘度很低，不利于发泡。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种利用钢铁厂尾渣生产的发泡陶瓷，其导热系数低、抗压强度高，且废渣利用效率高，节能环保。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种上述利用钢铁厂尾渣生产的发泡陶瓷的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用钢铁厂尾渣生产的发泡陶瓷，其主要由以下重量份的原料制成：

罗源红尾矿50～60份，炉渣15～20份，钢渣10～20份，石英砂5～10份，粘土4～10份，发泡剂0.5～5份，稳定剂0.1～1份；

各原料组分重量份之和为100份；

所述钢渣中，CaO+Fe₂O₃≥65wt％，所述炉渣中，SiO₂+Al₂O₃≥80wt％。

作为上述技术方案的改进，所述钢渣主要由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 15～18％，Al₂O₃ 4～6.5％，Fe₂O₃ 38～44％，TiO₂ 0.1～0.4％，CaO 27～35％，MgO 3～4％，K₂O 0.01～0.5％，Na₂O 0.01～0.5％。

作为上述技术方案的改进，所述炉渣主要由以下重量百分比的组分组成：SiO₂ 65～72％，Al₂O₃ 15～20％，Fe₂O₃ 2～3％，TiO₂ 0.1～0.5％，CaO 2～3％，MgO 0.5～1.5％，K₂O 4～6％，Na₂O 3～5％，LOI 1～1.5％。

作为上述技术方案的改进，所述粘土选用罗源沙包土、水洗泥或黑泥的一种或多种。