用油页岩灰制备微晶泡沫玻璃及其制造方法技术

一种用油页岩灰制备微晶泡沫玻璃及其制造方法，以油页岩灰为主要原料，加入适量的碳酸钙、碱式碳酸镁、硼砂、碳酸钠等制备基础玻璃，然后加入发泡剂、稳泡剂、助熔剂等，采用粉末法烧成技术制备微晶泡沫玻璃。该微晶泡沫玻璃表观体积密度８７５～１０３０ｋｇ.ｍ↑［－３］，吸水性８～１５％，抗压强度１１～２３ＭＰａ，抗折强度１０～１７ＭＰａ，导热系数０．２１～０．３２ｗ（ｍ.ｋ）↑［－１］。其步骤包括一次配料、高温熔化、基础玻璃制备、二次配料、发泡、稳泡和退火等工艺。该微晶泡沫玻璃是一种新型的多功能材料，对于提高油页岩资源的附加值及环保具有重要的意义。

Microcrystalline foam glass prepared from oil shale ash and process for producing the same

A preparation of foam glass ceramics with oil shale ash and its manufacturing method, the oil shale ash as the main raw material, adding calcium carbonate, magnesium carbonate, borax, sodium carbonate and preparation of basic glass, then adding foaming agent, foam stabilizing agent, fluxing agent, preparation of foam glass ceramics sintering technology by using the powder method. The foam glass ceramics apparent bulk density of 875 ~ 1030kg.m = - 3, water 8 ~ 15%, 11 ~ 23MPa compressive strength, flexural strength of 10 ~ 17MPa, the coefficient of thermal conductivity of 0.21 ~ 0.32w (m.k) =, - 1. The steps include primary batching, high temperature melting, basic glass preparation, two batching, foaming, foam stabilization and annealing. The microcrystalline foam glass is a new type of multi-functional material, which is of great significance for improving the added value of oil shale resources and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以油页岩灰为主要原料制备的微晶泡沫玻璃及制造方法。
技术介绍
微晶泡沫玻璃是一种新型的多功能材料。主要用于(l)建筑物的承重墙；(2)低温管道、设 备、容器与储罐；(3)热油和热沥青储罐；(4)石油化工、硫化生产过程；(5)流体换热系统; (6)压縮机、风机房的隔音和吸音墙等广泛的领域。微晶泡沫玻璃是一种以废玻璃、粉煤灰、非金属矿等为主要原料，加入发泡剂、成核剂 和外加剂等，经粉碎后混合均匀形成配合料，然后将配合料放到模具中在电炉中加热，经过 预热、烧结、发泡、稳泡和退火等工艺制成的新型多孔微晶玻璃材料。由于微晶泡沫玻璃的强度比一般泡沫玻璃高，容重比微晶玻璃小的优点。近年来，对微 晶泡沫玻璃的制备工艺、原料的选择、性能、应用及发泡温度确定等方面都有研究。陈克荣 等以玻璃粉、粉煤灰和非金属矿制备了微晶泡沫玻璃墙体材料；王立久等以废玻璃和轻质陶 粒为基础原料，制备了新型微晶泡沫玻璃材料；郭宏伟等以废玻璃为主要原料，以碳粉作为 发泡剂，以五氧化二钒作为成核剂，制备了微晶泡沫玻璃。以上技术路线都是以废玻璃为主 要原料，对非金属矿物的利用率相对较少。油页岩是一种高灰分的固体可燃有机矿产。我国油页岩査明资源量为329.89亿t ，居世 界第四位，主要分布在东北和中南地区。在油页岩提炼页岩油和油页岩燃烧过程中会产生大 量的灰渣，需占用大量的土地以及造成严重的环境污染等问题，因此如何提高油页岩灰渣的 综合利用率，提高油页岩资源的附加值，是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术中微晶泡沫玻璃制备，非金属矿物尤其是工业废渣利用率低的现状，本发 明提供一种用油页岩灰制备微晶泡沬玻璃及其制造方法。本专利技术以油页岩灰为主要原料，添加适量化学试剂，采用粉末法烧成技术一步法(即一 次发泡就得到微晶泡沫玻璃)制备了性能良好的微晶泡沫玻璃。以下是我国主要页岩油厂的 油岩灰化学组成(质量分数％):Si02A1203Fe20:CaOMgOK20 +Na2055 6518 267 110.5 1.51 20.7 3本专利技术制备工艺流程一次配料—高温熔化—基础玻璃—二次配料—发泡—稳泡和退火—毛坯—切割—成品。 本专利技术的工艺步骤1. 一次配料根据油页岩灰的化学组成分析以及对产品的要求，按重量比配料油页岩灰 70 80%，碳酸钙10 15%，碱式碳酸镁3 5°/。，硼砂4 6%，碳酸钠3 5%;2. 高温熔化将各种原料经准确称量后于球磨机中均匀混合，加入到高铝坩锅中并放入到硅钼棒电阻炉中，在1250 1300'C下熔融90 120min;3. 基础玻璃制备将玻璃融体迅速倒入自来水中，水淬成0.074 0.2mm的玻璃颗粒，在烘 干箱中于IOO'C干燥30 inin;将干燥的水淬玻璃颗粒放入球磨机中，球磨成粒度小于 0.074mm的玻璃粉末；4. 二次配料按重量比配料设定玻璃粉100份，加入相应的发泡剂碳酸钙2 5%，稳泡 剂磷酸钠3~8%，助熔剂硼砂2 5%;5. 发泡将配合料于球磨机中混合均匀后，加入到高铝坩锅中并放入到硅钼棒电阻炉，以 10 15°C/min的升温速率升温到1070 1090°C，保温15 25min;6. 稳泡和退火当发泡结束时，以15 25。C/min的速率降温到60(TC,保温15 25min。然 后随炉冷却到室温；检测所制备的毛坯，切割成微晶泡沫玻璃成品后进行检测。微晶泡沫玻璃表观体积密 度875 1030 kg'm-3，吸水性8~15%,抗压强度11 23 MPa，抗折强度10 17 MPa，导热 系数0.21 0.32休(加'1<)-1。本专利技术提供了油页炭灰制备微晶泡沫玻璃的新方法，可以合理的利用油页岩灰改善环境。具体实施方式 实施例11. 一次配料按重量比配料油页岩灰70%，碳酸钙15%'碱式碳酸镁5%，硼砂6%，碳 酸钠4%;2. 高温熔化准确称量各种原料后，在球磨机中均匀混合，加入到高铝坩锅中，在硅钼棒电阻炉中125(TC熔融90min;3. 基础玻璃制备将玻璃融体迅速倒入自来水中，水淬成0.074 0.2mm的玻璃颗粒，在烘 干箱中于IOO'C干燥30 min;将干燥的玻璃颗粒球磨成粒度小于0.074mm的粉末；4. 二次配料按重量比配料设定玻璃粉100份，加入发泡剂碳酸钙2%，稳泡剂磷酸钠4%， 助熔剂硼砂3%;5. 发泡将配合料于球磨机中混合均匀后，加入到高铝坩锅中并放入到硅钼棒电阻炉，以10°C/min的升温速率升温到109(TC后保温20min;6. 稳泡和退火当发泡结束时，以2(TC/min的速率降温到60(TC，保温15min。然后随炉冷 却到室温。上述工艺所制备的微晶泡沫玻璃性能指标为表观体积密度1030 kgTn气吸水性12%， 抗压强度15MPa，抗折强度12MPa，导热系数0.32 w(nrk)—1。 实施例21. 一次配料按重量比配料油页岩灰78%，碳酸钙10%，碱式碳酸镁3%,硼砂5%，碳 酸钠4%;2. 高温熔化将各种原料经准确称量后于球磨机中均匀混合，加入到高铝坩锅中，并放入到电炉中于1250'C熔融110min;3. 基础玻璃制备将熔融体迅速倒入自来水中，水淬成0.074 0.2mm的玻璃颗粒，在烘干 箱中于IO(TC干燥30 min后，球磨成粒度小于0.074mm的玻璃粉末；4. 二次配料按重量比配料设定玻璃粉100份，加入碳酸钙4%，磷酸钠6%，硼砂4%;5. 发泡用球磨机将配合料混合均匀后，加入到高铝坩锅后，放入到硅钼棒电阻炉中，以 12°C/min的升温速率升温到1080°C，保温15min;6. 稳泡和退火当发泡结束时，以18'C/min的速率降温到60(TC，保温20min。然后随炉冷 却到室温。上述工艺所制备的微晶泡沫玻璃性能指标为表观体积密度957kg，m—3，吸水性10%，抗 压强度19MPa,抗折强度14MPa，导热系数0.28 w(nvk)—1 。 实施例31. 一次配料按重量比配料油页岩灰78%，碳酸钙10%,碱式碳酸镁3%，硼砂4%，碳 酸钠5%;2. 高温熔化将各种原料经准确称量后于球磨机中混合均匀，加入到高铝坩锅中并放入到电炉中，在125(TC下熔融100min;3. 基础玻璃制备将玻璃融体迅速倒入自来水中，水淬成0.074 0.2mm的玻璃颗粒，在烘 干箱中于IOO'C干燥30 min;将干燥的水淬玻璃颗粒球磨成粒度小于0.074mm的玻璃粉 末；4. 二次配料按重量比配料设定玻璃粉100份，加入相应的发泡剂碳酸钙3%，稳泡剂磷酸钠3%，助熔剂硼砂5%。5. 发泡用球磨机将配合料均匀混合后，加入到高铝坩锅中，放入到硅钼棒电阻炉以12°C/min的升温速率升温到1085°C,保温15min。6. 稳泡和退火当发泡结束时，以15'C/min的速率降温到600。C，保温20min。然后随炉冷 却到室温。上述工艺所制备的微晶泡沫玻璃性能指标为表观体积密度911kgm—3，吸水性8%，抗压强度23MPa，抗折强度17MPa，导热系数(UlwCnrk)^ 实施例41. 一次配料按重量比配料油页岩灰80%，碳酸钙10%，碱式碳酸镁3%，硼砂4%，碳 酸钠3%;2. 高温熔化将原料准确称量后，在球磨机中均匀混合，加入到高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用油页岩灰制备的微晶泡沫玻璃，其特征在于以油页岩灰为主要原料，采用粉末法烧成，其表观体积密度为８７５～１０３０ｋｇ.ｍ↑［－３］，吸水性８～１５％，抗压强度１１～２３ＭＰａ，抗折强度１０～１７ＭＰａ，导热系数０．２１～０．３２ｗ（ｍ.ｋ）↑［－１］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛向欣，冯宗玉，李勇，杨合，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]