一种利用废弃熔融石英坩埚制备微孔轻质隔热骨料的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及及熔融石英制品技术领域，尤其涉及一种利用废弃熔融石英坩祸制备微孔轻质隔热骨料的方法。
【背景技术】
[0002]熔融石英坩祸广泛应用于多晶硅铸锭。我国光伏产业迅猛发展，多晶硅获得广泛应用，熔融石英坩祸产量大幅攀升。多晶硅铸锭对熔融石英坩祸具有很高要求，很多有缺陷的熔融石英坩祸无法利用而废弃。据估计我国现有废弃熔融石英坩祸有上百万吨，这占用了大量土地，造成环境负担。固体废弃物是放错地方的资源，如果能实现废弃熔融石英坩祸资源化利用，变废为宝，将具有显著的环境效益和经济利益。
[0003]节能降耗已成为全社会的共识，各类轻质隔热材料逐渐被人们开发并获得广泛应用。中国专利申请(CN201210000055.3)报道了一种熔融石英泡沫轻质隔热砖的制备方法，具体过程以松香皂、聚氨酯、十二烷已硫酸钠为发泡剂，首先制备含发泡剂、稀释剂、固化剂和熔融石英粉的浆料，然后浇注、发泡、固化，最后经脱模、干燥、烧结得到泡沫轻质隔热砖。该泡沫轻质隔热砖密度0.6 — 1.0g/cm3，耐压强度6 — lOMPa，热导率0.12—0.18W/(mXK)。然而采用发泡法制备多孔陶瓷材料，具有孔径较大(通常为50— 500 μ m)的不足，在一些领域应用受到限制，比如在轻质隔热骨料领域，要求骨料粒度小于0.5mm，就会导致发泡法制备的多孔陶瓷材料无法使用。
【发明内容】
[0004]针对上述技术现状，本发明提供一种利用废弃熔融石英坩祸制备微孔轻质隔热骨料的方法。本发明以废弃熔融石英坩祸为原料，实现固体废弃物再利用，有利于于环境资源可持续发展。本发明以可燃物为造孔剂，利用可燃物高温下燃烧挥发最终在陶瓷中形成气孔；制备的熔融石英，平均孔径7— 8 μπι，气孔分布均匀，密度低，适用于轻质隔热骨料。本发明注凝成型，利用有机单体和交联剂在催化剂和引发剂作用下发生聚合反应实现浆料固化。其具体技术方案如下:
一种利用废弃熔融石英坩祸制备微孔轻质隔热骨料的方法，包括步骤如下:
(1)将废弃熔融石英坩祸清洗干净，烘干放入破碎机中进行破碎得到骨料；
(2)将步骤(I)得到的骨料进行球磨得到细粉，过200目筛，得到熔融石英粉；
(3)向所述步骤(2)中的熔融石英粉中加入水、可燃物、有机单体、交联剂、催化剂，混合均匀得到浆料；
(4)在向所述步骤(3)的浆料中加入引发剂，混合均匀，使有机单体和交联剂发生交联反应，实现浆料固化，静置一段时间后进行脱模，得到坯体；
(5)坯体进行干燥、烧结、破碎分级得到成品熔融石英轻质骨料。
[0005]进一步的，所述步骤(I)的原料也可以采用固体脱脂乳粉。
[0006]进一步的，所述步骤(3)的水加入量是熔融石英粉质量的25— 50%。
[0007]进一步的，所述步骤(3)的可燃物为淀粉、表面改性炭黑、表面改性焦炭中的一种，其平均粒径5—10微米，加入量是恪融石英粉质量的15—35%。
[0008]进一步的，所述步骤(3)的有机单体为丙烯酰胺AM，加入量为熔融石英粉质量的3—5%。
[0009]进一步的，所述步骤(3)的交联剂为为亚甲基双丙烯酰胺MBAM，加入量为熔融石英粉质量的0.5 — 1%。
[0010]进一步的，所述步骤(3)的催化剂为N，N，N’，N’ -四甲基乙二胺TEMED，加入量为恪融石英粉质量的0.05一0.1%。
[0011]进一步的，所述步骤(4)的引发剂为过硫酸铵，加入量为熔融石英粉质量的0.5-
3% ο
[0012]进一步的，所述步骤(5)的烧结工艺:以I?2°C/min的速率升温，并于400?600° C保温0.5?Ih ;然后以5?10°C/min的速率升温，并于900° C?1000° C保温I?2h ;然后以10?20°C/min的速率升温，并于1100?1300° C保温I?2h，自然冷却到室温。
[0013]本发明的有益效果是:
本发明以废弃熔融石英坩祸为主要原料，实现固体废弃物再利用。制备的多孔熔融石英陶瓷，具有孔径小、气孔分布均匀、密度低，非常适合用于使用温度低于1200 °(:的轻质隔热骨料。
[0014]说明书附图
图1是轻质骨料孔径分布图。
[0015]图2是轻质隔热骨料的理化指标图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图1和2以及具体实施例对本发明做进一步的说明:
如图1和2所示:一种利用废弃熔融石英坩祸制备微孔轻质隔热骨料的方法，包括步骤如下:
(1)将废弃熔融石英坩祸清洗干净，烘干放入破碎机中进行破碎得到骨料；
(2)将步骤(I)得到的骨料进行球磨得到细粉，过200目筛，得到熔融石英粉；
(3)向所述步骤(2)中的熔融石英粉中加入水、可燃物、有机单体、交联剂、催化剂，混合均匀得到浆料；
(4)在向所述步骤(3)的浆料中加入引发剂，混合均匀，使有机单体和交联剂发生交联反应，实现浆料固化，静置一段时间后进行脱模，得到坯体；
(5)坯体进行干燥、烧结、破碎分级得到成品熔融石英轻质骨料。
[0017]所述步骤(I)的原料也可以采用固体脱脂乳粉。
[0018]所述步骤(3)的水加入量是恪融石英粉质量的25—50%ο
[0019]所述步骤(3)的可燃物为淀粉、表面改性炭黑、表面改性焦炭中的一种，其平均粒径5—10微米，加入量是恪融石英粉质量的15—35%。
[0020]所述步骤(3)的有机单体为丙烯酰胺AM，加入量为熔融石英粉质量的3 — 5%。
[0021]所述步骤(3)的交联剂为为亚甲基双丙烯酰胺MBAM，加入量为熔融石英粉质量的
0.5—1%。
[0022]所述步骤(3)的催化剂为N，N，N’，N’ -四甲基乙二胺TEMED，加入量为熔融石英粉质量的 0.05—0.1%。
[0023]所述步骤(4)的引发剂为过硫酸铵，加入量为熔融石英粉质量的0.5 — 3%。
[0024]所述步骤(5)的烧结工艺:以I?2°C/min的速率升温，并于400?600°C保温
0.5?Ih ;然后以5?10°C/min的速率升温，并于900°C?1000°C保温I?2h ;然后以10?20°C/min的速率升温，并于1100?1300° C保温I?2h，自然冷却到室温。
[0025]实施例一:
首先将废弃熔融石英坩祸清洗干净，烘干放入破碎机中进行破碎得到骨料，然后对骨料进行球磨得到细粉，过200目筛，将得到熔融石英粉；将10g的熔融石英粉、25g的水、15g的焦炭、3g的AM、0.5g的MB