一種基于陶瓷拋光渣的全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于陶瓷拋光渣的全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板及其制備方法，屬于綠色建筑材料和建筑節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。所述發(fā)泡陶瓷保溫板的原料是由全固廢粉料與水按照1:(0.4?0.6)的重量比例混合而成；按重量百分含量計(jì)，全固廢粉料組成為：陶瓷拋光渣75％～95％，懸浮劑5％～10％，穩(wěn)泡劑0.5％～10％，發(fā)泡劑0.5％～5％。原料經(jīng)均化、球磨、干燥、裝窯、燒成、脫模以及切割步驟制備成發(fā)泡陶瓷保溫板。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)發(fā)泡陶瓷保溫板配方全部使用固體廢棄物作為原料，極大提高陶瓷產(chǎn)業(yè)對(duì)固體廢棄物的消耗量，實(shí)現(xiàn)不可再生的礦物資源零索取，也大幅降低發(fā)泡陶瓷的生產(chǎn)成本的特點(diǎn)。
【專利說明】
-種基于陶瓷拋光渣的全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及綠色建筑材料和建筑節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于陶瓷拋光渣的 全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，建筑墻體用的保溫板主要有聚氨醋板、聚苯乙締泡沫塑料板化PS)及聚苯乙 締隔熱保溫板(XPS)等，但由于其阻燃性能較差，燃燒時(shí)散發(fā)有毒氣體，導(dǎo)致建筑火災(zāi)慘劇 頻發(fā)。此外，運(yùn)些有機(jī)材料作為外墻保溫材料時(shí)容易老化脫落。發(fā)泡陶瓷保溫板是一種新型 無機(jī)建筑材料，具有輕質(zhì)高強(qiáng)、防火阻燃、抗老化性好、可與建筑物同壽命的特點(diǎn)，因此成為 研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。
[0003] 發(fā)泡陶瓷一般W拋光瓷渣、河道渺泥、粉煤灰和鐵礦尾礦等固體廢物作為主要原 料，引入適量無機(jī)或有機(jī)發(fā)泡劑，采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝經(jīng)高溫賠燒而成。中國發(fā)明專利CN 102887721A(發(fā)明名稱:一種發(fā)泡陶瓷保溫板及其制備方法)公開了一種W陶瓷拋光渣和長 石為主要原料制備發(fā)泡陶瓷保溫板的方法。"化aracterization of cellular ceramics made by porcelain tile residues" -文介紹了采用拋光渣為主要原料，SiC作為發(fā)泡劑， 1200°C燒成制備發(fā)泡陶瓷的方法（A化iano Michael Bernardin etc,Materials Science and Engineering,2006:222~225)。中國發(fā)明專利CN 103044070 A(發(fā)明名稱:一種利用長 江渺泥制備超輕發(fā)泡陶瓷材料的方法)公開了一種利用長江渺泥為主要原料，碳酸鋼、玻璃 粉或棚酸鋼為穩(wěn)泡劑，W碳酸巧或碳化娃為發(fā)泡劑制備超輕發(fā)泡陶瓷材料的方法。中國發(fā) 明專利CN 104744070 A(發(fā)明名稱:粉煤灰輕質(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板及其制法和應(yīng)用)公開 了一種利用粉煤灰、膨潤±為主要原料制備輕質(zhì)隔熱發(fā)泡陶瓷保溫板的方法。中國發(fā)明專 利CN 104744070 A(發(fā)明名稱：陶瓷質(zhì)保溫材料及其生產(chǎn)方法)采用鐵礦尾礦、工業(yè)爐渣和 發(fā)泡劑等，經(jīng)混合球磨、加水?dāng)埌?、烘干?190°C燒成制備了發(fā)泡陶瓷。然而，國內(nèi)外發(fā)泡陶 瓷保溫板生產(chǎn)企業(yè)，大多W固體廢棄物作為主要原料，但不可避免需添加長石、粘上等其他 礦物原料作為輔料，運(yùn)種生產(chǎn)工藝將消耗大量不可再生的礦物資源。
[0004] 拋光渣是在地磚拋光工序中排放出來的廢棄物，含有廢瓷粉末、由拋光磨頭引入 的少量碳化娃、氯氧儀水泥W及有機(jī)物等，無法自然降解，已成為區(qū)域內(nèi)主要的環(huán)境污染物 之一。運(yùn)種拋光磚廢渣排放量大(每生產(chǎn)1平方米拋光磚需用拋光磨頭拋掉0.8-1.2mm厚的 陶瓷表面層，從而產(chǎn)生2.0kg左右的陶瓷拋光廢料）、粉末顆粒極微細(xì)(粒度在1~30μπι之 間）、密度小，極易在空氣中飄散，對(duì)大氣的ΡΜ10和ΡΜ2.5指標(biāo)有極嚴(yán)重的影響，運(yùn)種廢渣被 人吸入，則構(gòu)成塵肺病，附著植物葉表，則堵塞氣孔，嚴(yán)重影響植物生長，同時(shí)對(duì)周圍的水體 環(huán)境也造成了嚴(yán)重影響，必須進(jìn)行無害化處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有發(fā)泡陶瓷保溫板制備過程中需W長石、粘±等礦物原料作為輔料， 大量消耗不可再生的礦物資源，并難W降低生產(chǎn)成本等不足，本發(fā)明的目的在于提供一種 基于陶瓷拋光渣的全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板及其制備方法，本發(fā)明極大提高了發(fā)泡陶瓷產(chǎn)業(yè) 對(duì)固體廢棄物的消耗量，實(shí)現(xiàn)不可再生的礦物資源零索取，也大幅降低了發(fā)泡陶瓷的生產(chǎn) 成本。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：
[0007] -種基于陶瓷拋光渣的全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板，該保溫板的原料是由全固廢粉料 與水按照1:(0.4-0.6)的重量比例混合而成；按重量百分含量計(jì)，所述全固廢粉料組成如 下： 陶瓷拋光渣 75%~於％; 息浮劑 5%~10%;
[000引 穩(wěn)泡劑 0.5%~10%; 發(fā)泡劑 0.5%~5%,.
[0009] 其中:所述懸浮劑為油頁巖、煤桿石和紅±中的一種或幾種；
[0010] 所述穩(wěn)泡劑為高爐灰和轉(zhuǎn)爐灰中的一種或兩種；
[0011] 所述發(fā)泡劑為SiC除塵粉和廢石膏粉中的一種或兩種。
[0012] 采用上述組成的原料制備發(fā)泡陶瓷保溫板的方法，包括如下步驟：
[0013] (1)全固廢粉料均化處理:將全固廢粉料拋光渣、懸浮劑、穩(wěn)泡劑和發(fā)泡劑在堆放 場分別進(jìn)行均勻處理，得到四種粉料，備用。
[0014] 所述均化處理過程為將不同陶瓷廠排出的拋光渣和不同地區(qū)的懸浮劑、穩(wěn)泡劑和 發(fā)泡劑分別在原料堆場使用伊車通過多次翻動(dòng)使每種固體廢棄物整體化學(xué)成份基本一致。
[0015] (2)漿料制備:將步驟（1)所得四種粉料按照所需比例混合，再按照比例在混合后 的全固廢粉料中加入水，用球磨機(jī)進(jìn)行濕法球磨，球磨時(shí)間3~15h，得到漿料；
[0016] (3)噴霧干燥:將球磨好的漿料過篩后，進(jìn)入噴霧干燥塔進(jìn)行干燥，噴霧干燥塔溫 度為500~600°C，制得混合巧料;過篩所用篩網(wǎng)的目數(shù)為100~200目；
[0017] (4)巧料裝害:將干燥好的混合巧料倒進(jìn)隧道害害車并刮平，布料厚度4~8mm;
[001引（5)粉料燒成:在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的隧道害中燒成，燒成溫度1170~1210°C，保溫1~化， 得到發(fā)泡陶瓷保溫板毛巧;將毛巧進(jìn)行脫模和切割后，即制得發(fā)泡陶瓷保溫板成品。所述脫 模過程為:把害車內(nèi)的半成品即發(fā)泡陶瓷保溫板毛巧取出，放置發(fā)泡陶瓷保溫板毛巧區(qū)域， 待加工;所述切割過程為:采用自動(dòng)切割機(jī)將發(fā)泡陶瓷保溫板毛巧切割成所需規(guī)整形狀，即 制得發(fā)泡陶瓷保溫板成品。
[0019] 經(jīng)測試，本發(fā)明的發(fā)泡陶瓷保溫板體積密度《200Kg/m3,抗壓強(qiáng)度>0.3MPa，熱導(dǎo) 系數(shù)《0.07抓/(m.K)，具有輕質(zhì)高強(qiáng)和保溫性能好的特點(diǎn)，滿足構(gòu)筑節(jié)能建筑保溫墻體的 要求。
[0020] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果如下：
[0021] 本發(fā)明選取迂寧省各地產(chǎn)生的各類固體廢棄物，系統(tǒng)分析各類固體廢棄物的特 性，合理發(fā)揮各類固體廢棄物的理化性能特點(diǎn)，采用高爐灰、轉(zhuǎn)爐灰取代長石類礦物做為發(fā) 泡陶瓷保溫板的穩(wěn)泡劑，有助玻璃液相的形成。輔W油頁巖、煤桿石或紅±取代粘±類礦物 使玻璃液相的粘度和表面張力能夠得到調(diào)控。調(diào)配拋光渣、懸浮劑、穩(wěn)泡劑Ξ者之間的關(guān) 系，可解決發(fā)泡陶瓷保溫板在燒成過程中玻璃液相粘度、表面張力不適宜氣孔形成及均勻 長大的問題，使產(chǎn)品的發(fā)泡尺寸、孔壁的厚度得到精準(zhǔn)控制，從而得到高閉孔率、氣孔尺寸 均勻、容重一致的目標(biāo)產(chǎn)品，可W使產(chǎn)品的導(dǎo)熱系數(shù)控制在〇.〇75w/(m.k)左右，產(chǎn)品性能指 標(biāo)穩(wěn)定可控，進(jìn)而保證產(chǎn)品的成品率達(dá)到98% W上?？蓪?shí)現(xiàn)發(fā)泡陶瓷保溫板配方全部使用 固體廢棄物作為原料，極大提高陶瓷產(chǎn)業(yè)對(duì)固體廢棄物的消耗量，實(shí)現(xiàn)不可再生的礦物資 源零索取，也大幅降低發(fā)泡陶瓷的生產(chǎn)成本。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的 內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 本實(shí)施例中，制備基于陶瓷拋光渣的全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板所用原料及配比為：
[0025] 全固廢粉料與水的重量比例為1:0.4,全固廢粉料中各組分的重量百分含量為:拋 光渣87%，紅±10%，高爐灰2.65%，SiC除塵粉0.35%。
[0026] 采用上述原料制備發(fā)泡陶瓷保溫板的方法，包括如下步驟：
[0027] 1)原料均化化處理:將拋光渣、紅±、高爐灰、Si邱余塵粉在堆放場進(jìn)行均化處理， 得到四種粉料，備用。
[0028] 2)漿料制備:按步驟（1)所得四種粉料按比例混合再按比例加入水，用球磨機(jī)進(jìn)行 濕法球磨，球磨時(shí)間化，得到漿料；
[0029] 3)噴霧干燥:將球磨好的漿料過篩后，進(jìn)入噴霧干燥塔進(jìn)行干燥，干燥塔溫度為 500°C，制得混合巧料，過篩所用篩網(wǎng)的目數(shù)為200目；
[0030] 4)巧料裝害:將干燥好的混合巧料倒進(jìn)害車并刮平，布料厚度6.5mm;
[0031 ] 5)粉料燒成:在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的隧道害中燒成，最高燒成溫度1180°C，保溫化；
[0032] 6)毛巧脫模:把害車內(nèi)的半成品即發(fā)泡陶瓷保溫板毛巧取出，放置發(fā)泡陶瓷保溫 板毛巧區(qū)域，加工；
[0033] 7)毛巧切割:采用自動(dòng)切割機(jī)將發(fā)泡陶瓷保溫板毛巧，切割成規(guī)整形狀，即制得發(fā) 泡陶瓷保溫板成品。
[0034] 經(jīng)測試，本實(shí)施例制備的發(fā)泡陶瓷保溫板體積密度18化g/m3,抗壓強(qiáng)度0.53MPa， 熱導(dǎo)系數(shù)〇.〇74W/(m.K)，燃燒性能達(dá)到A1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。具有輕質(zhì)高強(qiáng)和保溫性能好的特點(diǎn)，滿足 構(gòu)筑節(jié)能建筑保溫墻體的要求。
[0035] 實(shí)施例2
[0036] 本實(shí)施例中，制備基于陶瓷拋光渣的全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板所用原料及配比為：
[0037] 全固廢粉料與水的重量比例為1:0.5,全固廢粉料中各組分的重量百分含量為:拋 光渣87.5%，油頁巖6.5%，轉(zhuǎn)爐灰3.5%，廢石膏粉2.5%。
[0038] 采用上述原料制備發(fā)泡陶瓷保溫板的方法，包括如下步驟：
[0039] 1)原料均勻：將拋光渣、油頁巖、轉(zhuǎn)爐灰、廢石膏粉等四種原料在堆放場進(jìn)行均化 處理，得到四種粉料，備用。
[0040] 2)漿料制備:按步驟（1)所得四種粉料按比例混合，再按比例加入水，用球磨機(jī)進(jìn) 行濕法球磨，球磨時(shí)間12h，得到漿料；
[0041 ] 3)噴霧干燥:將球磨好的漿料過篩后，進(jìn)入噴霧干燥塔進(jìn)行干燥，干燥塔溫度為 580°C，制得混合巧料，過篩所用篩網(wǎng)的目數(shù)為200目；
[0042] 4)巧料裝害:將干燥好的混合巧料倒進(jìn)害車并刮平，布料厚度6.5mm;
[0043] 5)粉料燒成:在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的隧道害中燒成，最高燒成溫度1210°C，保溫化；
[0044] 6)毛巧脫模:把害車內(nèi)的半成品即發(fā)泡陶瓷保溫板毛巧取出，放置發(fā)泡陶瓷保溫 板毛巧區(qū)域，待加工；
[0045] 7)毛巧切割:采用自動(dòng)切割機(jī)將發(fā)泡陶瓷保溫板毛巧，切割成規(guī)整形狀，即制得發(fā) 泡陶瓷保溫板成品。
[0046] 經(jīng)測試，本實(shí)施例制備的發(fā)泡陶瓷保溫板體積密度198Kg/m3,抗壓強(qiáng)度0.78MPa， 熱導(dǎo)系數(shù)〇.〇75W/(m.K)，燃燒性能達(dá)到A1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。具有輕質(zhì)高強(qiáng)和保溫性能好的特點(diǎn)，滿足 構(gòu)筑節(jié)能建筑保溫墻體的要求。
[0047] 實(shí)施例3
[0048] 本實(shí)施例中，制備基于陶瓷拋光渣的全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板所用原料及配比為：
[0049] 全固廢粉料與水的重量比例為1:0.6,全固廢粉料中各組分的重量百分含量為:拋 光渣84.5%，煤桿石10%，高爐灰5%，SiC除塵粉0.5%。
[0050] 采用上述原料制備發(fā)泡陶瓷保溫板的方法，包括如下步驟：
[0051] 1)原料均勻:將拋光渣、煤桿石、高爐灰、Si邱余塵粉等四種原料在堆放場進(jìn)行均勻 處理，得到四種粉料，備用。
[0052] 2)漿料制備:按步驟（1)所得四種粉料按比例混合，再按比例加入水，用球磨機(jī)進(jìn) 行濕法球磨，球磨時(shí)間12h，得到漿料；
[0053] 3)噴霧干燥:將球磨好的漿料過篩后，進(jìn)入噴霧干燥塔進(jìn)行干燥，干燥塔溫度為 600°C，制得混合巧料，過篩所用篩網(wǎng)的目數(shù)為120目；
[0054] 4)巧料裝害:將干燥好的混合巧料倒進(jìn)害車并刮平，布料厚度7mm;
[0055] 5)粉料燒成:在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的隧道害中燒成，最高燒成溫度1210°C，保溫1.化；
[0056] 6)毛巧脫模:把害車內(nèi)的半成品即發(fā)泡陶瓷保溫板毛巧取出，放置發(fā)泡陶瓷保溫 板毛巧區(qū)域，待加工；
[0057] 7)毛巧切割:采用自動(dòng)切割機(jī)將發(fā)泡陶瓷保溫板毛巧，切割成規(guī)整形狀，即制得發(fā) 泡陶瓷保溫板成品。
[0058] 經(jīng)測試，本實(shí)施例制備的發(fā)泡陶瓷保溫板體積密度為173Kg/m3,抗壓強(qiáng)度為 0.46MPa，熱導(dǎo)系數(shù)為0.07W/(m.K)，燃燒性能達(dá)到A1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。具有輕質(zhì)高強(qiáng)和保溫性能好的 特點(diǎn)，滿足構(gòu)筑節(jié)能建筑保溫墻體的要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于陶瓷拋光渣的全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板，其特征在于:該保溫板的原料是由 全固廢粉料與水按照1:(0.4-0.6)的重量比例混合而成;按重量百分含量計(jì)，所述全固廢粉 料組成如下： 陶瓷拋光渣 75%~95%; 懸浮劑 5%~10%; 穩(wěn)泡劑 0.5%~10%; 發(fā)泡劑 0.5%~5%〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于陶瓷拋光渣的全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板，其特征在于:所述 懸浮劑為油頁巖、煤矸石和紅土中的一種或幾種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于陶瓷拋光渣的全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板，其特征在于:所述 穩(wěn)泡劑為高爐灰和轉(zhuǎn)爐灰中的一種或兩種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于陶瓷拋光渣的全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板，其特征在于:所述 發(fā)泡劑為SiC除塵粉和廢石膏粉中的一種或兩種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的基于陶瓷拋光渣的全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板，其特征在 于:所述發(fā)泡陶瓷保溫板的體積密度彡200Kg/m 3,抗壓強(qiáng)度彡0.3MPa，熱導(dǎo)系數(shù)彡0.075W/ (m.K)〇6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于陶瓷拋光渣的全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板的制備方法，其特 征在于:該方法包括如下步驟： (1) 全固廢粉料均化處理:將全固廢粉料拋光渣、懸浮劑、穩(wěn)泡劑和發(fā)泡劑在堆放場分 別進(jìn)行均化處理，得到四種粉料，備用； (2) 漿料制備:將步驟（1)所得四種粉料按照所需比例混合，再按照比例在混合后的全 固廢粉料中加入水，用球磨機(jī)進(jìn)行濕法球磨，球磨時(shí)間3~15h，得到漿料； (3) 噴霧干燥:將球磨好的漿料過篩后，進(jìn)入噴霧干燥塔進(jìn)行干燥，噴霧干燥塔溫度為 500~600 °C，制得混合坯料； (4) 坯料裝窯:將干燥好的混合坯料倒進(jìn)隧道窯窯車并刮平，布料厚度4~8_; (5) 粉料燒成：在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的隧道窯中燒成，燒成溫度1170~1210 °C，保溫1~3h，得到 發(fā)泡陶瓷保溫板毛坯;將毛坯進(jìn)行脫模和切割后，即制得發(fā)泡陶瓷保溫板成品。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于陶瓷拋光渣的全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板的制備方法，其特 征在于：步驟（1)中，所述均化處理過程為將不同陶瓷廠排出的拋光渣和不同地區(qū)的懸浮 劑、穩(wěn)泡劑和發(fā)泡劑分別在原料堆場使用鏟車通過多次翻動(dòng)使每種固體廢棄物整體化學(xué)成 份一致。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于陶瓷拋光渣的全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板的制備方法，其特 征在于:步驟(3)中，過篩所用篩網(wǎng)的目數(shù)為100~200目。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于陶瓷拋光渣的全固廢發(fā)泡陶瓷保溫板的制備方法，其特 征在于:步驟(5)中，所述脫模過程為:把窯車內(nèi)的半成品即發(fā)泡陶瓷保溫板毛坯取出，放置 發(fā)泡陶瓷保溫板毛坯區(qū)域，待加工;所述切割過程為:采用自動(dòng)切割機(jī)將發(fā)泡陶瓷保溫板毛 坯切割成所需規(guī)整形狀，即制得發(fā)泡陶瓷保溫板成品。
【文檔編號(hào)】C04B33/132GK105948704SQ201610251222
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月21日
【發(fā)明人】鄭樹清, 田密, 陳健, 姜維濤, 馬明龍, 梁勇
【申請(qǐng)人】遼寧利盟高科新材料有限公司