熔渣制备泡沫陶瓷的方法
【专利摘要】一种利用冶镍熔渣制备泡沫陶瓷的方法，选用由红土镍矿提炼镍铁后排放的冶镍水淬熔渣(以下简称熔渣)为主要原料，添加适量高岭土和氧化铝粉，按以下工艺流程制得。冶镍水淬熔渣拣选→粉碎→筛分→称量→加入高岭土→加入氧化铝粉→混料→成型→烧结。其特点在于选用红土镍矿提炼镍铁后排放的冶镍水淬熔渣做主要原料，不使用发泡剂也不使用模板，依靠熔渣与高岭土和氧化铝粉在高温时发生的化学反应，在烧结体中形成分布均匀大小可控的孔洞，最终制成莫来石质的泡沫陶瓷。该泡沫陶瓷的抗压强度高，硬度大，孔径调控简单方便，颜色均匀美观，成本低廉，充分利用了熔渣，变废为宝。
【专利说明】熔渣制备泡沬陶瓷的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于泡沫陶瓷材料制备领域，涉及一种利用工业废弃物冶镍水淬熔渣(以下简称熔渣)制备多孔泡沫陶瓷的制造方法。
【背景技术】
[0002]镍是一种重要的金属元素，由红土镍矿提炼镍铁后排放的冶镍水淬熔渣产量很大，该熔渣含有较多量的硅、镁、钙元素，还含有少量镍铁等重金属杂质，目前，熔渣综合利用得还很少，大部分直接堆放或用做铺路材料，存在潜在的环境危害，熔渣的价值没有得到体现。
[0003]熔渣中含有很多有用的元素，利用熔渣制备泡沫陶瓷，既固化了其中的有害元素，又开发了新的陶瓷原料，提升了熔渣的价值，避免潜在的环境危险，增加企业的经济效益。
[0004]多孔的泡沫陶瓷具有保温隔热、吸音绝缘、耐高温阻燃烧等优点，广泛用于建筑保温阻燃领域，部分抗压强度高的泡沫陶瓷兼具承重材料的功能，在现代节约能源、保护环境的要求下，优质高强度的泡沫陶瓷作为良好的建筑保温材料，越来越受到重视。
[0005]泡沫陶瓷的种类很多，包括碳化硅质的、氧化铝质的、镁橄榄石质的等等。材质的不同，泡沫陶瓷的制备方法和成本以及材料的用途也不尽相同。
[0006]目前，泡沫陶瓷的制备方法，一般有模板法、发泡剂法、骨料烧结法等等，建筑用泡沫陶瓷最常用最简单的制备方法是加入发泡剂的方法。
[0007]申请号CN201410063522发明的一种氧化锆泡沫陶瓷的制备方法，采用氧化锆陶瓷粉体做主要原料，加入到聚醚或聚酯多元醇与催化剂、表面活性剂和发泡剂的混合物中搅拌，再加入固化剂，成型烧结后获得。
[0008]申请号CN201410094470发明的一种保温泡沫陶瓷材料的制备方法，使用的主要原料是活性凹凸棒土和硅烷偶联剂，仍然需要使用发泡剂和多种辅助助剂，而且原料要经过多次的分散研磨混合干燥，最后才能获得理想的混合料，经过烧结形成泡沫陶瓷材料。
[0009]申请号CN201310324533发明的利用固体废弃物制备泡沫陶瓷自保温墙体材料的方法，其原料由主料、外加剂组成。主料为铬渣、煤矸石、陶瓷抛光废渣、钠长石、膨润土按25-35%: 19-27%: 20-26%: 17-25%: 1-6%的配比组成，再在主料中加入外加剂，经混合均匀、过筛后放入模具中，压制成形、干燥，在1120-1180°C下强还原性气氛烧成。
[0010]现有的多种泡沫陶瓷制备方法，虽然有些利用了铬渣、煤矸石等废弃物，但没有利用冶镍水淬熔渣做泡沫陶瓷原料的，而且，不使用模板制备的泡沫陶瓷，都需要加入发泡剂、助剂等多种辅助原料，存在着原料和辅助材料种类较多，配料工序复杂多样，工艺过程困难重现率低等缺点。
【发明内容】
[0011 ] 本发明根据红土镍矿冶镍排放的水淬熔渣的特点，针对目前优质建筑保温材料的需求，采用红土镍矿提炼镍铁后排放的水淬熔渣为主要原料，适当添加高岭土和氧化铝粉，简单机械混合后制成配合料。
[0012]这种配合料中各原料的含量为，熔渣的含量范围是30% -60%，普通高岭土的含量范围为30% -60%，氧化铝粉的含量范围为5% -20%。
[0013]这种配合料的成型方法可以采用干粉成型的方法，即将混合料装入一定形状的耐火容器中平铺成生坯；也可以采用塑性成型的方法，在配合料中添加适量水分制成可塑泥料，塑性成型成需要形状的生坯。
[0014]将成型好的泡沫陶瓷生坯干燥后，采用常规烧结工艺，适当调整烧结温度制度，SP可获得不同孔径率的泡沫陶瓷。
[0015]实现本发明所采用的具体技术方案是:1)、选择红土镍矿提炼镍铁后排放的熔渣为主要原料，该熔渣在配合料中的含量范围是30% -60%。2)、添加普通高岭土，含量为30%-60%。3)、添加5%-20%的氧化铝粉。4)、称量熔渣、普通高岭土和氧化铝粉这三种原料，然后进行简单的机械混合，即成为合适的配合料。5)、将这种配合料放入耐火容器中，平铺成生坯，然后在高温炉中高温烧结，即可获得泡沫陶瓷。6)、还可以将这种配合料与适当的水调和，制成可塑泥料，塑性成型成生坯，干燥后，在高温炉中高温烧结，即可获得泡沫陶瓷。7)、该泡沫陶瓷的烧结温度制度为，以2-3°C /分的升温速度，由室温升至1100°C，然后以ο.5-rc /分的升温速度由1100°C升至最高烧结温度，再在最高烧结温度保温1-3小时，最高烧结温度的温度范围为1300°C -1450°C。
[0016]本泡沫陶瓷使用的原料熔渣，为红土镍矿提炼镍铁排放的多批次冶镍水淬熔渣的混合物，其平均化学组分含量见表1。
表1熔渣平均化学组分含量表
【权利要求】
1.一种泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于采用红土镍矿提炼镍铁排放的冶镍水淬熔渣为主要原料，冶镍水淬熔渣含量范围为30% -60%，添加30% -60%的普通高岭土，添加5%-20 %的氧化铝粉，三种原料简单机械混合制成配合料，采用干粉末平铺成型或塑性成型的方法制成生坯，将生坯高温烧结而成。
2.按权利要求1所述的泡沫陶瓷，其特征在于该泡沫陶瓷的烧结工艺制度为，以2-3°C /分钟的升温速度由室温升温至1100°C，然后以0.5-1 °C /分钟的升温速度由1100°C升温至最高烧结温度，再在最高烧结温度保温1-3小时，最高烧结温度范围是13000C -1450°c。
3.—种制造如权利要求1所述泡沫陶瓷的制备工艺，使用的熔渣为红土镍矿提炼镍铁排放的多批次冶镍水淬熔渣的混合物，其平均化学组成为:
【文档编号】C04B33/132GK104177117SQ201410378454
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】张雯, 郝秋艳, 齐瑶瑶 申请人:河北工业大学