一种微晶泡沫玻璃及其制备方法与流程

本发明涉及绿色建筑材料领域，具体为一种微晶泡沫玻璃及其制备方法。

背景技术：

黄金尾砂多属于硅酸盐类尾矿，主要组成为sio2和al2o3，黄金尾砂多以粉末形式存在，其堆存占用大量土地，浪费土地资源，堆存的尾砂容易发生塌方、滑坡、垮坝等严重事故，造成严重人员伤亡和经济损失，并且随着尾矿库坝体的增高，安全隐患日益增加，同时黄金尾砂中残留有大量药剂，比如氰化物、氯化物等有毒有害物质，渗入地下水，污染水源，并且干堆的尾砂产生大量粉尘，在风力推动下造成更大范围污染，如何实现黄金尾砂的废物利用成为一个亟待解决的问题。

与此同时，我国目前正处于经济转型升级的关键阶段，近三十年，城镇化率增长量超过四分之一，建筑物的面积在大幅度增加，已经达到了世界首位，建筑能耗在我国能源消耗中的总量超过了27％，并且每年城乡建设新建房屋近20亿平方米，这其中80％以上为高能耗建筑，其中空调与采暖能耗为建筑能耗的主要原因，约占60％～70％，为了合理利用资源，降低能耗，建筑节能已成为降低能耗的关键，我国建筑节能的核心就是对建筑物围护结构和采暖系统进行革新，尤其建筑物外墙围护结构节能技术的改进，保温材料的更新对社会及建筑能耗的降低具有极其重大的意义。

鉴于对建筑材料的更新，以及实现对废弃物的循环利用，本发明提供一种以黄金尾砂为主要原料的制备微晶泡沫的方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种利用黄金尾砂制备微晶泡沫玻璃的方法，该方法制备的微晶泡沫玻璃具有轻质高强、保温隔热、产品附加值高的特点。

本发明一方面提供一种微晶泡沫玻璃，由如下质量百分数的原料制备而成：基础玻璃粉94.8％-98.5％，碳化硅微粉0.2％-0.6％、氟硅酸纳1％-5％；

其中，所述基础玻璃粉由如下质量百分数的原料制备：黄金尾砂70％-80％、高炉矿渣5％-15％、膨润土2％-9％、纯碱5％-10％、三氧化二锑0.2％-0.5％、二氧化钛1％-3％。

本发明另一方面提供采用上述组分原料制备微晶泡沫的方法，其制备方法包括以下步骤：

s1.基础玻璃粉的制备：将生产原料黄金尾砂、高炉矿渣、膨润土、纯碱、三氧化二锑、二氧化钛球磨混合均匀后置于熔块炉内，经熔化、澄清、均化，水淬、粉磨后得到基础玻璃粉；

s2.微晶泡沫玻璃的制备：将步骤s1中制备的基础玻璃粉与碳化硅微粉、氟硅酸纳球磨混合均匀后送入高温炉内烧制；

优选的，所述步骤s1中，在熔块炉内，温度设置为1450-1500℃，保温时间为1-2h。

优选的，所述步骤s2中将混合料烧制前，还包括如下步骤：将球磨后的混合料，放入到内壁及底面铺有厚度1mm、耐火度1260℃硅酸铝纸的刚玉莫来石匣钵中刚玉莫来石匣钵中铺平压实后，混合料体积为匣钵体积的40％-50％。

优选的，所述步骤s2中还包括：将混合料送入高温炉内，自室温以10-15℃/min升温速率升温至400-600℃，再以5-10℃/min升温速率升温至700-800℃，随后以10-20℃/min升温速率升温至950-980℃，随后以15-20℃/min速率快速降温至600℃-650℃，保温1-2h，再以5-10℃/min升温速率升温至750℃-800℃，保温2-3h，之后随炉冷却至室温。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

(1)本发明利用黄金尾砂等其他配合料制备出基础玻璃，通过破碎粉磨，制得玻璃粉，再与发泡剂、助熔剂混合，通过二次加热制备得到微晶泡沫玻璃，本发明所述方法原料易得，固体废弃物利用率高，产品具有轻质、高强的特点，可以应用于冷库、建筑物墙体、地下输油管道等的领域；

(2)本发明所述方法以黄金尾砂为主要原料，制备出性能优良的微晶泡沫玻璃，其中黄金尾砂添加量接近80％，消耗了大量尾砂，减少了尾砂对生态环境的破坏，为尾砂的大宗化、高值化利用提供了新思路；

(3)本发明制得微晶泡沫玻璃体积密度为400-750kg/cm³,抗压强度5-15mpa,平均泡径0.1-0.5mm，产品力学性能指标优异，气孔分布均匀。

附图说明

图1是本发明实施例1所制备的黄金尾砂微晶泡沫玻璃xrd图；

图2是本发明实施例1所制备的黄金尾砂微晶泡沫玻璃气孔微观结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种以黄金尾砂为主要原料的微晶泡沫玻璃及其制备方法，所用黄金尾砂的组分按质量分数计包括，sio2：65％-75％；al2o3：10％-20％；cao：0.5％-3％；mgo：0.1％-2％；fe2o3：2％-5％；k2o：2％-5％；na2o：0.1％-2％；tio2：0.1％-2％；其他1％-5％；实施例1-3中所采用的黄金尾砂来源于山东黄金三山岛黄金尾矿。

实施例1

一种微晶泡沫玻璃的制备方法，包括以下步骤：

原料混料：按质量百分比称取原料，放入球磨机内混合均匀，所述原料包括如下组分：黄金尾砂70％、高炉矿渣15％、膨润土8.8％、纯碱5％、三氧化二锑0.2％、二氧化钛1％；

基础玻璃粉的制备：将混合均匀后的原料置于熔块炉内，温度设置为1450℃，保温时间为1.5h，使原料熔化后得以澄清和均化，之后进行水淬，将得到的基础玻璃放入球磨机球磨1h，得到基础玻璃粉；

3)玻璃粉混料：将步骤2)中制备的基础玻璃粉与碳化硅微粉、氟硅酸纳放入球磨机内球磨1h，混合均匀，混合料中各组分的质量百分数为：基础玻璃粉95％、碳化硅微粉0.2％、氟硅酸纳4.8％；将球磨后的混合料，放入到内壁及底面铺有厚度1mm、耐火度1260℃硅酸铝纸的刚玉莫来石匣钵中铺平压实后，混合料的体积为匣钵体积的40％；

4)微晶泡沫玻璃的制备：将步骤3)的混合料生坯送入高温炉内，自室温以10℃/min升温速率升温至400℃，再以5℃/min升温速率升温至700℃，随后以10℃/min升温速率升温至950℃，随后以15℃/min速率快速降温至600℃，保温1h，再以5℃/min升温速率升温至750℃，保温2h，之后随炉冷却至室温。

本实施例制备出的微晶泡沫玻璃的xrd图如图1所示，气孔微观结构如图2所示，经测试，该泡沫玻璃的体积密度为750kg/m³，抗压强度为15mpa。

实施例2

一种微晶泡的制备方法，包括以下步骤：

1)原料混料：将黄金尾砂75％、高炉矿渣10％、膨润土5.7％、纯碱7％、三氧化二锑0.3％、二氧化钛2％，按质量百分比称取配合料，放入球磨机内混合均匀；

2)基础玻璃粉的制备；将混合均匀后的原料置于熔块炉内，温度设置为1470℃，保温时间为1.7h，使原料熔化后得以澄清和均化，之后进行水淬，将得到的基础玻璃放入球磨机球磨1h，得到基础玻璃粉；

3)玻璃粉混料：将步骤2)中制备的基础玻璃粉与碳化硅微粉、氟硅酸纳放入球磨机内球磨1h，混合均匀，混合料中各组分的质量百分数为：基础玻璃粉96.6％、碳化硅微粉0.4％、氟硅酸纳3％；将球磨后的混合料，放入到内壁及底面铺有厚度1mm、耐火度1260℃硅酸铝纸的刚玉莫来石匣钵中铺平压实，压实后的体积为匣钵体积的45％；

4)微晶泡沫玻璃的制备：将步骤3)的混合料生坯送入高温炉内，自室温以13℃/min升温速率升温至500℃，再以7℃/min升温速率升温至750℃，随后以15℃/min升温速率升温至970℃，随后以17℃/min速率快速降温至630℃，保温1.5h，再以7℃/min升温速率升温至770℃，保温2.5h，之后随炉冷却至室温。

本实施例制备出的微晶泡沫玻璃体积密度为640kg/m³，抗压强度为13mpa。

实施例3

一种微晶泡沫玻璃的制备方法，包括以下步骤：

1)原料混料：将黄金尾砂80％、高炉矿渣5％、膨润土2％、纯碱9.5％、三氧化二锑0.5％、二氧化钛3％，按质量百分比称取配合料，放入球磨机内混合均匀；

2)基础玻璃粉的制备：将混合均匀的原料置于熔块炉内，温度设置为1500℃，保温时间为2h，使原料熔化后得以澄清和均化，之后进行水淬，将得到的基础玻璃放入球磨机球磨1h，得到基础玻璃粉；

3)玻璃粉混料：将步骤2)中制备的基础玻璃粉与碳化硅微粉、氟硅酸纳放入球磨机内球磨1h，混合均匀，混合料中各组分的质量百分数为：基础玻璃粉98.4％、碳化硅微粉0.6％、氟硅酸纳1％；将球磨后的混合料，放入到内壁及底面铺有厚度1mm、耐火度1260℃硅酸铝纸的刚玉莫来石匣钵中铺平压实，压实后的体积为匣钵体积的50％；

4)微晶泡沫玻璃的制备：将步骤3)的混合料生坯送入高温炉内，自室温以15℃/min升温速率升温至600℃，再以10℃/min升温速率升温至800℃，随后以20℃/min升温速率升温至980℃，随后以20℃/min速率快速降温至650℃，保温2h，再以10℃/min升温速率升温至800℃，保温3h，之后随炉冷却至室温。

本实施例制备出的微晶泡沫玻璃体积密度为400kg/m³，抗压强度为5mpa。

以上技术方案阐述了本发明的技术思路，不能以此限定本发明的保护范围，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上技术方案所作的任何改动及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。