【技术实现步骤摘要】
本申请涉及固体废弃物资源化利用领域，尤其涉及一种稀土高炉渣协同煤矸石制备的发泡陶瓷及其制备方法。
技术介绍
1、发泡陶瓷具有高气孔率、高强度、稳定的物理化学性能等特点，因其在孔洞方面的特殊结构，使得发泡陶瓷材料在建筑、化工、航天、生物医药等领域得到广泛应用。其使用工业固体废弃物制备发泡陶瓷材料不仅符合国家所倡导的节能减排政策，还能够对废渣进行资源化利用，得到高附加值的材料产品，因此利用工业废渣制备发泡陶瓷材料成为了当下研究的热门。
2、稀土高炉渣和煤矸石是目前产生量大、利用率低的工业固废资源。稀土高炉渣是在高炉炼铁过程中，产生的固体废物，属于冶金工业固废中的一种。而稀土高炉渣一直被用作水泥、工程回填料等低附加值产品的原料，不仅浪费了熔渣的显热，且创造的社会经济效益十分有限。公开号为cn110256047a的中国专利公布了一种利用含钛高炉渣和页岩废渣制备发泡陶瓷的方法，其原料采用质量百分比为含钛高炉渣8~26%，页岩废渣65~80%，二氧化硅粉10~20%，硼砂占原料总质量的3~3.5％，球粘土占原料总质量的5％，发泡剂占原料总质量的0.3~0.4％，制备得到了体积密度为0.216~0.398g/cm3，抗压强度为2.231~4.266mpa，导热系数为0.04~0.09w/(m·k)的发泡陶瓷。但该方法存在炉渣以及其他固废利用率低、生成的发泡陶瓷抗压强度不高，物理性能一般的问题。
3、煤矸石是采煤和洗煤过程中排放的固体废弃物，其不仅会占用大量土地面积，同时煤矸石中的重金属离子也会流入地下水中，给周边人民生
4、稀土高炉渣中的主要化学成分为cao、sio2、mgo和al2o3，其中前二者的含量最高，冷态高炉渣的熔融温度较高。煤矸石的主要组分为sio2、al2o3，其中al2o3含量较高，主晶相为高岭石（al2si2o5(oh)4），熔融温度较高，熔点超过1550℃。由于稀土高炉渣、煤矸石两种原料高熔点的缘故，对发泡陶瓷烧结温度及其烧结时间有很大的影响，两种原料相结合很难直接制备发泡陶瓷材料，需要添加一定量的低温原料以及助熔剂。所以得到的发泡陶瓷材料存在着固废利用率低、生成的发泡陶瓷物理性能一般、烧结工艺时间过长、成本较高的问题。
5、因此，亟待开发一种合理的稀土高炉渣和煤矸石的无害化和资源化利用方法。
技术实现思路
1、本申请提供一种稀土高炉渣协同煤矸石制备的发泡陶瓷及其制备方法，用以解决上述
技术介绍
中的问题。
2、第一方面，本申请提供一种稀土高炉渣协同煤矸石制备发泡陶瓷的方法，包括：
3、将包括稀土高炉渣、煤矸石、碎硅石、低熔点固废原料、滑石粉的混合料进行球磨破碎至过200目筛；
4、将过筛后的混合料和发泡剂加水进行湿磨，得到浆料；
5、将浆料干燥后进行研磨得到粉料；
6、将粉料铺于模具中压制成型，得到成型坯料；
7、将成型坯料进行升温烧制，得到发泡陶瓷。
8、本申请的方法具有如下有益效果：
9、1）本申请中，混合料配比中稀土高炉渣占比高，并与煤矸石、碎硅石等固废配合使用，能大幅度提高了稀土高炉渣以及多元固废的利用率，不仅使稀土高炉渣与煤矸石可以同时得到有效的处理，还实现了稀土高炉渣和煤矸石的高附加值资源化利用。
10、2）本申请的方法，通过添加低熔点固废原料，不仅解决了稀土高炉渣、煤矸石熔点高难烧成的问题，还提高了混合料中sio2、al2o3以及碱金属氧化物（k2o、na2o）含量，从而使发泡陶瓷的烧成温度降低，烧制的孔径均匀且细小，提升了发泡陶瓷的物理性能，能保证发泡陶瓷的制备过程平稳、顺利进行。
11、3）本申请中，采用直接烧结方法制备发泡陶瓷，提高了稀土高炉渣的烧结性能，降低了烧结成本，缩短了工艺流程时间，生产环节绿色环保。
12、可选地，低熔点固废原料包括纹象岩尾矿、锂长石尾矿、废玻璃；
13、混合料按重量份包括稀土高炉渣31~35份，煤矸石15~20份，碎硅石20~25份，纹象岩尾矿5~8份，锂长石尾矿4~10份，废玻璃8~10份，滑石粉4~5份。
14、可选地，升温烧制包括如下步骤：
15、将成型坯料置于烧制装置中，在空气氛围中从室温升温至第一温度，升温时间控制为30~35min；
16、将温度从第一温度升温至第二温度，升温时间控制为55~60min，并在第二温度保温80~110min；
17、将温度从第二温度升温至第三温度，升温时间控制为90~100min，并在第三温度保温120~125min；
18、将温度从第三温度升温至烧成温度，升温时间控制为40~50min，并在烧成温度保温10~15min；
19、将温度从烧成温度自然冷却至室温。
20、可选地，第一温度为600~650℃，第二温度为900~950℃，第三温度为1050~1060℃，烧成温度为1100~1200℃。
21、可选地，发泡剂包括碳化硅、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钠、硫酸钙、三氧化二铁、石墨、煤、炭黑中的一种或多种；
22、发泡剂的使用量按重份为0.1~1份。
23、可选地，浆料中水的质量百分比为40~70%。
24、可选地，将粉料压制成型的过程中，采用的压力为20~40mpa。
25、可选地，浆料在干燥过程中采用的温度为95~105℃，干燥时间为3~4h。
26、可选地，粉料的粒度为300~400目。
27、第二方面，本申请提供一种稀土高炉渣协同煤矸石制备的发泡陶瓷，包括由上述第一方面任一项所提供的方法制备而成；
28、发泡陶瓷的面密度为30~80kg/m2；发泡陶瓷材料的抗压强度为4~20mpa，抗弯承载≥1.5。
29、本申请的发泡陶瓷，不仅可以充分利用稀土高炉渣、煤矸石等多元固废资源，而且所制备的发泡陶瓷具有烧结温度较低、烧结时间短、成本低且性能良好的特点。
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1.一种稀土高炉渣协同煤矸石制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的稀土高炉渣协同煤矸石制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述低熔点固废原料包括纹象岩尾矿、锂长石尾矿、废玻璃；
3.根据权利要求1所述的稀土高炉渣协同煤矸石制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述升温烧制包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的稀土高炉渣协同煤矸石制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述第一温度为600~650℃，第二温度为900~950℃，第三温度为1050~1060℃，烧成温度为1100~1200℃。
5.根据权利要求1所述的稀土高炉渣协同煤矸石制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述发泡剂包括碳化硅、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钠、硫酸钙、三氧化二铁、石墨、煤、炭黑中的一种或多种；
6.根据权利要求1所述的稀土高炉渣协同煤矸石制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述浆料中水的质量百分比为40~70%。
7.根据权利要求1所述的稀土高炉渣协同煤矸石制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，将粉料压制成型的过程中，采用的压力为20~40M
8.根据权利要求1所述的稀土高炉渣协同煤矸石制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，浆料在干燥过程中采用的温度为95~105℃，干燥时间为3~4h。
9.根据权利要求1-8任一项所述的稀土高炉渣协同煤矸石制备发泡陶瓷的方法，其特征在于所述粉料的粒度为300~400目。
10.一种稀土高炉渣协同煤矸石制备的发泡陶瓷，其特征在于，包括由上述权利要求1~9任一项所述的方法制备而成；
...【技术特征摘要】
1.一种稀土高炉渣协同煤矸石制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的稀土高炉渣协同煤矸石制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述低熔点固废原料包括纹象岩尾矿、锂长石尾矿、废玻璃；
3.根据权利要求1所述的稀土高炉渣协同煤矸石制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述升温烧制包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的稀土高炉渣协同煤矸石制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述第一温度为600~650℃，第二温度为900~950℃，第三温度为1050~1060℃，烧成温度为1100~1200℃。
5.根据权利要求1所述的稀土高炉渣协同煤矸石制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述发泡剂包括碳化硅、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钠、硫酸钙、三氧化二铁、石墨、煤...
【专利技术属性】
技术研发人员：马志明，王铁，张志明，潘轶，范永明，李晓莉，陈慧，庞瑜，朱家辉，王艺慈，赵伟，国宏伟，郭心明，张洪琳，冀晓峰，
申请(专利权)人：包钢集团冶金渣综合利用开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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