一种利用废矿渣制备环保型蜂窝陶瓷蓄热体的方法
【专利摘要】一种利用废矿渣制备环保型蜂窝陶瓷蓄热体的方法，在大量引入废矿渣和优化传统工艺流程的基础上，将新的烧结方法和工艺技术应用于传统的陶瓷制品之中，采用干法制备，一次成型，两次激光短时烧成。本发明的环保型蜂窝陶瓷蓄热体为绿色清洁无污染生产，产品具有强度高、抗热震性良好、加工能耗低，生产周期短，绿色清洁无污染的生产优势。该蜂窝陶瓷蓄热体的抗折强度为35～42MPa、真密度为2.2～2.4g/cm3、吸水率0.2～0.9％，使用温度1000～1250℃，可满足蓄热式热力焚化炉(RTO)装置中蓄热材料的性能要求。
【专利说明】一种利用废矿渣制备环保型蜂窝陶瓷蓄热体的方法
【技术领域】
[0001]本发明属环保节能和新材料领域，涉及环保蓄热功能材料，具体涉及一种利用废矿渣制备环保型蜂窝陶瓷蓄热体的方法。 【背景技术】
[0002]近年来，能源及与之相关的环境成为全世界各国最为关注的热点。我国由于人均能源资源短缺，环境容量有限，生态脆弱，将极大的制约我国的可持续发展。国内GDP每年高速发展，能源消耗急骤增加，环境、生态日益恶化。节能降耗成为解决能源问题的一大主攻方向。据统计，国内的工业部门能源消耗量占全国能源总量的70%。其中工业窑炉是我国耗能大户，约占全国总能耗的25%，能源利用率低是造成工业炉耗能大的主要原因之一。与发达国家的工业炉相比，国内的工业窑炉平均热效率要低20%左右，浪费的能源相当于2亿吨标准煤，可见工业窑炉节能潜力是十分巨大的。
[0003]蓄热式换热技术是21世纪节能和环保最具有发展潜力的技术之一，是国家2002年发文重点推广的节能环保项目。在高温窑炉中，热损失的很大部分是排烟的热量损失。当烟气温度为900~1300°C时，烟气余热占炉子总能耗的50%~70%。因此，积极采用先进的烟气余热回收技术，在工业窑炉燃烧系统中安装换热器，将烟气的余热回收用于预热助燃空气是实现工业节能降耗的有效措施。
[0004]采用蜂窝陶瓷体代替传统的格子砖用于余热回收是蓄热技术进步的一大飞跃。随着陶瓷制备技术的不断提高，比表面积大、传热效率高的蜂窝陶瓷逐渐被应用于蓄热技术中。同时，由于换向装置与控制技术的提高大大缩短了换向周期。所以新型的蓄热室具有气体预热温度高(约为炉温的80%~90% )、排烟温度低(200°C以下)等优点而被广泛应用于高炉、平炉、大型钢锭加热炉和玻璃窑炉的余热回收中。
[0005]目前，国内以及国外陶瓷蜂窝体基本采用传统的挤出成型，它的形状是由模具形状决定的。制备工艺为:原料~配料~球磨~加入添加剂~混料~练料~困料~挤出成型~切割~干燥~烧成~成品。采用原料多以莫来石、堇青石和碳化硅等优质合成原料，经1150~1700°C高温，长时间烧制而成，使蜂窝陶瓷的生产成本和能耗较高。
[0006]专利公开了“一种利用红柱石尾矿制备蜂窝陶瓷蓄热体的方法”(徐晓虹，申请号:201110136332.9)，将红柱石尾矿、页岩和高温熔剂等，经球磨-过筛-混合-练泥和陈腐-挤出制坯-定型和干燥-烧成(1150~1300°C，16~24h)，得到蜂窝陶瓷蓄热体。虽然也以尾矿为主料，但工艺稍显复杂，烧成方式属于长时间、高耗能、高污染的传统方式，存在烧成周期长、能耗高、污染环境等弊端。
[0007]专利公开了“刚玉莫来石质蜂窝陶瓷蓄热体”(李军虎，申请号:201010285484.0)，以刚玉、莫来石、氧化铝、粘土等组成陶瓷粉末，加入纤维素、甘油、胶水、水制备可塑性泥料。通过混料、调泥、真空练泥、成型、烘干、高温烧结(1350~1450°C，15-17h)，制成蜂窝陶瓷蓄热体。该蓄热体高温强度好、蓄热能力高、换热速度快、热震稳定性好。但所用原料均为优质的陶瓷原料，且工艺过程复杂、控制程度差，制备成本高，存在能耗闻、污染环境等弊端。
[0008]专利公开了 “红柱石蜂窝蓄热体及制备方法”(刘光文，CN101857447A)，为了减少合成材料用量，降低生产成本并提高蜂窝陶瓷性能，直接采用红柱石精矿等为主要原料，经1350~1700°C烧成蜂窝陶瓷蓄热体，烧结温度实在太高了。
[0009]就生产技术和生产设备，国内外均已普遍采用了塑性挤出成型、连续微波干燥、自动切割、自动检验的制备工艺，实现了蜂窝陶瓷的规模化生产，降低了生产成本。
[0010]目前，潜热型蓄热体以其蓄热量大、体积小、余热回收效率高等优点成为国内外材料开发的一种新型蓄热材料，在制备工艺上如何利用现有的废料，避免长时间高温作用，以减轻对环境的污染程度，是今后高温蓄热材料的研究方向之一。
[0011 ] 利用工业废渣或废料等二次资源，采用能耗低、污染小的烧结方法，优化工艺流程及条件，改善微结构，使蜂窝陶瓷蓄热体获得更好的力学性能成为主要的研究趋势，为实现这一目标，有研究者已经在配料中引入了不同的废渣或废料并优化制备工艺，在一定程度上提高了蜂窝陶瓷蓄热体的力学性能，尽管如此，依然不能从根本上解决传统陶瓷制备方法中的能耗闻、污染大等缺点，对治污减疆极为不利。
【发明内容】
[0012]本发明的目的是克服现有技术和手段的不足，提供一种绿色无污染的利用废矿渣制备环保型蜂窝陶瓷蓄热体的方法。 [0013]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0014]I)将红页岩废料、废矿渣、废玻璃、石灰石、滑石和焦炭粉分别放入球磨机中干磨，之后过325目筛，分别得到红页岩废料、废矿渣、废玻璃、石灰石、滑石和焦炭粉；
[0015]2)取过筛后的红页岩废料、废矿渣、废玻璃、石灰石、滑石、焦炭粉和氧化铝粉，按质量份数红页岩废料:废矿渣:废玻璃:石灰石:滑石:焦炭粉:氧化铝粉=(20~30): (40 ~55): (10 ~15): (5 ~10): (3 ~5): (5 ~10): (I ~3)进行配料，将配好的料一同放入球磨机中并加入配料质量6%的粘结剂PVA，球磨混匀并过40目筛形成混合料；
[0016]3)将混合料置于压力成型机的模具中，在30MPa的压力下压制成型，经干燥后成为待烧坯体；
[0017]4)将待烧坯体的一面朝上放在多孔氧化铝耐火材料的支架上，以大功率CO2激光器作为烧结能量源，进行激光烧结，之后再将坯体沿水平方向旋转180°即将坯体的另一面朝上放在耐火材料的支架上，以大功率CO2激光器作为烧结能量源，再次激光烧结，冷却后即得蜂窝体；
[0018]5)将蜂窝体周边凹凸不平的边缘以切、磨、抛手段取直，即得环保型蜂窝陶瓷蓄热体。
[0019]所述的废矿渣为选矿产生的废渣，包括黄金尾矿废渣、铅锌矿尾矿废渣、磷矿废渣、铁矿废渣、锰矿废渣、钥矿废渣、钛矿渣、钡矿渣、铬矿渣、钴矿渣、钒矿渣、锑矿废渣、汞矿废渣、铜矿废渣、石英矿废渣、稀土尾矿废渣、长石矿渣、铝矾土废渣、煤矸石废渣、粉煤灰废渣、高铝粘土废渣、高炉炼渣中的一种或多种任意比例的混合物。
[0020]所述的废玻璃为各种不同组成，不同形状、不同颜色、不同用途的玻璃及边角料，包括:钠钙硅玻璃、石英玻璃、高桂氧玻璃、铅硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃；如窗玻璃、平板玻璃、汽车玻璃、玻璃幕墙、啤酒瓶、烧杯、显示玻璃、显像管玻璃、太阳能真空管其中的一种或多种任意比例的混合物。
[0021]所述的干磨是利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的质量比为(2~3):1，分别研磨0.5~2h。
[0022]所说的焦炭为工业焦炭，质量要求指标为:固定炭的质量分数大于等于75%，硫的质量分数小于等于0.5%，挥发分的质量分数小于等于1.5%，灰分的质量分数小于等于15%。
[0023]所述步骤(2)的球磨是利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的质量比为(2~3):1,研磨0.5~Ih。
[0024]所述的氧化铝粉粒度为3~5 μ m，Al2O3含量≥98%。
[0025]所述的激光烧结是以功率为2500W (连续可调)，波长为10.6 μ m的CO2激光器作为烧结能量源，升温时间60~80s，功率密度600~650w/cm2，保温时间500~550s，降温时间300~350s。
[0026]本发明主要应用在蓄热式焚烧炉(RTO)等装置中作为蓄热体。在大量引入废矿渣和优化工艺流程的基础上，将新的烧结方法和工艺技术应用于传统的陶瓷制品之中，采用干法制备，一次成型，两次瞬间烧成，以大功率CO2激光器作为烧结能量源，以焦炭作为辅助的热源，通过功率连续 可调的方式使陶瓷坯体在短时间内经历从低温到高温的蜕变，并在高温阶段适当保温，瞬间完成坯体内的高温反应。 [0027]本发明利用废矿渣为主料，以“调整化学成分+优化显微结构+改善瓷体性能”的思路，将复合材料的理念整合于非致密的泡沫陶瓷之中，提供一种增强增韧减脆的方法，弓丨入的细晶氧化铝微粒，并结合高温原位反应自生成具有纤维状莫来石晶体的特点，使莫来石纤维与细小的氧化铝颗粒自弥散基体相之间进一步优化，形成“粒状/粒状、纤维状/粒状”复合陶瓷材料的具体方法，将“双重结构”技术与陶瓷复合技术相结合，既开发利用了废弃的矿渣，又改善瓷体的微结构，降低陶瓷材料的脆性，进一步提高蜂窝陶瓷蓄热体的强度。
[0028]本发明以大功率CO2激光器作为清洁的烧结能量源，以焦炭作为辅助的热源，在坯体中引入适量的焦炭(粉)的同时，通过激光功率连续可调的方式，一方面引燃坯体内的焦炭，焦炭燃烧后既能产生高热量，又可释放少量的气体，形成气孔；另一方面使陶瓷坯体内的各组分在短时间内经历从低温到高温的蜕变，并在高温阶段适当保温，瞬间完成坯体内的高温反应，改变传统陶瓷生产的耗能高、污染大的现状，做到绿色清洁生产。
[0029]在制备工艺上以废矿渣为主料，以干法生产为基础(可减少污染)，优化工艺流程好工艺参数，采取“一次压制成型，两次激光烧成”的方式，既解决了陶瓷反应所需的高温，又做到了短时烧成，节约了生产成本和时间成本，既消耗了大量的废矿渣，又达到了清洁无污染绿色生产的目的。
[0030]考虑到陶瓷材料本身脆性大的特点，将复合材料的理念整合于非致密的陶瓷蓄热体材料之中，在瓷体组成中引入细晶氧化铝微粒，该微粒在烧结的过程中本身并不参加高温反应，只不过它的存在增加了不同物相的结合力(就像墙体材料中的石子一样，使墙体更加坚固)，起到优化结构的目的。同时，利用高温反应，瞬间原位自生成纤维状3A1203 *2Si02莫莱石，莫来石纤维与瓷体中的粒状晶体强韧化形成复合结构，纤维状的莫莱石具有较大的比表面积和表面能与微粒状的刚玉依靠强有力的晶界力相结合，一方面纤维状莫来石分布在刚玉、方石英颗粒之间，形成纤维/颗粒结构，另一方面，微粒状的刚玉具“细晶化”结构，均匀弥散在的方石英晶体周围，形成了颗粒/颗粒二次叠加。“双重复合”导致了立体复合结构的形成，有效的改善了瓷体的微结构，由于各个不同的相是在相同温度、环境和条件下形成的，致使纤维增强相与颗粒增强相及气孔相之间具有很好的应力相容性和润湿性，有效的改善和优化了瓷体的微结构，对提高瓷体的强度和韧性起到了决定性的作用，从而使该环保型蜂窝陶瓷蓄热体的综合性能有了很大的提高。
[0031]发明的效果
[0032]本发明在大量引入废矿渣和优化工艺流程的基础上，以干法生产为设计理念(可减少污染)，以大功率0)2激光器作为烧结能量源，以焦炭作为辅助的热源，将复合材料的理念整合于非致密的材料之中，并应用新的装饰手段提供一种环保型蜂窝陶瓷蓄热体的制备方法。在瓷体组成中引入细晶氧化铝微粒，利用高温反应，瞬间原位自生成纤维状莫莱石，与瓷体中的粒状晶体强韧化形成复合结构，“双重复合”立体结构的形成，有效的改善了瓷体的微结构；将不同的化学组成和不同的微结构进行优化组合，采取“一次成型，两次激光烧成”的做法，利用激光烧结方法，通过功率连续可调的方式使陶瓷坯体在短时间内经历从低温到高温的蜕变，并在高温阶段适当保温，瞬间完成坯体内的高温物化反应。既化解了陶瓷脆性大的难题，又做到了短时烧成，节约了生产成本和时间成本，既消耗了大量的废矿渣，又达到了清洁无污染绿色生产的目 的。
[0033]本发明的效果体现在:
[0034](I)将新的烧结方法应用于传统的陶瓷制备之中，提供一种环保型蜂窝陶瓷蓄热体的制备方法，以大功率CO2激光器作为清洁的烧结能量源，以焦炭作为辅助的热源，在坯体中引入适量的焦炭(粉)的同时，通过激光功率连续可调的方式，一方面引燃坯体内的焦炭，焦炭燃烧后既能产生高热量，又可释放少量的气体，形成气孔；另一方面使陶瓷坯体内的各组分在短时间内经历从低温到高温的蜕变，并在高温阶段适当保温，瞬间完成坯体内的高温反应，彻底改变传统陶瓷生产的高耗能、高污染的现状，做到绿色清洁生产。
[0035](2)在制备工艺上以干法生产为基础(可减少污染)，优化工艺流程和工艺参数，采取“一次成型，两次激光烧成”的方式，化解了陶瓷脆性大的难题，又做到了短时烧成，节约了生产成本和时间成本，既消耗了大量的废矿渣，又达到了清洁无污染生产的目的。
[0036](3)将复合材料的理念整合于非致密的蜂窝陶瓷蓄热体材料之中，一方面在瓷体组成中引入细晶氧化铝微粒，另一方面利用高温反应，瞬间原位自生成纤维状3Al203 *2Si02莫莱石，使瓷体中既有高强度的弥散一细晶态的粒状/粒状晶体结构，又有增强增韧的纤维/粒状弥散化的晶体结构，“双重复合”导致了立体结构的形成，有效的改善了瓷体的微结构，致使纤维增强相与颗粒增强相及气孔相之间具有很好的应力相容性和润湿性，有效的改善和优化了瓷体的微结构，对提高瓷体的强度和韧性起到了决定性的作用，从而使该蜂窝陶瓷蓄热体的综合性能有了很大的提高。
[0037](4)本发明的主要原料是工业生产中不可避免排放的废矿渣，废料(红页岩废料、废矿渣、废玻璃)的利用率达到了 70~85%，用废矿渣制备环保型蜂窝陶瓷蓄热体不仅有助于节约天然资源，降低生产成本，还有利于环境保护。本发明的环保型蜂窝陶瓷蓄热体为绿色清洁无污染生产，产品具有强度高、抗热震性良好、加工能耗低，生产周期短，绿色清洁无污染的生产优势。该蜂窝陶瓷蓄热体的抗折强度为35~42MPa、真密度为2.2~2.4g/cm3、吸水率0.2~0.9%，气孔分布均匀，平均尺寸为10~20 μ m，蓄热体使用温度1000~1250°C，可满足蓄热式热力焚化炉(RTO)装置中蓄热材料的性能要求。
【具体实施方式】
[0038]实施例:
[0039](I)将所用的原料分别放入球磨机中干磨，以氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的质量比为2:1，分别研磨2h之后过325目筛，分别得到红页岩废料、磷矿渣、废玻璃、石灰石、滑石和焦炭粉；
[0040](2)取过筛后的红页岩废料、磷矿渣、废玻璃、石灰石、滑石、焦炭粉和氧化铝粉(氧化铝粉中Al2O3含量>98%，粒度为3~5μπι)，按质量份红页岩废料:磷矿渣:废玻璃:石灰石:滑石:焦炭粉:氧化铝粉=20: 55: 10: 5: 3: 5: 2，将配好的料一同放入球磨机中干磨，以氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的质量比为2:1，研磨Ih,并加入6wt%的粘结剂(PVA)，球磨混匀并过40目筛形成混合料；
[0041](3)将混合料置于压力成型模具中，在30Mpa的压力下压制成型，经干燥后成为待烧坯体；
[0042](4)将待烧坯体的一面朝上放在多孔氧化铝耐火材料的支架上，以功率(连续可调)为2500W，波长为10.6 μ m的CO2激光器作为烧结能量源，进行激光烧结，升温时间60s，功率密度650w/cm2，保温时间500s，降温时间350s ;再将坯体沿水平方向旋转180°即将坯体的另一面朝上放在耐火材料的支架上，以相同的烧结参数，再次激光烧结，即得蜂窝体；
[0043](5)将蜂窝体周边凹凸不平的边缘以切、磨、抛工艺取直，即得环保型蜂窝陶瓷蓄热体。制得样品I。
[0044]实施例2:
[0045](I)将所用的原料分别放入球磨机中干磨，以氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的质量比为3:1，分别研磨0.5h之后过325目筛，分别得到红页岩废料、铅锌矿尾矿、废玻璃、石灰石、滑石和焦炭粉；
[0046](2)取过筛后的红页岩废料、铅锌矿尾矿、废玻璃、石灰石、滑石、焦炭粉和氧化铝粉(氧化铝粉中Al2O3含量>98%，粒度为3~5 μ m)，按质量份红页岩废料:铅锌矿尾矿:废玻璃:石灰石:滑石:焦炭粉:氧化铝粉=25: 40: 10: 9: 5: 8: 3，将配好的料一同放入球磨机中干磨，以氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的质量比为3:1，研磨0.5h，并加入6wt%的粘结剂(PVA)，干磨混匀并过40目筛形成混合料；
[0047](3)将混合料置于压力成型模具中，在30Mpa的压力下压制成型，经干燥后成为待烧坯体；
[0048](4)将待烧坯体的一面朝上放在多孔氧化铝耐火材料的支架上，以功率(连续可调)为2500W，波长为10.6 μ m的CO2激光器作为烧结能量源，进行激光烧结，升温时间65s，功率密度640w/cm2，保温时间520s，降温时间340s ;再将坯体沿水平方向旋转180°即将坯体的另一面朝上放在耐火材料的支架上，以相同的烧结参数，再次激光烧结，即得蜂窝体；
[0049](5)将蜂窝体周边凹凸不平的边缘以切、磨、抛工艺取直，即得环保型蜂窝陶瓷蓄热体。制得样品2。
[0050]实施例3:
[0051](I)将所用的原料分别放入球磨机中干磨，以氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的质量比为2.3:1，分别研磨1.8h之后过325目筛，分别得到红页岩废料、铝矾土矿渣、废玻璃、石灰石、滑石和焦炭粉；
[0052](2)取过筛后的红页岩废料、铝矾土矿渣、废玻璃、石灰石、滑石、焦炭粉和氧化铝粉(氧化铝粉中Al2O3含量>98%，粒度为3~5μπι)，按质量份红页岩废料:铝矾土矿渣:废玻璃:石灰石:滑石:焦炭粉:氧化铝粉=20: 40: 15: 10: 4: 10: 1，将配好的料一同放入球磨机中干磨，以氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的质量比为2.3:1，研磨0.8h，并加入6wt%的粘结剂(PVA)，干磨混匀并过40目筛形成混合料；
[0053](3)将混合料置于压力成型模具中，在30Mpa的压力下压制成型，经干燥后成为待烧坯体；
[0054](4)将待烧坯体的一面朝上放在多孔氧化铝耐火材料的支架上，以功率(连续可调)为2500W，波长为10.6 μ m的CO2激光器作为烧结能量源，进行激光烧结，升温时间70s，功率密度630w/cm2，保温时间530s，降温时间320s ;再将坯体沿水平方向旋转180°即将坯体的另一面朝上放在耐火材料的支架上，以相同的烧结参数，再次激光烧结，即得蜂窝体；
[0055](5)将蜂窝体周边凹凸不平的边缘以切、磨、抛工艺取直，即得环保型蜂窝陶瓷蓄热体。制得样品3。
[0056]实施例4:
[0057](I)将所用的原料分别放入球磨机中干磨，以氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的质量比为2.6:1，分别研磨1.5h之后过325目筛，分别得到红页岩废料、锰矿渣、废玻璃、石灰石、滑石和焦炭粉；
[0058](2)取过筛后的红页岩废料、锰矿渣、废玻璃、石灰石、滑石、焦炭粉和氧化铝粉(氧化铝粉中Al2O3含量>98%，粒度为3~5μπι)，按质量份红页岩废料:锰矿渣:废玻璃:石灰石:滑石:焦炭粉:氧化铝粉=30: 44: 10: 7: 3: 5: 1，将配好的料一同放入球磨机中干磨，以氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的质量比为2.5:1，研磨0.7h，并加入6wt%的粘结剂(PVA)，干磨混匀并过40目筛形成混合料；
[0059](3)将混合料置于压力成型模具中，在30Mpa的压力下压制成型，经干燥后成为待烧坯体；
[0060](4)将待烧坯体的一面朝上放在多孔氧化铝耐火材料的支架上，以功率(连续可调)为2500W，波长为10.6 μ m的CO2激光器作为烧结能量源，进行激光烧结，升温时间75s，功率密度620w/cm2，保温时间540s，降温时间310s ;再将坯体沿水平方向旋转180°即将坯体的另一面朝上放在耐火材料的支架上，以相同的烧结参数，再次激光烧结，即得蜂窝体；
[0061](5)将蜂窝体周边凹凸不平的边缘以切、磨、抛工艺取直，即得环保型蜂窝陶瓷蓄热体。制得样品4。
[0062]实施例5:
[0063](I)将所用的原料分别放入球磨机中干磨，以氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的质量比为2.8:1，分别研磨Ih之后过325目筛，分别得到红页岩废料、钥矿渣、废玻璃、石灰石、滑石和焦炭粉；[0064](2)取过筛后的红页岩废料、钥矿渣、废玻璃、石灰石、滑石、焦炭粉和氧化铝粉(氧化铝粉中Al2O3含量≥98%，粒度为3~5μπι)，按质量份红页岩废料:钥矿渣:废玻璃:石灰石:滑石:焦炭粉:氧化铝粉=20: 50: 11: 6: 3: 8: 2，将配好的料一同放入球磨机中干磨，以氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的质量比为2.8:1，研磨0.6h，并加入6wt%的粘结剂(PVA)，干磨混匀并过40目筛形成混合料；
[0065](3)将混合料置于压力成型模具中，在30Mpa的压力下压制成型，经干燥后成为待烧坯体；
[0066](4)将待烧坯体的一面朝上放在多孔氧化铝耐火材料的支架上，以功率(连续可调)为2500W，波长为10.6 μ m的CO2激光器作为烧结能量源，进行激光烧结，升温时间80s，功率密度600w/cm2，保温时间550s，降温时间300s ;再将坯体沿水平方向旋转180°即将坯体的另一面朝上放在耐火材料的支架上，以相同的烧结参数，再次激光烧结，即得蜂窝体；
[0067](5)将蜂窝体周边凹凸不平的边缘以切、磨、抛工艺取直，即得环保型蜂窝陶瓷蓄热体。制得样品5。
[0068]表1各实施例中广品性能指标检测结果
[0069]
【权利要求】
1.一种利用废矿渣制备环保型蜂窝陶瓷蓄热体的方法，其特征在于: 1)将红页岩废料、废矿渣、废玻璃、石灰石、滑石和焦炭粉分别放入球磨机中干磨，之后过325目筛，分别得到红页岩废料、废矿渣、废玻璃、石灰石、滑石和焦炭粉； 2)取过筛后的红页岩废料、废矿渣、废玻璃、石灰石、滑石、焦炭粉和氧化铝粉，按质量份数红页岩废料:废矿渣:废玻璃:石灰石:滑石:焦炭粉:氧化铝粉=(20~30): (40 ~55): (10 ~15): (5 ~10): (3 ~5): (5 ~10): (I ~3)进行配料，将配好的料一同放入球磨机中并加入配料质量6%的粘结剂PVA，球磨混匀并过40目筛形成混合料； 3)将混合料置于压力成型机的模具中，在30MPa的压力下压制成型，经干燥后成为待烧坯体； 4)将待烧坯体的一面朝上放在多孔氧化铝耐火材料的支架上，以大功率CO2激光器作为烧结能量源，进行激光烧结，之后再将坯体沿水平方向旋转180°即将坯体的另一面朝上放在耐火材料的支架上，以大功率CO2激光器作为烧结能量源，再次激光烧结，冷却后即得蜂窝体； 5)将蜂窝体周边凹凸不平的边缘以切、磨、抛手段取直，即得环保型蜂窝陶瓷蓄热体。
2.根据权利要求1所述的利用废矿渣制备环保型蜂窝陶瓷蓄热体的方法，其特征在于:所述的废矿渣为选矿产生的废渣，包括黄金尾矿废渣、铅锌矿尾矿废渣、磷矿废渣、铁矿废渣、锰矿废渣、钥矿废渣、钛矿渣、钡矿渣、铬矿渣、钴矿渣、钒矿渣、锑矿废渣、汞矿废渣、铜矿废渣、石英矿废渣、稀土尾矿废渣、长石矿渣、铝矾土废渣、煤矸石废渣、粉煤灰废渣、高铝粘土废渣、高炉炼渣中的一种或多种任意比例的混合物。
3.根据权利要求1所述的利用废矿渣制备环保型蜂窝陶瓷蓄热体的方法，其特征在于:所述的废玻璃为各种不同组成，不同形状、不同颜色、不同用途的玻璃及边角料，包括:钠钙硅玻璃、石英玻璃、高桂氧玻璃、铅硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃；如窗玻璃、平板玻璃、汽车玻璃、玻璃幕墙、啤酒瓶、烧杯、显示玻璃、显像管玻璃、太阳能真空管其中的一种或多种任意比例的混合物。
4.根据权利要求1所述的利用废矿渣制备环保型蜂窝陶瓷蓄热体的方法，其特征在于:所述的干磨是利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的质量比为(2~3):1，分别研磨0.5~2h。
5.根据权利要求1所述的利用废矿渣制备环保型蜂窝陶瓷蓄热体的方法，其特征在于:所说的焦炭为工业焦炭，质量要求指标为:固定炭的质量分数大于等于75%，硫的质量分数小于等于0.5%，挥发分的质量分数小于等于1.5%，灰分的质量分数小于等于15%。
6.根据权利要求1所述的利用废矿渣制备环保型蜂窝陶瓷蓄热体的方法，其特征在于:所述步骤(2)的球磨是利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的质量比为(2 ~3): 1，研磨 0.5 ~Ih。
7.根据权利要求1所述的利用废矿渣制备环保型蜂窝陶瓷蓄热体的方法，其特征在于:所说的氧化铝粉粒度为3~5 μ m，Al2O3含量≥98%。
8.根据权利要求1所述的利用废矿渣制备环保型蜂窝陶瓷蓄热体的方法，其特征在于:所说的激光烧结是以功率为2500W(连续可调)，波长为10.6 μ m的CO2激光器作为烧结能量源，升温时间60~80s，功率密度600~650w/cm2，保温时间500~550s，降温时间300~350S
【文档编号】C04B35/622GK103992099SQ201410213781
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】陈平, 殷海荣, 刘锦涛, 袁文韬, 李轲 申请人:陕西科技大学