【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陶瓷材料制备，具体的，涉及一种堇青石基泡沫陶瓷及其制备方法和应用。
技术介绍
1、近年来，多孔陶瓷因具有许多优异的特性，例如耐热冲击、耐腐蚀、重量轻、强度高、导热系数低、气孔率高、比表面积大和渗透性能强等，多孔陶瓷被广泛应用于高温废气过滤、腐蚀性气体过滤、外墙保温、装配式建材、吸音降噪、催化剂载体和废水处理等领域。在这些应用的材料中，热稳定性好、热膨胀率低、抗热冲击性强以及耐高温的堇青石基泡沫陶瓷吸引了越来越多的注意。
2、传统上，堇青石的合成通过氧化铝、氧化硅和氧化镁等纯的化学药剂或矿物原料在1350-1450℃温度范围进行制备。虽然这种方式的制备工艺简单，但因其原料不易得，且其烧成过程的能耗高，不利于被广泛应用。近年来，一些新的制备方法也被开发，例如溶胶-凝胶，共沉淀，重结晶法。但这些方法要么需要昂贵的原料，要么加工程序非常复杂，甚至有的方法需要在1600℃高温下熔融，不利于大规模生产而未得到有效推广。综上，现有的泡沫微晶陶瓷的主流生产技术存在生产能耗高、工艺流程长、固废利用率低等问题。因此，如何以来源方便、价格低廉的原料特别是固体废物，采用简单的工艺，制备出性能优异的堇青石基泡沫陶瓷具有重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种生产能耗低、工艺流程简便、固废利用率高的堇青石基泡沫陶瓷的制备方法。又如，本专利技术的另一目的在于提供一种含有较高堇青石含量的堇青石基泡沫
2、为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种堇青石基泡沫陶瓷的制备方法，所述制备方法可包括步骤：将粉煤灰、温石棉尾矿和辅料进行配料并混合粉磨，获得素坯粉体；将素坯粉体进行造粒、干燥及陈腐，获得素坯粉粒；将素坯粉粒压制成型，获得素坯坯体；将素坯坯体进行干燥和阶段性升温烧结，获得堇青石基泡沫陶瓷材料。
3、根据本专利技术一方面的一个或多个示例性实施例，所述制备方法还可包括：进行所述配料前，对温石棉尾矿和辅料破粉碎处理，获得-20目的原辅料粉粒料；以及在所述阶段性升温烧结后，对烧结后的堇青石基泡沫陶瓷材料进行后处理，所述后处理可包括：将烧结后的堇青石基泡沫陶瓷材料随炉温降低和强制风冷，待冷却后按尺寸要求进行分切和修边；所述温石棉尾矿可为超基性岩型的温石棉尾矿；所述辅料可包括铝土矿、高岭土和膨润土中的一种或多种。
4、根据本专利技术一方面的一个或多个示例性实施例，所述粉煤灰的化学组分质量百分含量可为38～55％sio2、25％～30％al2o3、5％～12％fe2o3、2％～7％cao、1～3％tio2、0.3％～3％mgo和0.5～3％余量的微量组分；所述温石棉尾矿的化学组分质量百分含量可为40～58％sio2、30～46％mgo、6～12％fe2o3、2～7％al2o3和0.5～3.5％余量的微量组分；所述高岭土的化学组分质量百分含量可为48～62％sio2、37％～59％al2o3、0～3％fe2o3、0.5～3％k2o和0.5～5％余量的微量组分；所述膨润土的化学组分质量百分含量可为52～68％sio2、18～24％al2o3、6～12％fe2o3、4～9％mgo、3～8％na2o和0.5～7％余量的微量组分；所述铝土矿的化学组分质量百分含量可为51％～65％al2o3、41～52％sio2、2～8％fe2o3、2～7％tio2和0.5～8％余量的微量组分。
5、根据本专利技术一方面的一个或多个示例性实施例，所述配料可包括：按质量比，将粉煤灰、温石棉尾矿、辅料和发泡剂以45～55：30～40：15～25：0.1～0.6进行配比；所述混合粉磨可包括：对配料后的物料采用干法粉磨获得粒径为-200目的素坯粉体。
6、根据本专利技术一方面的一个或多个示例性实施例，所述发泡剂可为sic。
7、根据本专利技术一方面的一个或多个示例性实施例，所述造粒可包括：按素坯粉体的加入量为100份计，向素坯粉体喷入0.5～2％粘接剂水溶液6～10份，待开始起粒再喷入工业用水10～15份，待粒料成球进行筛分，得到-20～+100目粒级的合格粒料；所述粘接剂可包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素和羧甲基纤维盐中的一种或多种；所述干燥可包括：将合格粒料干燥至含水率为7～10％；所述陈腐可包括：将干燥的合格粒料密封后陈腐24h以上。
8、根据本专利技术一方面的一个或多个示例性实施例，所述压制成型可包括：将素坯粉粒置于模具中，在25～40mpa压力下压制，保压1～5s，脱模后获得素坯坯体。
9、根据本专利技术一方面的一个或多个示例性实施例，所述将素坯坯体进行干燥可包括：干燥至含水率<2％；将干燥后的素坯坯体进行所述阶段性升温烧结可包括三阶段：从室温至400～500℃，升温速率为5～20℃/min，保温时间为15～30min；从400～500℃至900～1000℃，升温速率为5～15℃/min，保温时间为15～30min；从900～1000℃至1230～1300℃，升温速率为5～30℃/min，保温时间为30～60min。
10、本专利技术另一方面提供了一种堇青石基泡沫陶瓷，所述堇青石基泡沫陶瓷可通过上述所述的堇青石基泡沫陶瓷的制备方法制备得到，且所述堇青石基泡沫陶瓷的主晶相可为α-堇青石，其含量可为70～80％；所述堇青石基泡沫陶瓷的体积密度可为0.7～0.9g/cm3，抗压强度可为3.5～5mpa，开孔率可为43～50％，吸水率可为50～70％，透水系数可为0.6～0.8mm/s，比表面积可为0.5～0.7m2/g。
11、本专利技术再一方面提供了一种堇青石基泡沫陶瓷的应用，应用可包括在内墙装饰、吸音材料或废液及水净化过滤材料中的应用。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括以下内容中至少一项：
13、(1)本专利技术提出的堇青石基泡沫陶瓷的制备方法所采用的原料来源方便、廉价易得，制备工艺简便，堇青石合成温度低，能耗低。
14、(2)本专利技术提出的堇青石基泡沫陶瓷具有强度高，透水性能好的特点，其堇青石含量高、结晶度好，气孔率高。
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1.一种堇青石基泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：
2.根据权利要求1所述的堇青石基泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：进行所述配料前，对温石棉尾矿和辅料破粉碎处理，获得-20目的原辅料粉粒料；以及
3.根据权利要求2所述的堇青石基泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述粉煤灰的化学组分质量百分含量为38～55％SiO2、25％～30％Al2O3、5％～12％Fe2O3、2％～7％CaO、1～3％TiO2、0.3％～3％MgO和0.5～3％余量的微量组分；
4.根据权利要求1所述的堇青石基泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述配料包括：按质量比，将粉煤灰、温石棉尾矿、辅料和发泡剂以45～55：30～40：15～25：0.1～0.6进行配比；
5.根据权利要求4所述的堇青石基泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述发泡剂为SiC。
6.根据权利要求1所述的堇青石基泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述造粒包括：按素坯粉体的加入量为100份计，向素坯粉体喷入0.5～2％粘接剂水溶液6～10份，待开始起
7.根据权利要求1所述的堇青石基泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述压制成型包括：将素坯粉粒置于模具中，在25～40MPa压力下压制，保压1～5s，脱模后获得素坯坯体。
8.根据权利要求1所述的堇青石基泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述将素坯坯体进行干燥包括：干燥至含水率<2％；
9.一种堇青石基泡沫陶瓷，其特征在于，所述堇青石基泡沫陶瓷通过如权利要求1～8中任一项所述的堇青石基泡沫陶瓷的制备方法制备得到，且所述堇青石基泡沫陶瓷的主晶相为α-堇青石，其含量为70～80％；所述堇青石基泡沫陶瓷的体积密度为0.7～0.9g/cm3，抗压强度为3.5～5MPa，开孔率为43～50％，吸水率为50～70％，透水系数为0.6～0.8mm/s，比表面积为0.5～0.7m2/g。
10.权利要求9中所述的堇青石基泡沫陶瓷，在内墙装饰、吸音材料或废液及水净化过滤材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种堇青石基泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：
2.根据权利要求1所述的堇青石基泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：进行所述配料前，对温石棉尾矿和辅料破粉碎处理，获得-20目的原辅料粉粒料；以及
3.根据权利要求2所述的堇青石基泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述粉煤灰的化学组分质量百分含量为38～55％sio2、25％～30％al2o3、5％～12％fe2o3、2％～7％cao、1～3％tio2、0.3％～3％mgo和0.5～3％余量的微量组分；
4.根据权利要求1所述的堇青石基泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述配料包括：按质量比，将粉煤灰、温石棉尾矿、辅料和发泡剂以45～55：30～40：15～25：0.1～0.6进行配比；
5.根据权利要求4所述的堇青石基泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述发泡剂为sic。
6.根据权利要求1所述的堇青石基泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于，所述造粒包括：按素坯粉体的加入量为100份计，向素坯粉体喷入0.5...
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