一种纤维增强堇青石砂锅及其制备方法与流程

本发明涉及废物循环利用技术领域，尤其涉及一种纤维增强堇青石砂锅及其制备方法。

背景技术：

粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：sio2、al2o3、feo、fe2o3、cao、tio2等。粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。

现在普遍认为中国粉煤灰的综合回收利用率能达到60％以上，但据2010年对中国粉煤灰的调查报告显示，实际情况可能连这个目标的一半都不到，中国目前的粉煤灰综合利用率只有30％左右，也就是说每年至少有2.63亿吨的粉煤灰需要在灰场进行处置贮存。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种纤维增强备堇青石砂锅及其制备方法，旨在解决现有技术中的粉煤灰利用不充分、污染环境等问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种纤维增强堇青石砂锅，包括以下重量百分比的原料：粉煤灰30-40％、菱镁矿20-30％、细纤维10-15％、粘土5-15％和烧结助剂10-30％。

在一个实施方式中，所述烧结助剂为钠长石和氧化铝。

在一个实施方式中，所述纤维增强堇青石砂锅，包括以下重量百分比的原料：粉煤灰30-40％、菱镁矿20-30％、细纤维10-15％、粘土5-15％、钠长石5-15％和氧化铝5-15％。

本发明还提供了一种制备所述纤维增强堇青石砂锅的方法，包括以下步骤：

步骤一：将粉煤灰、菱镁矿、细纤维、粘土以及烧结助剂投入球磨机中制得浆体；

步骤二：将步骤一中制得的所述浆体通过注浆成型制得素坯，再将所述素坯进行修坯、上釉处理；

步骤三：将步骤二中处理之后的所述素坯放入窑炉中进行高温烧结，最终得到堇青石陶瓷砂锅。

在一个实施方式中，所述烧结助剂为钠长石和/或氧化铝。

在一个实施方式中，所述钠长石的重量百分比为5-15％；所述氧化铝的重量百分比为5-15％。

在一个实施方式中，所述细纤维为陶瓷纤维。

在一个实施方式中，所述陶瓷纤维的长径比为(8-12)：1。

在一个实施方式中，所述高温烧结的温度为1200-1400℃。

在一个实施方式中，所述高温烧结的时间为90min-150min。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：与现有技术相比，本发明提供的一种纤维增强堇青石砂锅及其制备方法，将粉煤灰、菱镁矿、粘土以及烧结助剂按照一定质量百分比混合搅拌制浆，采用注浆成型，修坯、上釉、高温烧结过程，得到堇青石砂锅。通过该工艺，不仅可以充分利用固体废弃物粉煤灰，而且大幅度提高了固废产品的附加值，实现了固体废弃物的资源化循环利用，减少了因填埋占用的场地资源。烧结获得的堇青石砂锅热膨胀系数可达2.4×10^-6/℃。与普通的粘土质烧锅相比，热膨胀系数(一般粘土质烧锅的热膨胀系数为5.3-6.0×10^-6/℃)大幅度降低，使其具有优异的热稳定性。另外由于纤维的加入，使其韧性和强度都大大提高，进而使得陶瓷砂锅的寿命、性能都大大提高。因此本发明符合国家现有固体废弃物的状况，有利于在实践中推广，具有重要的经济、社会与生态环保意义。

附图说明

图1为本发明实施例的纤维增强堇青石砂锅的制备流程图；

图2为本发明实施例的纤维增强堇青石砂锅及其制备方法中堇青石xrd(x射线衍射)检测结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；除非另有说明，“缺口状”的含义为除截面平齐外的形状。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请一并参见图1至图2所示，本发明提供了一种纤维增强堇青石砂锅，包括以下重量百分比的原料：粉煤灰30-40％、菱镁矿20-30％、细纤维10-15％、粘土5-15％和烧结助剂10-30％。

优选的，烧结助剂为钠长石和氧化铝。

进一步的，一种纤维增强堇青石砂锅，包括以下重量百分比的原料：粉煤灰30-40％、菱镁矿20-30％、细纤维10-15％、粘土5-15％、钠长石5-15％和氧化铝5-15％。

本发明还提供了一种制备纤维增强堇青石砂锅的方法，包括以下步骤：

步骤一：将粉煤灰、菱镁矿、细纤维、粘土以及烧结助剂投入球磨机中制得浆体；

步骤二：将步骤一中制得的浆体通过注浆成型制得素坯，再将素坯进行修坯、上釉处理；

步骤三：将步骤二中处理之后的素坯放入窑炉中进行高温烧结，最终得到堇青石陶瓷砂锅。

优选的，烧结助剂为钠长石和/或氧化铝。

作为本发明一种制备纤维增强堇青石砂锅的方法的一种具体实施方式，钠长石的重量百分比为5-15％；氧化铝的重量百分比为5-15％。

作为本发明一种制备纤维增强堇青石砂锅的方法的一种具体实施方式，细纤维为陶瓷纤维；陶瓷纤维的长径比为(8-12)：1

作为本发明一种制备纤维增强堇青石砂锅的方法的一种具体实施方式，高温烧结的温度为1200-1400℃。

作为本发明一种制备纤维增强堇青石砂锅的方法的一种具体实施方式，高温烧结的时间为90min-150min。

需要说明的是，如图2所示，堇青石xrd(即x-raydiffraction的缩写，是x射线衍射，通过对材料进行x射线衍射，分析其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段)检测结果说明了烧结后材料的组成是为堇青石，由材料的本质组成决定了其热膨胀系数低。比普通粘土质陶瓷烧结后得到的是莫来石和石英组成的材料相比，其材料的本质热膨胀系数低。

本发明提供的一种纤维增强堇青石砂锅及其制备方法，与现有技术相比，将粉煤灰、菱镁矿、粘土以及烧结助剂按照一定质量百分比混合搅拌制浆，采用注浆成型，修坯、上釉、高温烧结过程，得到堇青石砂锅。通过该工艺，不仅可以充分利用固体废弃物粉煤灰，而且大幅度提高了固废产品的附加值，实现了固体废弃物的资源化循环利用，减少了因填埋占用的场地资源。烧结获得的堇青石砂锅热膨胀系数可达2.4×10^-6/℃。与普通的粘土质烧锅相比，热膨胀系数(一般粘土质烧锅的热膨胀系数为5.3-6.0×10^-6/℃)大幅度降低，使其具有优异的热稳定性。另外由于纤维的加入，使其韧性和强度都大大提高，进而使得陶瓷砂锅的寿命、性能都大大提高。因此本发明符合国家现有固体废弃物的状况，有利于在实践中推广，具有重要的经济、社会与生态环保意义。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。