申请日2013.10.09
公开(公告)日2014.01.22
IPC分类号C03C6/02; C03C11/00
摘要
一种用冷轧污泥和废玻璃生产泡沫玻璃的方法，属于冶金资源综合利用与泡沫玻璃材料制备领域。其技术方案是：按质量百分比分别将30～40%的冷轧污泥，40～50%的废玻璃，12～25%的黄土，0.5～1%的青石，2～3%的铁红放入球磨罐中混匀球，将配合料、外加1%～2%的聚苯乙烯球和15%～20%的自来水均匀混合后装入模具中，将模具直接放入到1100℃～1140℃的发泡炉中保温10～30min，制备泡沫玻璃。本发明以冷轧污泥和废玻璃为主要原材料，添加适量的其他废弃物和天然原料制备泡沫玻璃，有效地回收利用冷轧污泥;原料成本低廉，来源广泛;制备工艺省略了预热阶段，工艺周期短，操作简单，环保节能，具有良好的社会效益和经济效益。
权利要求书
1.一种用冷轧污泥和废玻璃生产泡沫玻璃的方法，其特征在于：主要以冷 轧污泥为原料，其制备步骤是：
(1)将清洗后的废玻璃、黄土、青石放在110℃烘箱内烘干，然后将冷轧 污泥、废玻璃、黄土、青石、铁红放入球磨罐中破碎球磨至100目;
(2)按质量百分比将30～40%的冷轧污泥，40～50%的废玻璃，12～25%的 黄土，0.5～1%的青石，2～3%的铁红均匀混合，得到泡沫玻璃配合料;
(3)以配合料总质量为100%，将球磨后的配合料、1%～2%的聚苯乙烯球、 15%～20%的自来水均匀混合，将混合料装入模具中;
(4)将装有混合料的模具直接放入到1100℃～1140℃的发泡炉中，保温 10～30min，以5～20℃/min的冷却速度冷却至500～600℃，随炉冷却至50℃以下 得泡沫玻璃。
2.根据权利要求1所述的冷轧污泥和废玻璃生产泡沫玻璃的方法，其特征 在于所述的冷轧污泥主要化学成分是：Al2O3含量重量百分比为45%～50%，SiO2含量为30%～35%，Fe2O3为5～10%，K2O+Na2O为0～5%，其余物质主要为结晶 水;主要物相为低温石英，方石英，CaFe5AlO9。
3.根据权利要求1所述的冷轧污泥和废玻璃生产泡沫玻璃的方法，其特征 在于所述的废玻璃为普通钠硅钙玻璃。
4.根据权利要求1所述的冷轧污泥和废玻璃生产泡沫玻璃的方法，其特征 在于所述的黄土主要物相为低温石英，钠长石，钾长石，镁方解石，白云石。
5.根据权利要求1所述的冷轧污泥和废玻璃生产泡沫玻璃的方法，其特征 在于所述的青石黄土主要物相为钠长石，低温石英，氧化铁，碳酸钙。
6.根据权利要求1所述的冷轧污泥和废玻璃生产泡沫玻璃的方法，其特征 在于所述的聚苯乙烯球粒径为1～1.5mm。
说明书
一种用冷轧污泥和废玻璃生产泡沫玻璃的方法
技术领域
本发明属于冶金资源综合利用与泡沫玻璃材料制备领域，特别涉及一种以冷 轧污泥为原料的泡沫玻璃及其制备方法。
背景技术
工业废渣是指工业生产过程中排放的固体废物。中国的工业部门每年排出的 废渣达数亿吨，其中以冶金、能源、采矿、化工等部门的排放量最多，处置工业 废渣，需耗用大量人力、物力和财力;堆存废渣又占用大量土地。占工业废渣很 大比例的冶金废渣包括高炉矿渣、钢渣、有色金属渣、粉尘、污泥、废屑等，对 环境污染严重。环境问题已经成为人们关注的焦点，如何变废为宝，已经成为当 务之急。
泡沫玻璃也称为多孔玻璃，是由碎玻璃、发泡剂(如CaCO3、NaCO3、炭黑、 焦炭、木屑、Na2SO4、NaNO3、SiC、MnO2等)、改性添加剂(如Na3PO3、H3BO3、 硼砂等)和发泡促进剂等，经过细粉碎和均匀混合后，再经过高温熔化、发泡、 退火而制成的气孔率在90%以上的无机非金属玻璃材料。目前，国内泡沫玻璃的 年产量为5万m3，仅国内的实际年需求量就在10万m3以上，而且国外也存在 着需求市场，泡沫玻璃具有广阔的市场发展空间。传统泡沫玻璃的主要原料为废 玻璃，虽然可用尾矿、赤泥、粉煤灰等作为辅助原料，但废玻璃的含量在60% 以上;传统的泡沫玻璃制备过程都经过预热、发泡、稳泡、退火等工序，工艺周 期长，操作复杂;加入的发泡剂、稳泡剂、改性剂成本较高。
发明内容：
本发明目的在于充分利用冶金固体废弃物资源，选择了冷轧污泥制备泡沫玻 璃建筑材料，提出了一种工艺周期短、操作简单的以冷轧污泥为原料生产泡沫玻 璃的方法，不仅变废为宝，同时也减少了固体废弃物带来的环境污染，大大降低 生产成本，适合大规模生产。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用冷轧污泥和废玻璃生产泡沫玻璃的方法，主要以冷轧污泥为原料，冷 轧污泥中Al2O3含量重量百分比为45%～50%左右，SiO2含量为30%～35%左右， 同时含有5～10%的Fe2O3及0～5%的K2O+Na2O，其余物质主要为结晶水。
其合成方法是：
(1)分别将青石、黄土破碎烘干，将废玻璃清洗干净后烘干，然后将冷轧 污泥、废玻璃、黄土、青石、铁红放入球磨罐中破碎球磨至100目;
(2)按质量百分比将30～40%的冷轧污泥，40～50%的废玻璃，12～25%的 黄土，0.5～1%的青石，2～3%的铁红均匀混合，得到泡沫玻璃配合料;
(3)以配合料总质量为100%，将球磨后的配合料、1%～2%的聚苯乙烯球、 15%～20%的自来水均匀混合，将混合料装入模具中;
(4)将装有混合料的模具直接放入到1100℃～1140℃的发泡炉中，保温 10～30min，以5～20℃/min的冷却速度冷却至500～600℃，随炉冷却至 50℃以下得泡沫玻璃。
本发明所采用的主要原料为冷轧污泥，其主要物相为低温石英，方石英， CaFe5AlO9。
本发明所采用的发泡剂为聚苯乙烯球(粒径1～1.5mm)、青石、黄土，聚苯 乙烯球高温挥发分解，在试样中形成微小气泡，玻璃相在高温条件下逐渐增多， 青石中的碳酸钙、黄土中的方解石和白云石在高温下分解产生二氧化碳气体，随 着二氧化碳气体的填充，微小气泡逐渐形成大气泡，起到发泡的作用。
本发明所采用的助熔剂为黄土、青石，黄土和青石中的钠长石、钾长石高温 分解出Na2O、K2O，有助于玻璃体的熔融，降低坯料的软化温度。
本发明所采用的稳泡剂为铁红，主要是Fe2O3，其作用为：Fe2O3在熔融状 态的玻璃中可以大大增加玻璃的表面张力，有利于稳定气泡和控制泡径;Fe2O3的加入可以提高泡沫玻璃的抗压强度;Fe2O3可作为熔剂组分，与CaCO3高温生 成低熔点化合物，降低烧成温度;Fe2O3掺量增加其泡径也相应增加，但用量较 多时容易形成大气泡，造成气泡结构不均，同时颜色变深。Fe2O3掺量控制在3% 以内为宜。
本发明的优点在于：
本发明以冷轧污泥和废玻璃为主要原材料，添加适量的其他废弃物和天然原 料，在一定热处理制度下制备泡沫玻璃。原料冷轧污泥中SiO2、Al2O3含量较高， 属于硅酸盐材料，含有较多的玻璃相，可以替代部分废玻璃，并且能够显著提高 泡沫玻璃的强度，有效回收利用冷轧污泥、减轻其对环境的污染;制备工艺中省 略了预热阶段，工艺周期短、操作简单;废玻璃、青石、黄土和铁红等原料成本 低廉，来源广泛，环保节能，具有良好的社会效益和经济效益。
