一种以泡沫玻璃废料为原料的泡沫玻璃生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及泡沫玻璃生产加工领域,具体涉及一种以泡沫玻璃废料为原料的泡沫 玻璃生产工艺。
【背景技术】
[0002] 泡沫玻璃是由碎玻璃、发泡剂、改性剂和促进剂等原料经过细粉碎和均匀混合后, 再经过预热、发泡、稳泡、退火等工艺制成的多孔状玻璃材料。
[0003] 泡沫玻璃内部包含大量直径为0.1~3mm的均匀气泡结构,表观密度为90~ 500kg/m3。泡沫玻璃是一种性能优良的绝热保温材料,且同时具备耐化学侵蚀、阻燃、防水、 防腐、不受虫蛀鼠啮等优良性能,化学性质稳定,对人体无毒、无放射性,被广泛用于石油、 化工、冷藏、建筑、国防等领域,特别适用于化工管道、石油储罐及煤气、热力管线的防腐保 温工程。
[0004] 泡沫玻璃的生产过程中会产生大量的边角料等废料,这些废料的材质为泡沫玻 璃,如果直接丢弃会造成环境污染,如果处理应用于其他场合,不但价格低廉至补贴不了运 费,同时也浪费社会资源。泡沫玻璃废料的市场价一般为400~800元每吨,一条泡沫玻璃 的美标生产线每天的原料用量约为30~40吨,如果能将泡沫玻璃废料直接作为原料进行 生产,经济和社会价值都十分可观。
[0005] 泡沫玻璃废料大小不一,由此导致堆积密度低,如果不及时进行处理,将会占据较 大的场地。如果是露天堆放,不仅影响环境,且淋湿之后的泡沫玻璃废料必须经过干燥方能 作为原料使用,否则会严重影响泡沫玻璃的质量,必须进行干燥。
[0006] 授权公告号为CN101328022B的发明专利文献公开了一种泡沫玻璃的循环生产 工艺,包括下述顺序步骤:备料:将玻璃原料配料、研磨、然后输送至粉仓;填充:粉仓中的 配料经称量后均匀的填充到经清扫和喷涂脱模剂的模盒中;振动:将模盒振动,使配料中 多余的空气排出;加压:对模盒中的配料进行加压;发泡:将模盒送入发泡窑,经烧结一发 泡一稳定一冷却一加热后制成毛坯;脱模:模盒出窑,将毛坯从模盒中取出,并推送进退火 窑退火;模盒循环:空模盒经冷却、清扫、喷涂脱模剂后循环用于步骤。
[0007] 该发明通过对泡沫玻璃生产工艺中所采用的设备进行改进,能够实现泡沫玻璃的 连续化生产,但是,对于泡沫玻璃废料的回收再利用,还需要对原料以及工艺进行进一步的 改进,使利用泡沫玻璃废料制备得到的泡沫玻璃仍具备优异的性能。
【发明内容】
[0008] 本发明提供了一种以泡沫玻璃废料为原料的泡沫玻璃生产工艺,不仅可以对泡沫 玻璃废料进行及时有效的处理,节省生产成本,同时,制备得到的泡沫玻璃具备良好的性 能。
[0009] -种以泡沫玻璃废料为原料的泡沫玻璃生产工艺,包括以下步骤:将原料混合均 匀后,依次经球磨、模压成型、发泡、退火,得到泡沫玻璃,原料的重量份组成如下:
[0010] 泡沫玻璃废料90~95
[0011] 发泡剂 0.1~0.3
[0012] 助熔剂 3~7;
[0013] 球磨后得到的粉料粒径为80~120ym;
[0014] 所述发泡的温控工艺为:以20~35°C/min的速率升温至400~450°C,然后以 5~10°C/min的速率升温至700~750°C,再以2~4°C/min的升温至830~900°C,并恒 温30~60分钟完成发泡。
[0015] 每天得到的泡沫玻璃废料首先进行粉碎(可以先采用破碎机进行破碎,然后送入 粉碎机进行粉碎),粉碎之前的泡沫玻璃废料的堆积密度一般小于l〇〇kg/m3,而破碎之后的 泡沫玻璃碎料的堆积密度一般大于l〇〇〇kg/m3,能够大大提高场地利用率。
[0016] 由于每天泡沫玻璃生产所用的原料不同,所产生的泡沫玻璃废料成分也略有差 异,每天每条生产线的泡沫玻璃废料大概为5~10吨,为了尽量减少泡沫玻璃废料的成分 差异对制得的泡沫玻璃性能产生影响,将每天的泡沫玻璃废料放置在至少两个单独的料仓 内,当泡沫玻璃废料的总量满足一天生产的需求时,同时开启多个料仓,将泡沫玻璃废料均 匀地载入中间仓。
[0017] 在中间仓内的泡沫玻璃废料中,加入发泡剂和助熔剂,得到混合料,然后将混合料 转移至球磨机中,球磨得到粉料。
[0018] 由于送入球磨机的是泡沫玻璃碎料,因此,球磨的时间可以大大缩短,耗电量明显 减少,设备损耗也会降低。
[0019] 为了最大程度地减少由于原料置换导致的生产波动,可以对生产设备进行相应的 改进,例如,可以增加一套超细粉碎机,专用于研磨泡沫玻璃碎料,这样做也可以使生产过 程更加省电。
[0020] 由于直接采用泡沫玻璃废料作为泡沫玻璃生产的原料,可以省却泡沫玻璃除杂 质、除尘、除湿等工序,显著降低人工成本、电力成本、噪音污染以及设备损耗,但是,泡沫玻 璃废料中已经添加了一定量的发泡剂、助熔剂等物质,重新回收利用时,需要考虑这些残留 物的影响,不能够直接采用以玻璃为原料生产泡沫玻璃的配方,而是需要重新对各原料的 配比、研磨后粉料的粒径、发泡以及退火的工艺进行相应的改进,以使制备得到的泡沫玻璃 的性能仍能够满足使用场合的需求。
[0021] 泡沫玻璃废料中残留的发泡剂不能够满足重新发泡的需求,还需要进行适量的补 充,发泡剂的使用量过少,不能满足发泡的需求;使用量过多,会导致泡沫玻璃内部孔径过 大且有连通孔,降低泡沫玻璃的强度。
[0022] 以泡沫玻璃废料作为原料时,会引入大量的A1203,A1203的引入能够起到稳泡作 用,还会提升泡沫玻璃的强度,但与此同时也会导致发泡温度升高,致使生产能耗升高。
[0023] 为了降低发泡温度,需要在泡沫玻璃废料中引入适量的助熔剂。助熔剂的加入量 要适当,否则会影响泡沫玻璃的强度。
[0024] 优选地,原料的重量份组成如下:
[0025] 泡沫玻璃废料91~94
[0026]发泡剂 0? 2 ~0? 25
[0027]助熔剂 4~6。
[0028] 进一步优选,原料的重量份组成如下:
[0029] 泡沫玻璃废料92
[0030]发泡剂 0? 2~0? 25
[0031] 助熔剂 4~6。
[0032] 各原料混合均匀后,采用球磨机球磨至合适粒径的粉料,粉料的粒径大,则膨胀性 差,会形成气孔粗大的泡沫玻璃,粉料的粒径过小,虽然膨胀性好,但是耗能大,且不利于发 泡剂分布均匀。优选地,球磨后得到的粉料粒径为90~110 ym。
[0033] 发泡工艺是泡沫玻璃生产过程中的关键步骤,升温速度太快,会导致泡沫玻璃中 的气孔大小不均。
[0034] 由于泡沫玻璃的导热系数小,退火冷却速度通常较慢,作为优选,所述退火的温控 工艺为:以10~15°c/min的速率降温至500~600°C并维持3.5~4.5h,然后以1~2°C/ min的速率降温至250°C,最后以0.5~2°C/min的速率降温至室温完成退火。
[0035] 作为优选,所述发泡剂为碳黑,所述助熔剂为碳酸钠、氟硅酸钠、硼酸、六偏磷酸钠 中的至少一种。
[0036] 碳黑作为发泡剂时,未反应的碳黑和液态玻璃的化学亲和力很小,几乎不被玻璃 所润湿,碳黑颗粒可以集中在气液相的界面上,起到稳定泡孔的作用。
[0037] 进一步优选,所述发泡剂为碳黑,所述助熔剂为碳酸钠和硼酸,原料的重量份组成 如下:
[0038]
【主权项】
1. 一种以泡沫玻璃废料为原料的泡沫玻璃生产工艺,包括以下步骤:将原料混合均匀 后,依次经球磨、模压成型、发泡、退火,得到泡沫玻璃,其特征在于,原料的重量份组成如 下: 泡沫玻璃废料 90~95 发泡剂 0. 1~0. 3 助熔剂 3~7 ; 球磨后得到的粉料粒径为80~120 μπι; 所述发泡的温控工艺为:以20~35°C /min的速率升温至400~450°C,然后以5~ 10°C /min的速率升温至700~750°C,再以2~4°C /min的升温至830~900°C,并恒温 30~60分钟完成发泡。
2. 如权利要求1所述的以泡沫玻璃废料为原料的泡沫玻璃生产工艺,其特征在于,原 料的重量份组成如下: 泡沫玻璃废料 91~94 发泡剂 0. 2~0. 25 助熔剂 4~6。
3. 如权利要求1或2所述的以泡沫玻璃废料为原料的泡沫玻璃生产工艺,其特征在于, 所述退火的温控工艺为:以10~15°C /min的速率降温至500~600°C并维持3. 5~4. 5h, 然后以1~2°C /min的速率降温至250°C,最后以0. 5~2°C /min的速率降温至室温完成 退火。
4. 如权利要求3所述的以泡沫玻璃废料为原料的泡沫玻璃生产工艺,其特征在于,所 述发泡剂为碳黑,所述助熔剂为碳酸钠、氟硅酸钠、硼酸、六偏磷酸钠中的至少一种。
5. 如权利要求4所述的以泡沫玻璃废料为原料的泡沫玻璃生产工艺,其特征在于,所 述发泡剂为碳黑,所述助熔剂为碳酸钠和硼酸,原料的重量份组成如下:
6. 如权利要求4所述的以泡沫玻璃废料为原料的泡沫玻璃生产工艺,其特征在于,所 述发泡剂为碳黑,所述助熔剂为氟硅酸钠和六偏磷酸钠,原料的重量份组成如下:
7. 如权利要求5所述的以泡沫玻璃废料为原料的泡沫玻璃生产工艺,其特征在于,所 述发泡的温控工艺为:以25~30°C /min的速率升温至450°C,然后以5~10°C /min的速 率升温至750°C,再以2~4°C /min的升温至830~860°C,并恒温30~60分钟完成发泡。
8.如权利要求6所述的以泡沫玻璃废料为原料的泡沫玻璃生产工艺,其特征在于,所 述退火的温控工艺为:以10~15°C /min的速率降温至600°C并维持3. 5~4. 5h,然后以 1~2°C /min的速率降温至250°C,最后以1~2°C /min的速率降温至室温完成退火。
【专利摘要】本发明公开了一种以泡沫玻璃废料为原料的泡沫玻璃生产工艺,包括以下步骤:将原料混合均匀后,依次经球磨、模压成型、发泡、退火,得到泡沫玻璃,原料的重量份组成如下:泡沫玻璃废料90~95;发泡剂0.1~0.3;助熔剂3~7;球磨后得到的粉料粒径为80~120μm;所述发泡的温控工艺为:以20~35℃/min的速率升温至400~450℃,然后以5~10℃/min的速率升温至700~750℃,再以2~4℃/min的升温至830~900℃,并恒温30~60分钟完成发泡。本发明不仅可以对泡沫玻璃废料进行及时有效的处理,节省生产成本,同时,制备得到的泡沫玻璃具备良好的性能。
【IPC分类】C03C6-02, C03B19-08
【公开号】CN104761130
【申请号】CN201510128070
【发明人】陈明德, 管金国, 俞一平, 鲁南
【申请人】江苏德和绝热科技有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月23日