一种利用无机建筑垃圾制备泡沫陶瓷的方法与流程

本发明涉及固体废弃物综合利用技术领域，特别是指一种利用无机建筑垃圾制备泡沫陶瓷的方法。

背景技术：

目前，每年竣工的房屋建筑面积为20亿m²，而预计到2020年，我国的建筑面积将新增加250～300亿m²。随着建筑面积的增加，建筑保温及建筑垃圾的产生都将大幅度增加，因此建筑保温产品原料的来源于建筑垃圾的处理将成为急要解决的重大问题。

废弃矿棉纤维及废玻璃是两类主要的建筑垃圾。矿棉纤维是无机保温材料的一种，常用于建筑保温，占到整个建筑保温市场产品的60％。在中国矿棉纤维的产量超过每年45.5万吨，在该过程及建筑翻新等过程中产生大量的废弃矿棉纤维。而目前，废弃矿棉纤维的回收利用面临两大问题：不同地区矿棉成分不同和矿棉纤维的超细颗粒对设备安全的影响。此外，废玻璃也是一种主要的无机建筑垃圾。据统计，中国每年废玻璃的产量超过320万吨，只有10％的综合重复利用率，大部分废玻璃都没有得到有效利用，甚至很大一部分作为土地填埋。建筑无机垃圾的低利用率不光造成环境的污染，也是一种资源的浪费。

泡沫陶瓷是一种由封闭的孔洞构成多孔材料。由于其独有的结构特点使其具有低密度、低导热、高强度和低吸水率的特点，所以泡沫陶瓷具有广泛的应用范围，如在宇航、化工、民用等多个领域应用广泛,开发泡沫陶瓷具有较好的应用前景。将泡沫陶瓷用于建筑保温和建筑围护结构基材，不光可以满足建筑围护结构强度要求，还可以起到保温隔热及隔声等效果。

利用无机建筑垃圾制备泡沫陶瓷，不仅有效利用无机建筑垃圾,避免了资源浪费,同时解决了由于无机建筑垃圾大量堆放造成的环境污染问题；此外，制备的泡沫陶瓷还具有很高的附加价值。因此，采用无机建筑垃圾制备高性能高附加价值的泡沫陶瓷变得至关重要。

技术实现要素：

本发明针对目前无机建筑垃圾循环再利用低，且大量堆放造成环境污染等缺点，提供一种利用无机建筑垃圾制备泡沫陶瓷的方法。

该方法充分利用无机建筑垃圾本身的化学组成及晶相构成的特点，(主要组成以sio2和al2o3为主，并以玻璃态为主)，结合添加剂的调节作用，采在碳酸钙为化学发泡剂，利用高温发泡的方法制备得到一种高性能的泡沫陶瓷，其具有很广的应用范围。

该方法首先将无机建筑垃圾与添加剂、发泡剂通过球磨混合均匀，加入粘结剂后，搅拌混匀，然后将所得物料干燥造粒后预压成型，采用高温化学发泡，最后经干燥后烧制得到泡沫陶瓷。

其中无机建筑垃圾主要包括废弃矿棉纤维和废玻璃；废弃矿棉纤维的成分为sio2：40～60％，al2o3：30～50wt％，fe2o3：1～5wt％，cao：1～4wt％，k2o：1～5％；废玻璃的成分为sio2：60～80％，al2o3：1～5wt％，mgo：1～5wt％，cao：10～15wt％，na2o：5～10％。

添加剂为磷酸钠，其中，磷酸钠占基本原料质量的0.3％～4％。

粘结剂为水玻璃，其中，粘结剂占基本原料质量的4％～15％。

发泡剂为碳酸钙，发泡剂用量为基本原料的0.5％～5％

该方法所制得的泡沫陶瓷表观密度为300～1200kg/m³，导热系数为0.100～0.250w/(m·k)。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明综合考虑了无机建筑垃圾本身的化学组成及晶相组成的特点，通过加入添加剂对主要原料进行调试，调节原料、添加剂和发泡剂的配比含量，严格控制制备过程的每个环节，使得发泡速度与基体软化的温度与时间相匹配，从而制备出孔径小于1mm，气泡分布均匀的低密度、高强度的泡沫陶瓷。本发明工艺流程短，设备简单，易操作，可充分利用无机建筑垃圾，且得到的产品应用范围广，附加值高，且对环境有保护作用。

附图说明

图1为本发明的利用无机建筑垃圾制备泡沫陶瓷的方法工艺流程图；

图2为本发明实施例制得泡沫陶瓷样品的扫描电镜图；

图3为本发明实施例制得泡沫陶瓷样品的外观形貌图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对目前无机建筑垃圾无法循环再利用，且大量堆放造成环境污染等问题，提供一种利用无机建筑垃圾制备泡沫陶瓷的方法。

如图1所示，该方法首先将陶瓷渣与添加剂、发泡剂通过球磨混合均匀，加入粘结剂后，搅拌混匀，然后将所得物料干燥造粒后预压成型，采用高温化学发泡，最后经干燥后烧制得到泡沫陶瓷。

在具体实施过程1，以无机建筑垃圾(60％废弃矿棉纤维，其成分为sio2：51.54％，al2o3：42.93wt％，fe2o3：1.28wt％，cao：1.57wt％，k2o：1.23％；40％废玻璃，其成分为sio2：72.23％，al2o3：1.07wt％，mgo：2.92wt％，cao：13.94wt％，na2o：5.10％)为主要原料，分别添加基本原料质量的4％的磷酸钠和3％的发泡剂碳酸钙，充分混合后再加入质量为基本原料质量的6％的粘结剂水玻璃。将混合好的原料进行搅拌均匀，干燥造粒，并在模具中预压成型。将胚体在马弗炉中按照事先制定好的烧结制度进行烧结，保温20min后自然冷却到室温，得到最终所要的样品。如图2和图3所示，分别为所得样品的扫描电镜和外观形貌图。

在具体实施过程2，以无机建筑垃圾(50％废弃矿棉纤维，其成分为sio2：51.54％，al2o3：42.93wt％，fe2o3：1.28wt％，cao：1.57wt％，k2o：1.23％；50％废玻璃，其成分为sio2：72.23％，al2o3：1.07wt％，mgo：2.92wt％，cao：13.94wt％，na2o：5.10％)为主要原料，分别添加基本原料质量的3％的磷酸钠和4％的发泡剂碳酸钙，充分混合后再加入质量为基本原料质量的6％的粘结剂水玻璃。将混合好的原料进行搅拌均匀，干燥造粒，并在模具中预压成型。将胚体在马弗炉中按照事先制定好的烧结制度进行烧结，保温20min后自然冷却到室温，得到最终所要的样品。

在具体实施过程中，以无机建筑垃圾(40％废弃矿棉纤维，其成分为sio2：51.54％，al2o3：42.93wt％，fe2o3：1.28wt％，cao：1.57wt％，k2o：1.23％；60％废玻璃，其成分为sio2：72.23％，al2o3：1.07wt％，mgo：2.92wt％，cao：13.94wt％，na2o：5.10％)为主要原料，分别添加基本原料质量的2％的磷酸钠和5％的发泡剂碳酸钙，充分混合后再加入质量为基本原料质量的5％的粘结剂水玻璃。将混合好的原料进行搅拌均匀，干燥造粒，并在模具中预压成型。将胚体在马弗炉中按照事先制定好的烧结制度进行烧结，保温20min后自然冷却到室温，得到最终所要的样品。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。