一种利用赤泥和花岗岩尾矿制备泡沫微晶玻璃的方法技术

本发明专利技术公开了一种泡沫微晶玻璃的制备方法，具体涉及一种利用赤泥、花岗岩尾矿和废玻璃制备泡沫微晶玻璃，该种材料的组分为：赤泥15~35%、花岗岩20~35%、废玻璃20~30%、发泡剂4~12%、稳泡剂1~6%、助溶剂15~25%。工业废弃物赤泥对环境的污染很大，同样，建筑石材花岗岩的生产所产生的废粉和边角废料对环境同样是一种污染，也是对自然资源的一种浪费。将赤泥、花岗岩还有废玻璃用来制备泡沫微晶玻璃，不仅是符合人们节约资源和保护环境的理念，还能够降低泡沫微晶玻璃的生产成本。本发明专利技术所制备的泡沫微晶玻璃具有隔热、防火、高强、耐腐蚀等优点，其密度为0.56~0.94g/cm

A method for preparing foam glass ceramics from red mud and granite tailings

【技术实现步骤摘要】
一种利用赤泥和花岗岩尾矿制备泡沫微晶玻璃的方法
本专利技术涉及一种建筑工程材料的制备方法，具体涉及一种利用赤泥和花岗岩尾矿制备泡沫微晶玻璃的方法，属于建筑材料制备

技术介绍
工业技术的革新，使得材料的使用量在不断地加大，其中的铝制品就被大量地利用，这也推动着制铝工业的不断发展，同时，制铝工业的伴生物赤泥的产量也在不断地增加，赤泥的利用不高，使得赤泥的堆放量也在不断加剧。赤泥对环境的污染很大，如果是未处理的赤泥，还具有一定的放射性，属于危险工业废弃物。众多学者和研究人员对赤泥进行了大量研究，目前主要的应用在三个方面，一是在建筑材料和新型材料的制备，由于赤泥的主要氧化物与无机硅酸盐材料的组分较为相似，所以赤泥被大量使用在水泥和陶瓷材料的生产；二是在环保领域用来制备吸附材料，赤泥的富碱性使得赤泥对于酸性气体和废水的吸收有较好的效果，除此之外，还能用于制备改善土壤的材料；三是用于有价金属的提取回收，赤泥的氧化物含量繁多，组成较为复杂，但同时，赤泥组分中所包含的有价金属也较为丰富，如：钛、钪等，有价金属的提取较为困难，所产生的废渣仍然需要进一步处理。虽然对赤泥的研究有许多，但赤泥的利用率仍然不高，世界上对赤泥的利用率仅有20%左右。赤泥的处理仍然是一个世界性难题，对赤泥的研究需要进一步加深。花岗岩在地球的含量较为丰富，仅表露出来的花岗岩就有92万km2的面积，其含量可见一斑，花岗岩种类校多，主要的矿物有石英、钾长石和酸性斜长石，颜色也较为丰富花岗岩被大量应用在建筑材料领域，特别是在建筑石材行业，而且每年的使用量还在增加，但花岗岩的开发利用也伴随了一些环境问题和资源问题的产生。在被作为建筑石材生产时，对花岗岩原石进行处理会产生大量的粉尘、边角料废渣以及对石材切割时所产生的冷却液。粉尘会造成空气污染，而且长时间吸入粉尘会对人产生严重的肺部疾病；边角料废渣对堆放地也会造成一定的污染，没有对边角料的合理利用，直接堆放处理，是对自然资源的一种浪费；冷却液的组成较为复杂，且具有一定的毒性和粘性，容易附着在物体表面，造成一定的污染。将花岗岩的废粉和废渣进行合理利用，是一个十分有价值的课题。泡沫微晶玻璃具有泡沫玻璃和微晶玻璃的优点，是一种性能优良的新型绿色环保材料。泡沫微晶玻璃具有保温、隔热、防火、耐用、耐腐蚀、易加工等优点，生产过程中也不会产生较多的污染物，是较为理想的建筑墙体材料，烧成的温度相较与玻璃而言，温度低，能耗烧，生产的效率高，利用赤泥、花岗岩尾矿和废玻璃制备泡沫微晶玻璃，能很大程度地降低原料成本，如此具有节能、环保、性能优良且大量地利用废弃物的材料，所具有的市场十分广阔，有较大的发展前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了利用废弃物赤泥和花岗岩尾矿制备泡沫微晶玻璃，大量地使用工业废弃物和建材废料花岗岩，降低废弃物的堆放，将其对周边环境的破坏的到改善。拓宽废弃物的消耗渠道，同时降低泡沫微晶玻璃的生产成本，为社会带来一定的经济效益。为达到利用赤泥和花岗岩尾矿制备泡沫微晶玻璃的目的，本专利技术的技术方案如下：一种利用赤泥和花岗岩尾矿制备泡沫微晶玻璃的原料的质量百分比为：赤泥15~35%、花岗岩尾矿20~35%、废玻璃20~30%、发泡剂4~12%、稳泡剂1~6%、助溶剂15~25%。原料中所述的赤泥为拜耳法赤泥，所述的废玻璃为普通的平板玻璃、钢化玻璃、压花玻璃和CRT玻璃等，其中，废玻璃和花岗岩尾矿在配料之前，需要进行预粉磨处理，其粒径要求为：≤1mm。本专利技术中所述的发泡剂为碳酸钙、碳酸钠、硫酸铝、活性炭和白云石中的至少一种，且发泡剂的含量占赤泥和花岗岩尾矿总质量的5~8%，所述的稳泡剂为磷酸钠、硫酸钠、和焦磷酸钠中的至少一种，所述的助溶剂为硼酸、硼砂、硝酸盐、钡化合物和氟化合物中的至少一种。进一步的优选发泡剂的含量为4~5%，稳泡剂的含量为4~5%，助溶剂的含量为18~22%。本专利技术的泡沫微晶玻璃通过以下几步骤制得：(1)将赤泥、花岗岩尾矿、废玻璃、发泡剂、稳泡剂、助溶剂，按照组分的重量百分比混合均匀；(2)将混合的配合料，加入球磨机中混合，混合时间为1~3h；(3)将混合好的配合料放入压片机中，外加粘结剂，压制成型；(4)将样片放入高温炉中进行烧结，升温制度为：从室温升温至750~950℃(升温速率：5~15℃/min)，保温时间为30~60min，最后降温至室温(降温速率：3~5℃/min)，制得泡沫微晶玻璃。本专利技术的泡沫微晶玻璃在发泡剂的作用下，在玻璃体内形成大量的小气泡，在粘度的作用下和逐步降温的过程，使得大量的小气泡被留在玻璃体内。稳泡剂的作用则是使得发泡剂的作用效果更好，稳泡剂能够增加发泡剂的发泡温度区间，同时能够降低玻璃体内气泡之间的相互连通的概率，在原料中加入一定量的稳泡剂与发泡剂相互作用，不仅可以改善泡沫微晶玻璃的性能，从生产角度来说，还可以降低生产过程的能耗问题。助溶剂的加入是为了赤泥、花岗岩尾矿和废玻璃能够更好的融溶在一起，形成低共熔化合物，与发泡剂共同作用，在一定量的范围内，能够更容易产生气泡，但含量不过多，否则会使大气泡的含量也增加，一定量的助溶剂使泡沫微晶玻璃中形成的气泡更加均匀，同样可以降低生产过程中的能耗。本专利技术的优点在于，使用的赤泥、花岗岩尾矿和废玻璃的含量较大，他们的质量之和能够达到总质量的65%以上，其中的赤泥能够达到15%以上，赤泥是制铝工业中产生的工业废渣，花岗岩尾矿则采用的是建筑石材行业中废粉和边角料废渣，大量地利用废弃物生产泡沫微晶玻璃，不仅能够降低废弃物的堆放，降低污染，同时，废弃物作为原料购入，价格不高，所也成本较低。利用赤泥和花岗岩尾矿制备泡沫微晶玻璃，有变废为宝的效益，降低泡沫微晶玻璃的生产成本，符合我国可持续发展的方针，同时，面对资源逐渐匮乏，工业生产带来的环境问题，本专利技术更具有非常重要的意义。具体实施方式下面将列举几个实施例来对本专利技术中的泡沫微晶玻璃进行进一步说明，需要表明的是，以下的实施例仅仅是为了更好地解释，并不局限于本专利技术。实施例1一种利用赤泥和花岗岩尾矿制备泡沫微晶玻璃，方法如下：原料的组分为(以总量为100份计算)：赤泥15、花岗岩尾矿30、废玻璃20、CaCO35、Na2CO35、Na3PO45、H3BO320；(1)将赤泥、花岗岩尾矿、废玻璃、发泡剂、稳泡剂、助溶剂，按照上述组分称量，并混合均匀；(2)将混合的配合料，加入球磨机中混合，混合时间为1~3h；(3)将混合好的配合料放入压片机中，外加粘结剂，压制成型；(4)将样片放入高温炉中进行烧结，从室温升温至800℃(升温速率：10℃/min)，保温时间为45min，最后降温至室温(降温速率：4℃/min)，制得泡沫微晶玻璃。实施例2一种利用赤泥和花岗岩尾矿制备泡沫微晶玻璃，方法如下：原料的组分为(以总量为100份计算)：赤泥15、花岗岩尾矿25、废玻璃25、CaCO35、Na2CO35、Na3PO45、H3BO320；(1)将赤泥、花岗岩尾矿、废玻璃、发泡剂、稳泡剂、助溶剂，按照上述组分称量，并混合均匀；(2)将混合的配合料，加入球磨机中混合，混合时间为1~3h；(3)将混合好的配合料放入压片机中，外加粘结剂，压制成型；(4)将样片放入高温炉中进行烧结，从室温升温至900(升温速率：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用赤泥和花岗岩尾矿制备泡沫微晶玻璃的方法，其特征如下，原料的质量百分比为：赤泥 15~35%、花岗岩尾矿20~35%、废玻璃 20~30%、发泡剂 4~12%、稳泡剂 1~6%、助溶剂 15~25%。

【技术特征摘要】
1.一种利用赤泥和花岗岩尾矿制备泡沫微晶玻璃的方法，其特征如下，原料的质量百分比为：赤泥15~35%、花岗岩尾矿20~35%、废玻璃20~30%、发泡剂4~12%、稳泡剂1~6%、助溶剂15~25%。2.根据权利要求1所述的利用赤泥和花岗岩尾矿制备泡沫微晶玻璃的方法，其特征在于，所述的废玻璃为普通的平板玻璃、钢化玻璃、压花玻璃和CRT玻璃等。3.根据权利要求1、2所述的利用赤泥和花岗岩尾矿制备泡沫微晶玻璃的方法，其特征在于，花岗岩尾矿和废玻璃在使用前需要经过破碎和粉磨处理，使其细度≤1mm。4.根据权利要求1所述的利用赤泥和花岗岩尾矿制备泡沫微晶玻璃的方法，其特征在于，所述的发泡剂为碳酸钙、碳酸钠、硫酸铝、活性炭和白云石中的至少一种，进一步优选发泡剂的含量为4~5%。5.根据权利要求1、4所述的利用赤泥和花岗岩尾矿制备泡沫微晶玻璃的方法，其特征在于，所述的发泡剂占赤泥和花岗岩尾矿总质量的5~8%。6.根据权利要求1所述的利用赤泥和花岗岩尾矿制备泡沫微晶玻璃的方法，其特征在于，所述的稳泡剂为磷酸钠、硫酸钠、和焦磷酸钠中的至少一种，进一步优选稳泡剂的含量为4~5%。7.根据权利要求1所述的利用赤泥和花岗岩尾矿制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：康俊峰，陈俊竹，岳云龙，屈雅，李薇，赵金刚，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37