[发明专利]一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法

权利要求书

1.一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：原材料预处理：将煤系固废、金属尾矿、含铬污泥在100～110℃烘干24h，并单独粉磨至粒度＜75μm；

S2：配方制备：将步骤S1中的原材料煤系固废、金属尾矿、含铬污泥和复合发泡剂、分散剂一起在钢球磨中混合球磨1～4h，出磨粉料细度控制在45μm标准筛筛余≤10％；

S3：纤维复合：向混合均匀的配方粉料内添加0.5～5％的短切纤维，并按照水料比1:1加入自来水，利用行星式搅拌机高速搅拌10～60min，搅拌速度为280r/min，然后将泥浆在100～110℃干燥成粉料；

S4：装模烧成：将步骤S3得到的粉料装入耐火模具内，以3～5℃/min升温至1160～1240℃，烧成保温0.5～1.5h；

S5：冷却晶化：将步骤S4中烧成得到的材料由烧成温度冷却至析晶温度，析晶温度为发泡陶瓷中玻璃相的析晶温度点，通过测试高温水淬得到的发泡陶瓷DSC曲线确定，并在析晶温度保温1～4h，再由析晶温度冷却至室温，由烧成温度冷却至析晶温度的降温速率为-5～-15℃/min，由析晶温度冷却至室温的降温速率为-2～-8℃/min；

S6：切割成型：将步骤S5中冷却至常温的材料，由金刚石带锯切割成规定尺寸的产品。

2.如权利要求1所述的一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤S1中煤系固废包括粉煤灰、煤矸石或燃煤炉渣中的任意一种或几种混合，化学组成满足：SiO₂:45～65wt％、Al₂O₃:20～40wt％、CaO:0～5wt％；MgO:0～6wt％、Na₂O+K₂O:0～5wt％、Fe₂O₃:0～8wt％，烧失量0～10wt％，掺入比例20～40％。

3.如权利要求1所述的一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤S1中金属尾矿包括金尾矿、铜尾矿、锂尾矿中的任意一种或几种混合，其化学组成满足：SiO₂:40～70wt％、Al₂O₃:10～20wt％、CaO:0～10wt％、MgO:0～10wt％、Li₂O+Na₂O+K₂O:4～15wt％、Fe₂O₃:2～12wt％、SO₃:0～10wt％，掺入比例35～55％。

4.如权利要求1所述的一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤S1中作为晶相调控剂的含铬污泥是皮革厂、电镀厂或冶炼厂排出的泥状废弃物，其包含的Cr₂O₃含量≥5wt％，掺入比例5～30％。

5.如权利要求1所述的一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤S2中各材料的质量比为：煤系固废20～40％，金属尾矿35～55％，含铬污泥5～30％，复合发泡剂0.1～1.0％，分散剂0.05～0.5％。

6.如权利要求1所述的一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤S2中复合发泡剂为SiC、NaNO₃和CeO₂按照质量比5:2:1的比例混合而成。

7.如权利要求1所述的一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤S2中分散剂为三乙醇胺与木质素磺酸钠按照质量比5:1混合而成。

8.如权利要求1所述的一种利用固体废弃物制备高强度发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤S3中短纤维为氧化铝纤维、莫来石纤维、碳纤维中的一种或几种混合物，长度为60～300μm，直径为0.5～20μm。