一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法与流程

文档序号：17086734发布日期：2019-03-13 22:56阅读：345来源：国知局

本发明属于固体废物材料利用技术领域，具体涉及一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法。

背景技术：

煤气化技术的应用是我国能源战略的重要一环，但同时也会产生大量的煤气化炉渣，一个百万吨级的以煤气化为核心技术之一的煤制气、煤制油项目每年会产生逾60万吨的煤气化炉渣，如果填埋处置，不仅环保效益差，而且成本高昂，企业负担沉重。因此，研究煤气化炉渣的减量化、资源化利用技术成为相关企业实现环保效益和经济效益兼得的关键所在。wagner等(wagnernj，matjierh，slaghuisjh，etal.characterizationofunburnedcarbonpresentincoarsegasificationash[j].fuel，2008，87(6)：683-691.)和matjie等(matjierh，vanalphenc.mineralogicalfeatureofsizeandsityfractionsinsasolcoalgasificationash，southafracaandpotentialby-products[j].fuel，2008，87(8/9)：1439-1445.)讨论了固定床煤气化残渣的未燃烧碳和矿物组成特性。王建友等(王建友.神华煤直接液化的催化加氢反应特性研究[d].大连：大连理工大学，2013.)采用tga、xrd技术及可燃物含量测定方法对气流床煤气化生成的粗渣和细渣的矿物组成、可燃物含量及反应活性进行分析。煤气化矿渣主要成分是sio2、al2o3、cao、feo等，同时含有大量的c元素。c元素是煤粉不完全燃烧造成的。acosta等(acostaa，iglesiasi，ainetom，etal.utilizationofigccslagandclaysterilesinsoftmudbricks(bypressing)foruseinbuildingbricksmanufacturing[j].wastemanagement，2002，22(8)：887-891.)利用气化炉渣(烧失量仅为2.64％)与黏土制备建筑用砖，当样品气化炉渣含量达到50％时可制得满足建筑用砖使用要求。

目前无机发泡材料的制备方法有很多种，例如以粉煤灰基体制成的发泡材料，以废玻璃基体制成的发泡材料等；但是以煤气化炉渣为基体，以cao-b2o3-sio2玻璃为发泡剂混合制成的泡沫材料在国内还未见有相关报道。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法，以煤气化炉渣为基体，以cao-b2o3-sio2玻璃为发泡剂制成闭气孔泡沫材料，对固体废弃物煤气化矿渣的综合利用有着重要的社会效益和经济效益。

本发明采用的技术方案是：

一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，由如下质量百分比的原料制成：煤气化炉渣60-80％和cao-b2o3-sio2玻璃20-40％。

本发明所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，其中，所述cao-b2o3-sio2玻璃由如下质量百分比的组分制成：caco331％、h3bo362％和sio27％。

本发明所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，其中，由如下质量百分比的原料制成：煤气化炉渣80％和cao-b2o3-sio2玻璃20％。

本发明所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配比准备原料，将cao-b2o3-sio2玻璃在1500℃下熔制，熔制完成后将玻璃淬冷，加入去离子水放入球磨机球磨至粒度d50在3～5μm之间，40℃烘干，制得cao-b2o3-sio2玻璃粉体，备用；

(2)在煤气化炉渣中加入去离子水球磨，待粒度d50达到3～5μm时，取出，将料浆烘干，制得煤气化炉渣粉体；

(3)将步骤(2)中所述煤气化炉渣粉体掺入步骤(1)中所述cao-b2o3-sio2玻璃粉体进行混合、球磨、烘干、压片等工序后，在高温下发泡即可以制成闭气孔泡沫材料，发泡温度为850-950℃。

本发明所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法，其中，步骤(3)中发泡温度为：850℃、875℃、900℃、925℃或950℃。

本发明所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法，其中，步骤(3)中发泡温度为950℃。

本发明所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料具有如下有益效果：

1.所述闭气孔泡沫材料完全是无机块状材料，为a级防火功能，900℃以下不变形、不燃烧；

2.气孔排列紧密且均为闭气孔，防水不渗透，抗冻性良好；

3.质轻，体积密度可以低到0.17g/cm³。

4.发泡温度低，950℃以下即可发泡，较大幅度地降低了能耗。

本发明所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，所述cao-b2o3-sio2玻璃由如下质量百分比的组分制成：caco331％、h3bo362％和sio27％，采用该原料配比的cao-b2o3-sio2玻璃作为发泡剂，发泡效果好，其它原料配比的cao-b2o3-sio2玻璃作发泡剂时，发泡效果不理想；且硼含量如果较多，会增加发泡剂的成本。

本发明所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，cao-b2o3-sio2玻璃20％与煤气化矿渣80％的混合粉体在950℃发泡效果最好，气泡为闭气孔，体积密度低至0.17g/cm³。

本发明所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法，通过合理设定发泡温度及cao-b2o3-sio2玻璃粉体与煤气化炉渣的粒度，得到所述闭气孔泡沫材料。如果粒度更细，会增加加工成本，粒度粗的话发泡效果欠佳，该制备方法工艺简单，成本较低。

附图说明

图1为本发明实施例1中所述的闭气孔泡沫材料的照片图；

图2为本发明实施例2中所述的闭气孔泡沫材料的照片图；

图3为本发明实施例3中所述的闭气孔泡沫材料的照片图；

图4为本发明实施例4中所述的闭气孔泡沫材料的照片图；

图5为本发明实施例5中所述的闭气孔泡沫材料的照片图。

下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

实施例1

一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，由如下质量百分比的原料制成：煤气化炉渣80％和cao-b2o3-sio2玻璃20％；所述cao-b2o3-sio2玻璃由如下质量百分比的组分制成：caco331％、h3bo362％和sio27％。