一种利用固体工业废弃物制备的发泡陶瓷板材及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种利用固体工业废弃物制备的发泡陶 瓷板材及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 墙体保温是建筑节能中的关键，外墙保温由于其施工比较方便而成为建筑行业 的首选，尤其适合北方等寒冷地区。建筑外墙保温材料是影响建筑节能一个重要的影响因 素。目前有机保温材料几乎占领了国内建筑保温材料市场，有。机类保温材料主要包括发 泡聚苯板（EPS)、挤塑聚苯板（XPS)、喷涂聚氨酯（SPU)、聚苯颗粒等。其优点主要是质轻、 致密性高、保温隔热性好，但也存在许多缺点，如不耐老化、变形系数大、稳定性差、安全稳 固性差、易燃烧、生态环保性很差、施工难度大、成本较高等 发泡陶瓷是20世纪70年代发展起来的一种新型材料，由于它具有气孔率高、热导率 低、重量轻、硬度高、抗热震、耐高温、耐腐蚀及良好的机械强度等优良性能，可作为理想的 建筑保温隔热材料。目前，制备发泡陶瓷的方法主要有粉末坯体发泡法和浆料发泡法。粉 末坯体发泡法是采用碳酸钙、氢氧化钙、硫酸铝和双氧水等发泡剂，制得生坯，再烧结获得 发泡陶瓷的制备工艺；浆料发泡法是利用陶瓷悬浮液进行发泡，经干燥脱模再烧结的工艺。 但是，现有的发泡陶瓷板大都采用价格昂贵的矿石和精细陶瓷作为主要原料，生产成本高 昂且生产过程需要消耗大量资源，使得发泡陶瓷保温板得不到广泛的应用。
[0003] 分子筛催化剂是石油炼制工艺中将重质烃类裂解为轻质烃类所需用的催化剂。通 常使用时分子筛催化剂几经磨损，其表面积逐渐减小，比重减轻，失去原有活性而成为废弃 物。经调研了解，仅抚顺石油二厂每年约有500吨废分子筛。分子筛催化剂的主要化学成 分为活性氧化铝、二氧化硅。使用一段时间后的废弃的分子筛催化剂催化能力降低，但主要 含量没有多大的改变，对这些富含硅铝的废弃物弃之不用，不但造成环境污染而且还是资 源的浪费。
[0004] 粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国是个产煤大国，以煤炭为电力生产 基本燃料，随电力工业发展，燃煤电厂粉煤灰排放量逐年增加，2000年粉煤灰排放量约为 1. 5亿吨，2010年达到3亿吨。大量粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水 系会造成河流淤塞，而其中有毒化学物质还会对人体和生物造成危害，大量粉煤灰的排放 给我国国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。另一方面，我国又是人均占有资源储量 有限的国家，粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，是我国经济建设中一项重要技术经 济政策，是解决我国电力生产环境污染，资源缺乏之间矛盾的重要手段。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于充分利用现有资源，选用富含硅铝的固体工业废料作为生产原 料，提供一种工艺简单，成本低廉，密度低、强度高、导热系数低、隔音效果好的利用固体工 业废弃物制备的发泡陶瓷板材及其制备方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是： 一种利用固体工业废弃物制备的发泡陶瓷板材，其特征在于，由以下重量份的组分制 备得到：粉煤灰50-60份、废分子筛催化剂10-20份、废陶瓷8-16份、取暖炉渣5-10份、废 玻璃5-10份、白云石10-20份、阴离子表面活性剂2-4份、硅树脂聚醚乳液0. 5-1. 5份、发 泡剂0. 5-1. 5份、分散剂0. 1-0. 5份、水150-200份。
[0007] 优选的，由以下重量份的组分制备得到：粉煤灰55份、废分子筛催化剂15份、废 陶瓷12、取暖炉渣8、废玻璃7份、白云石15份、阴离子表面活性剂3份、硅树脂聚醚乳液1 份、发泡剂1份、分散剂〇. 3份、水175份。
[0008] 进一步地，所述阴离子表面活性剂为对十二烷基硫酸钠，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸 钠或α-烯基磺酸钠中的一种或多种。进一步优选的，所述阴离子表面活性剂为对十二烷 基硫酸钠。
[0009] 优选的，所述发泡剂为淀粉。所述分散剂为木质磺酸钠。
[0010] 一种上述利用固体工业废弃物制备的发泡陶瓷板材的制备方法，其特征在于包括 以下步骤：（1)按比例称取原料，将除水以外的所有原料放入球磨机中进行球磨混合，球 磨至小于6mm颗粒料，加入水进行湿法球磨；（2)将球磨好的原料预热至60-80°C，送入喷 雾干燥塔干燥，将干燥好的粉料倒入窑车并刮平；（3)在连续式隧道窑中烧结，烧结温度为 1120-1160°C，保温0. 5-2小时；（4)冷却，烧制所得的制品经切割加工成所需要的尺寸即 可。
[0011] 优选的，上述步骤（2)中的预热温度为70°C，步骤（3)烧结温度为1140°C，保温时 间为1小时。
[0012] 本发明具有的优点和积极效果是： (1) 本发明的提供的利用固体工业废弃物制备的发泡陶瓷板材，可作为轻质多孔材料， 可提高墙体强度、增加刚性、降低建筑物重量，可作为高效保温隔热材料；可作为建筑防火 材料，彻底杜绝由保温材料导致的火灾事故；可作为刚性防水保温材料，对提高建筑物防水 防潮，维持建筑功能的长效性，具有显著地促进和保障作用；可作为隔音降噪材料，广泛应 用于建筑内，外墙体隔音，地铁隧道降噪内衬、噪音源隔音屏障等众多场合；作为绿色生态 建筑材料，本发明选用了粉煤灰、废玻璃、废分子筛催化剂、取暖炉渣等工业废弃物，充分发 挥不同固体废物之间的协同作用，生产得到符合国家标准的建筑材料，不仅可实现工业固 体废物的综合利用，还能减少固废排放对环境的污染； (2) 本发明选用白云石是碳酸钙和碳酸镁的复盐，在发泡陶瓷板的制备过程中起熔剂 作用，能降低烧结温度，促进莫来石的生成，还能起到发泡剂的作用；废玻璃熔点低，降低了 发泡陶瓷板材的烧结温度，节能降耗；分散剂降低物料团聚现象，减少湿法球磨用水量； (3) 本发明所用阴离子表面活性剂不仅能够作为发泡剂使用，还能够降低气-液界面 张力，使泡沫体系相对稳定，阻碍了泡沫的接近和聚集；本发明选用硅树脂聚醚乳液，通过 改变分子内部排列顺序，使表面活性剂泡与泡之间排列紧密整齐，从而形成致密的内层膜， 使得抗压能力特别强，能够控制气泡液膜的结构稳定性，使表面活性剂分子在气泡的液膜 有秩序的分布，赋予泡沫良好的弹性和自修复能力，从而达到特别理想的稳泡作用，进而得 到孔隙分布均匀的板材； (4)本发明将化学发泡剂、物理发泡剂和表面活性剂三种发泡剂复合使用， 发泡能力特别强，单位体积产泡量大，泡沫非常稳定，可长时间不消泡，泡沫细腻，和使 用介质的相容性好等。
[0013] 下面通过实施例对本发明进行具体描述和说明： 实施例1 一种利用固体工业废弃物制备的发泡陶瓷板材，由以下重量份的组分制备得到：粉煤 灰50份、废分子筛催化剂10份、废陶瓷8份、取暖炉渣5份、废玻璃5份、白云石10份、阴 离子表面活性剂2份、硅树脂聚醚乳液0. 5份、发泡剂0. 5份、分散剂0. 1份、水150份。
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