释放负离子和发射远红外功能泡沫微晶玻璃及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于玻璃陶瓷技术领域，设及建筑材料范畴，具体设及一种释放负离子和 发射远红外功能泡沫微晶玻璃及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 煤粉炉渣是煤粉炉里的燃煤部分在炉膛中粘结起来并由炉底排出的废渣，根据各 地煤质和电厂锅炉燃烧情况不同，煤粉炉渣的排放量一般占电厂总燃煤量的5%~10%， 约为粉煤灰排放量的25%。可见，煤粉炉渣已成为一种仅次于粉煤灰的电厂主要工业固体 废弃物。但是，目前在我国煤粉炉渣的应用还未引起人们足够重视，仍在大量地积存，不仅 占用±地，而且放出含硫气体污染大气，危害环境。油页岩渣是指油页岩经干馈或燃烧后剩 下的物质。油页岩渣属于含有少量残炭的类似火山灰质的瘡性原料，有一定的颗粒度。油页 岩矿化程度很高，含油率较低，所W不管是低溫干馈或燃烧发电，其废渣生成率都很高。即 使W油页岩的最高含油率30%计算，干馈或燃烧之后也会有70%的残渣排放，除了少量的 挥发分之外，大部分是固体灰渣。我国油页岩的开发利用已经有70多年的历史，其中在广 东茂名地区形成了两个巨大的废渣堆放场，其废渣总量高达214X l〇St，给当地造成了严重 的环境污染。我国能源短缺，此类废渣会随着我国油页岩的大量开采使用而大幅度增加。目 前，我国煤粉炉渣和油页岩渣等工业废弃物的利用率远不如发达国家，不仅占用大片±地， 造成环境污染，给经济建设和生态环境造成了巨大压力。
[0003] 自上世纪八十年代末，随着Kubo等发现并提出电气石具有永久性自发电极化效 应及具有远红外福射、释放负离子等功能后，各国研究人员将电气石单独做为一种生态环 境材料应用或被负载于其它载体表面或与塑料或者与其它材料制备成复合材料W提高其 环保效应。通过科技查新，国内外尚无利用煤粉炉渣和油页岩渣为主要原料制备释放负离 子和发射远红外功能泡沫微晶玻璃方面的报道，而释放负离子和发射远红外功能泡沫微晶 玻璃的制备又亟需开发一种对人体健康有益的生态环境功能材料。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术中存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种可 释放负离子、发射对人体有益的远红外、隔热、耐腐蚀、吸声、防火、防潮、轻质高强及易加工 等优点的泡沫微晶玻璃。 阳〇化]本发明的另一目的在于提供一种上述泡沫微晶玻璃的制备方法。
[0006] 本发明的再一目的在于提供上述泡沫微晶玻璃的应用。
[0007] 本发明的目的通过下述技术方案实现：
[0008] 一种释放负离子和发射远红外功能泡沫微晶玻璃，该泡沫微晶玻璃由W下按重量 百分比计的原料制备而成：
[0009] 固体废弃物原料 45%~65% 发泡剂碳酸巧 8%~15% 稳泡剂憐酸钥 3%~7% 碳酸铺 3%~6% 碳酸橫 3%~5% 屯''W!- 6% ~20% 稀止氧化物 I%~3%
[0010] 所述固体废弃物原料为煤粉炉渣与油页岩渣。
[0011] 所述电气石为铁电气石、儀电气石或裡电气石；所述稀±氧化物为氧化锭或氧化 姉。
[0012] 所述泡沫微晶玻璃的主晶相为0 -娃灰石，次晶相为辉石和巧长石。
[0013] 所述泡沫微晶玻璃的泡径平均为1. 5~2毫米，气孔率达百分之五十，表观密度为 900公斤每立方米，抗压强度达15兆帕，抗弯强度达11兆帕，10厘米范围内负离子释放量 达1500个每立方每厘米，远红外8~14 y m福射率达0. 73。
[0014] 上述释放负离子和发射远红外功能泡沫微晶玻璃的制备方法，按照W下操作步 骤：
[0015] A、将重量百分比45%~65%的块状的固体废弃物原料粉碎至全部通过80目筛； 再将重量百分比3%~5%的碳酸儀和重量百分比3%~6%的碳酸钢均匀混合，装入相锅 中，于1400~1450摄氏度烙融90分钟，得到玻璃液；然后将所得玻璃液倒入水中冷泽，审U 备得基础玻璃，最后将基础玻璃球磨全部通过75微米筛备用；所述固体废弃物原料为煤粉 炉渣与油页岩渣；
[0016] B、取基础玻璃，再添加重量百分比8%~15%的发泡剂碳酸巧、重量百分比3%~ 7%的稳泡剂憐酸钢、重量百分比6%~20%的电气石和重量百分比1%~3%的稀±氧化 物，放入球磨机中混合均匀，然后装入刷好脱模剂的高溫模具内并放入程控高溫炉中； 阳017] C、W升溫速率为2~5摄氏度每分钟从室溫加热至400摄氏度，保溫20~30分钟 使配合料中的水分脱去；然后W升溫速率为10~20摄氏度每分钟快速升溫至900~1000 摄氏度范围内保溫15~25分钟，使发泡剂碳酸巧分解放出气体，软化的配合料发生体积膨 胀；然后W速率为10~20摄氏度每分钟迅速将微晶泡沫玻璃试样冷却至600摄氏度退火， 使试样中产生的气孔固定，保溫15~25分钟后随炉自然冷却至室溫，W消除微晶泡沫玻璃 试样中的自应力，然后将微晶泡沫玻璃试样从程控高溫炉中取出并进行抛光、切割，得到释 放负离子和发射远红外功能泡沫微晶玻璃。
[0018] 上述释放负离子和发射远红外功能泡沫微晶玻璃可应用在室内外装饰、处理废气 或净化水质领域中。
[0019] 本发明的原理是：本发明基于充分发挥稀±氧化物对电气石中有效成分的增强 作用，设计采用煤粉炉渣和油页岩渣等废弃物为主要原料，通过改善原料组成配方和烧结 工艺，来制备一种释放负离子和发射远红外功能泡沫微晶玻璃。该泡沫微晶玻璃W煤粉炉 渣和油页岩渣等废弃物替代传统泡沫微晶玻璃矿物原料，降低了生产对优质矿物资源的依 赖，提高了资源的利用效率，减少了固体废物的排放，降低了释放负离子和发射远红外功能 泡沫微晶玻璃的生产成本，并适于工业化应用；本发明所得释放负离子和发射远红外功能 泡沫微晶玻璃是利用电气石中有效的氧化物成分，经过高溫条件下稀上氧化物催化增强作 用后所得到的，该泡沫微晶玻璃的负离子释放量达1500个每立方每厘米，远红外8~14 y m 福射率达0. 73 (参见实施例3)。
[0020] 本发明相对现有技术，具有如下的优点及有益效果：本发明制备方法工艺简单，使 用设备少，产品不仅具有隔热、耐腐蚀、吸声、防火、防潮、轻质高强及易加工等优越性能，而 且还具有释放负离子和发射对人体有益的远红外等优点成本低廉，具有明显的经济效益和 环境效益。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。 实施例中采用的实施条件可W根据厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常 规实验条件。 阳0巧 实施例1
[0023] 本实施例泡沫微晶玻璃由W下按重量百分比计的原料制备而成：煤粉炉渣用量为 32 %，油页岩渣用量为33 %，发泡剂碳酸巧8 %，稳泡剂憐酸钢4 %、碳酸钢4 %，碳酸儀5 %， 铁电气石12%，氧化锭2%，各组分之和为100%。
[0024] 具体工艺步骤如下：
[00巧]A、将块状的煤粉炉渣和油页岩渣粉碎至全部通过80目筛，与碳酸儀和碳酸钢一 起装入相锅中，于1400-1450摄氏度烙融90分钟，得到玻璃液；将玻璃液倒入水中冷泽，制 备得基础玻璃，最后将基础玻璃球磨全部通过75微米筛备用。
[0026] B、取步骤A中得到的基础玻璃，再添加发泡剂碳酸巧、稳泡剂憐酸钢、铁电气石和 氧化锭，放入球磨机中混合均匀，然后装入刷好脱模剂的高溫模具内并放入程控高溫炉中。
[0027] C、W升溫速率为5摄氏度每分钟从室溫加热至400摄氏度，保溫20分钟使配合 料中的水分脱去；然后W升溫速率为10摄氏度每分钟快速升溫至950摄氏度范围内保溫 20分钟，使发泡剂碳酸巧分解放出气体，软化的配合料发生体积膨胀；然后W降溫速率为 10摄氏度每分钟迅速将微晶泡沫玻璃试样冷却至600摄氏度退火，使试样中产生的气孔固 定，保溫15分钟后随炉自然冷却至室溫，W消除微晶泡沫玻璃试样中的自应力，然后将微 晶泡沫玻璃试样从程控高溫炉中取出并进行抛光、切割等，从而制