一種輕質泡沫陶瓷及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種輕質泡沫陶瓷及其制備方法，該輕質泡沫陶瓷按一定的比例將生料、固化劑和泡沫機械攪拌成均勻的陶瓷漿料，再將陶瓷漿料澆注成型并置于一定溫度下固化干燥，最后將干燥后的坯體燒結得到輕質泡沫陶瓷。本發明專利技術對固體廢棄物的高效利用、減少工業固體廢棄物對環境的污染、降低生產成本具有重要的意義；同時生產的輕質泡沫陶瓷具有多閉氣孔、熱導率較低、強度較高、燒結溫度較低等優點，適用于輕質裝飾材料、建筑保溫墻體材料、隔音材料、防火材料、防沉沒材料等領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于固體廢棄物利用
，涉及一種輕質泡沫陶瓷，具體涉及。
技術介紹
我國磷礦資源相當豐富，儲量僅次于摩洛哥，居世界第2位，八大磷礦主要分布在湖北、湖南、四川、江蘇、貴州、云南等省份，但80%是中低品位磷礦石。磷尾礦是磷礦浮選精礦時排出的未能加以充分利用的固體廢料。近年來，隨著磷化工業的快速發展，且我國磷礦石原礦的品位不高，造成磷化工業每年產生大量的磷尾礦。磷尾礦一般呈細砂狀形態自然 堆積在尾礦庫中，不僅耗費資金、占用大量土地，而且還帶來許多環境問題和安全問題。目前，磷尾礦的利用率還很低，其綜合利用途徑主要有新藥劑再浮選、重結晶再浮選、制備水泥、制備建筑用磚、制備微晶玻璃、制備磷鎂肥等。在公開號CN1837129A專利中，其處理磷尾礦的方法是“在磷尾礦中加入硅石粉、焦碳粉(或煤矸石粉)、高嶺土粉按一定比例混勻，加水，陳腐，用真空擠出機或壓磚機生產線成型，烘干后浸釉，裝窯車入隧道窯。經預熱、升溫后得到磷蒸氣和一氧化碳，再經過水化塔吸收得到濃磷酸，磚塊經過換熱冷卻后作為承重磚產品。”該專利技術中對設備要求高且工序復雜，反應的溫度也較高(1280°C 1450°C )。在公開號CN1055724A專利中，其處理磷尾礦的方法是“以磷尾礦渣或近似成分的其他尾礦渣作為主要原料，再輔以海砂、粉煤灰或長石，適量加入微量核化劑，經配料、熔制、成型、退火、核化、晶化和研磨、拋光等工序制得微晶玻璃大理石的方法。”該專利技術中燒結溫度高(1300°C 1450°C)，保溫時間長(l(Tl6h)，能耗大，且采用易于腐蝕設備的氟化鈣作原料，不易于生產。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供，所得泡沫陶瓷的密度低，熱導率低，抗壓強度高；實現了磷尾礦資源綜合利用，變廢為寶。本專利技術解決其技術問題采用以下的技術方案 本專利技術提供的輕質泡沫陶瓷，按該質量百分比計，該輕質泡沫陶瓷主要由生料77 90%、固化劑O. 5 3%、泡沫9. 5 20%組成，其中 Cl)生料由以下質量百分比的原料組成磷尾礦10 30%，淤泥5 10%，長石10 14%,頁巖4 10%，高嶺土 3 7%，黃砂5 12%，分散劑O. 2 1%，水余量；其中，分散劑為六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、腐植酸鈉、單寧酸鈉、海藻酸鈉中的一種或者兩種以上； (2)固化劑為淀粉、明膠、阿拉伯樹膠、硅溶膠、水玻璃、PVA溶液中的一種或者兩種以上; (3)泡沫由質量百分比為表面活性劑2 20%、穩泡劑O.I I. 5%和水余量組成；所述表面活性劑為十二烷基磺酸鈉、松香皂、十二烷基苯磺酸鈉、吐溫中的一種或者兩種以上；所述穩泡劑為羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺、十二烷基硫酸鈉中的一種或者兩種以上。所述生料可以由以下質量百分比的原料組成磷尾礦20%、淤泥8%、長石12%、頁巖7%、高嶺土 5%、黃砂7%、水40. 4%、分散劑O. 6%。所述泡沫和生料的質量比可以為1:5 10。所述吐溫可以為吐溫-20，吐溫-40，吐溫-60，吐溫-80。本專利技術提供的輕質泡沫陶瓷的制備方法，其步驟包括· Cl)生料的制備 將磷尾礦、淤泥、長石、頁巖、高嶺土、黃砂、水和分散劑按比例混合，用輕型球磨機球磨混合12 18h，各組分的質量百分比為磷尾礦10 30%，淤泥5 10%，長石10 14%，頁巖4 10%，高嶺土 3 7%，黃砂5 12%，分散劑O. 2 1%，水余量； (2)泡沫的制備 按質量百分比計，將表面活性劑2 20%、穩泡劑O. I I. 5%和水余量置于容器中，機械快速攪拌5 20min得到泡沫；所述表面活性劑為十二烷基磺酸鈉、松香皂、十二烷基苯磺酸鈉、吐溫中的一種或者兩種以上；所述穩泡劑為羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺、十二烷基硫Ife納中的一種或者兩種以上； (3)陶瓷漿料的制備 將步驟(I)所得生料和固化劑、步驟(2)所得泡沫按照質量百分比為生料77 90%、固化劑O. 5 3%、泡沫9. 5 20%計量，先往生料中加入固化劑，機械攪拌10 60min，再加入泡沫，機械攪拌10 30min,得到陶瓷衆料； (4)坯體的成型 將步驟(3)所得陶瓷漿料澆注于模具中，置于60 90°C環境中固化干燥得到坯體； (5)燒結 將步驟(4)所得坯體放入燒結爐中，然后從室溫以2 10 V /min升溫到10600C 1200°C，燒結O. 5 2h，冷卻后得到輕質泡沫陶瓷。上述步驟(3)中，陶瓷漿料澆注于模具中后的固化溫度可以為65 85°C。上述步驟(5)中，燒結時的升溫速率為4 8°C /min，燒結溫度為1100°C 1150°C，燒結時間為O. 5 lh。上述步驟(I)中，所述生料可以由以下質量百分比的原料組成磷尾礦20%、淤泥8%、長石12%、頁巖7%、高嶺土 5%、黃砂8%、水39. 4%、分散劑O. 6%。上述制備方法中，所述泡沫和生料的質量比可以為1:5 10。上述制備方法中，所述吐溫可以為吐溫-20，吐溫-40，吐溫-60。本專利技術的原理利用泡沫，使陶瓷漿料在一定溫度時由于固化劑的固化而形成多孔結構。磷尾礦提供必要的組分、增強坯體燒成后的強度，長石提供必要的組分、作為助溶劑來降低坯體的燒結溫度，頁巖燒結溫度低，高嶺土提供必要的組分，黃砂提供SiO2增加燒成后坯體的強度，坯體在1050°c 1200°C燒成。本專利技術與現有技術相比具有的優點主要是磷尾礦的利用率高(達50%)，同時利用廢棄物淤泥，節約資源，有利于環保；所得產品的可控性能好，能根據不同需求控制產品的孔徑大小、密度，易再加工；該材料生產具有燒成溫度低，周期短，成本低(原料廉價)，熱導率低(< O. 080ff/(m · K))、強度高(可達14. 69MPa)等優點。附圖說明圖I是加入14%泡沫的樣品SEM圖。圖2是加入20%泡沫的樣品SEM圖。具體實施例方式下面結合實施例對本專利技術做進一步詳細的說明。實施例I : 取磷尾礦20g、i於泥8g、長石12g、頁巖7g、高嶺土 5g、黃砂7g、水40. 4g、三聚磷酸鈉O. 6g放入輕型球磨機中球磨混合15h，得到混合均勻的生料；取松香皂4g、十二烷基磺酸鈉7g、羧甲基纖維素鈉O. 8g、水80g，置于容器中機械快速攪拌15min得到泡沫；往生料中加 入25. 9g泡沫，機械攪拌lOmin，再加入3. 9g淀粉，繼續攪拌20min，得到陶瓷漿料；將陶瓷漿料澆注成型，置于90°C烘箱中固化干燥得到坯體；將坯體放入燒結爐中，然后從室溫以6°C /min升溫到1150°C，燒結lh，冷卻后得到輕質泡沫陶瓷。經阿基米德排水法測密度、回彈法測試抗壓強度、平板法測試熱導率方法測試，輕質泡沫陶瓷密度為O. 256g/cm3，抗壓強度為11. 98MPa，熱導率為O. 069ff/(m · K)。實施例2 取磷尾礦30g、游泥5g、長石llg、頁巖4g、高嶺土 3g、黃砂6. 4g、水40g、六偏磷酸鈉O.6g球磨混合18h,得到混合均勻的生料；取松香阜5g、十二燒基磺酸鈉4g、聚丙烯酰胺O.IgdK 86g，置于容器中機械快速攪拌20min得到泡沫；往生料中加入10. 6g泡沫，機械攪拌20min,再加入O. 6g阿拉伯樹膠,繼續攪拌IOmin,得到陶瓷衆料；本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種輕質泡沫陶瓷，其特征在于按質量百分比計，該輕質泡沫陶瓷主要由生料77～90%、固化劑0.5～3%、泡沫9.5～20%組成，其中：（1）生料由以下質量百分比的原料組成：磷尾礦10～30%，淤泥5～10%，長石10～14%，頁巖4~10%，高嶺土3~7%，黃砂5～12%，分散劑0.2～1%，水余量；其中，分散劑為六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、腐植酸鈉、單寧酸鈉、海藻酸鈉中的一種或者兩種以上；（2）固化劑為淀粉、明膠、阿拉伯樹膠、硅溶膠、水玻璃、PVA溶液中的一種或者兩種以上；（3）泡沫由質量百分比為表面活性劑2～20%、穩泡劑0.1～1.5%和水余量組成；所述表面活性劑為十二烷基磺酸鈉、松香皂、十二烷基苯磺酸鈉、吐溫中的一種或者兩種以上；所述穩泡劑為羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺、十二烷基硫酸鈉中的一種或者兩種以上。

【技術特征摘要】
1.一種輕質泡沫陶瓷，其特征在于按質量百分比計，該輕質泡沫陶瓷主要由生料77 90%、固化劑O. 5 3%、泡沫9. 5 20%組成，其中 Cl)生料由以下質量百分比的原料組成磷尾礦10 30%，淤泥5 10%，長石10 14%,頁巖4 10%，高嶺土 3 7%，黃砂5 12%，分散劑O. 2 1%，水余量；其中，分散劑為六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、腐植酸鈉、單寧酸鈉、海藻酸鈉中的ー種或者兩種以上； (2)固化劑為淀粉、明膠、阿拉伯樹膠、硅溶膠、水玻璃、PVA溶液中的一種或者兩種以上; (3)泡沫由質量百分比為表面活性劑2 20%、穩泡劑O.I I. 5%和水余量組成；所述表面活性劑為十二烷基磺酸鈉、松香皂、十二烷基苯磺酸鈉、吐溫中的ー種或者兩種以上；所述穩泡劑為羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺、十二烷基硫酸鈉中的ー種或者兩種以上。2.根據權利要求I所述的輕質泡沫陶瓷，其特征在于所述生料由以下質量百分比的原料組成磷尾礦20%、淤泥8%、長石12%、頁巖7%、高嶺土 5%、黃砂7%、水40. 4%、分散劑O. 6%。3.根據權利要求I所述的輕質泡沫陶瓷，其特征在于所述泡沫和生料的質量比為1:5 10。4.根據權利要求I所述的輕質泡沫陶瓷，其特征在于所述吐溫為吐溫-20，吐溫-40，吐溫-60，或吐溫-80。5.一種輕質泡沫陶瓷的制備方法，其特征在于包括以下步驟 Cl)生料的制備 將磷尾礦、淤泥、長石、頁巖、高嶺土、黃砂、水和分散劑按比例混合，用輕型球磨機球磨混合12 18h，各組分的質量百分比為磷尾礦10 30%，淤泥5 10%，長石10 14%，頁巖4 10%，高嶺土 3 7%，黃砂5 12%，分散劑O. 2 1%，水余量； (2)泡沫的制備 按質量百分比計，將表面...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吉曉莉，陳卓，翟成成，吳事江，王先海，
申請(專利權)人：武漢理工大學，
類型：發明
國別省市：