一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，由如下质量百分比的原料制成：煤气化炉渣60‑80％和CaO‑B2O3‑SiO2玻璃20‑40％。本发明专利技术所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料具有如下有益效果：A级防火功能，900℃以下不变形、不燃烧；气孔排列紧密且均为闭气孔，防水不渗透，抗冻性良好；质轻，体积密度可以低到0.17g/cm

Preparation method of closed pore foam material based on coal gasification slag

The invention provides a closed pore foam material based on coal gasification slag, which is made from raw materials of the following mass percentage: coal gasification slag 60, 80% and CaO B2O3 SiO2 20 glass 40%. The closed pore foam material with coal gasification slag as the base has the following beneficial effects: a grade fireproof function, no deformation and no combustion below 900 degrees of centigrade, tightly arranged pores and closed pores, waterproof and impervious, good frost resistance, light weight, and volume density can be as low as 0.17g/cm

【技术实现步骤摘要】
一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法
本专利技术属于固体废物材料利用
，具体涉及一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法。
技术介绍
煤气化技术的应用是我国能源战略的重要一环，但同时也会产生大量的煤气化炉渣，一个百万吨级的以煤气化为核心技术之一的煤制气、煤制油项目每年会产生逾60万吨的煤气化炉渣，如果填埋处置，不仅环保效益差，而且成本高昂，企业负担沉重。因此，研究煤气化炉渣的减量化、资源化利用技术成为相关企业实现环保效益和经济效益兼得的关键所在。Wagner等(WagnerNJ，MatjieRH，SlaghuisJH，etal.Characterizationofunburnedcarbonpresentincoarsegasificationash[J].Fuel，2008，87(6)：683-691.)和Matjie等(MatjieRH，VanAlphenC.Mineralogicalfeatureofsizeandsityfractionsinsasolcoalgasificationash，SouthAfracaandpotentialby-products[J].Fuel，2008，87(8/9)：1439-1445.)讨论了固定床煤气化残渣的未燃烧碳和矿物组成特性。王建友等(王建友.神华煤直接液化的催化加氢反应特性研究[D].大连：大连理工大学，2013.)采用TGA、XRD技术及可燃物含量测定方法对气流床煤气化生成的粗渣和细渣的矿物组成、可燃物含量及反应活性进行分析。煤气化矿渣主要成分是SiO2、Al2O3、CaO、FeO等，同时含有大量的C元素。C元素是煤粉不完全燃烧造成的。Acosta等(AcostaA，IglesiasI，AinetoM，etal.UtilizationofIGCCslagandclaysterilesinsoftmudbricks(bypressing)foruseinbuildingbricksmanufacturing[J].WasteManagement，2002，22(8)：887-891.)利用气化炉渣(烧失量仅为2.64％)与黏土制备建筑用砖，当样品气化炉渣含量达到50％时可制得满足建筑用砖使用要求。目前无机发泡材料的制备方法有很多种，例如以粉煤灰基体制成的发泡材料，以废玻璃基体制成的发泡材料等；但是以煤气化炉渣为基体，以CaO-B2O3-SiO2玻璃为发泡剂混合制成的泡沫材料在国内还未见有相关报道。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法，以煤气化炉渣为基体，以CaO-B2O3-SiO2玻璃为发泡剂制成闭气孔泡沫材料，对固体废弃物煤气化矿渣的综合利用有着重要的社会效益和经济效益。本专利技术采用的技术方案是：一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，由如下质量百分比的原料制成：煤气化炉渣60-80％和CaO-B2O3-SiO2玻璃20-40％。本专利技术所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，其中，所述CaO-B2O3-SiO2玻璃由如下质量百分比的组分制成：CaCO331％、H3BO362％和SiO27％。本专利技术所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，其中，由如下质量百分比的原料制成：煤气化炉渣80％和CaO-B2O3-SiO2玻璃20％。本专利技术所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按配比准备原料，将CaO-B2O3-SiO2玻璃在1500℃下熔制，熔制完成后将玻璃淬冷，加入去离子水放入球磨机球磨至粒度D50在3～5μm之间，40℃烘干，制得CaO-B2O3-SiO2玻璃粉体，备用；(2)在煤气化炉渣中加入去离子水球磨，待粒度D50达到3～5μm时，取出，将料浆烘干，制得煤气化炉渣粉体；(3)将步骤(2)中所述煤气化炉渣粉体掺入步骤(1)中所述CaO-B2O3-SiO2玻璃粉体进行混合、球磨、烘干、压片等工序后，在高温下发泡即可以制成闭气孔泡沫材料，发泡温度为850-950℃。本专利技术所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法，其中，步骤(3)中发泡温度为：850℃、875℃、900℃、925℃或950℃。本专利技术所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法，其中，步骤(3)中发泡温度为950℃。本专利技术所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料具有如下有益效果：1.所述闭气孔泡沫材料完全是无机块状材料，为A级防火功能，900℃以下不变形、不燃烧；2.气孔排列紧密且均为闭气孔，防水不渗透，抗冻性良好；3.质轻，体积密度可以低到0.17g/cm3。4.发泡温度低，950℃以下即可发泡，较大幅度地降低了能耗。本专利技术所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，所述CaO-B2O3-SiO2玻璃由如下质量百分比的组分制成：CaCO331％、H3BO362％和SiO27％，采用该原料配比的CaO-B2O3-SiO2玻璃作为发泡剂，发泡效果好，其它原料配比的CaO-B2O3-SiO2玻璃作发泡剂时，发泡效果不理想；且硼含量如果较多，会增加发泡剂的成本。本专利技术所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，CaO-B2O3-SiO2玻璃20％与煤气化矿渣80％的混合粉体在950℃发泡效果最好，气泡为闭气孔，体积密度低至0.17g/cm3。本专利技术所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法，通过合理设定发泡温度及CaO-B2O3-SiO2玻璃粉体与煤气化炉渣的粒度，得到所述闭气孔泡沫材料。如果粒度更细，会增加加工成本，粒度粗的话发泡效果欠佳，该制备方法工艺简单，成本较低。附图说明图1为本专利技术实施例1中所述的闭气孔泡沫材料的照片图；图2为本专利技术实施例2中所述的闭气孔泡沫材料的照片图；图3为本专利技术实施例3中所述的闭气孔泡沫材料的照片图；图4为本专利技术实施例4中所述的闭气孔泡沫材料的照片图；图5为本专利技术实施例5中所述的闭气孔泡沫材料的照片图。下面将结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步说明。具体实施方式实施例1一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，由如下质量百分比的原料制成：煤气化炉渣80％和CaO-B2O3-SiO2玻璃20％；所述CaO-B2O3-SiO2玻璃由如下质量百分比的组分制成：CaCO331％、H3BO362％和SiO27％。本实施例所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按配比准备原料，将CaO-B2O3-SiO2玻璃在1500℃下熔制，熔制完成后将玻璃淬冷，加入去离子水放入球磨机球磨至粒度D50在3～5μm之间，40℃烘干，制得CaO-B2O3-SiO2玻璃粉体，备用，去离子水与所述CaO-B2O3-SiO2玻璃的质量比为2：1；(2)在煤气化炉渣中加入去离子水球磨，待粒度D50达到3～5μm时，取出，将料浆烘干，制得煤气化炉渣粉体，去离子水与所述煤气化炉渣的质量比为2：1；(3)将步骤(2)中所述煤气化炉渣粉体掺入步骤(1)中所述CaO-B2O3-SiO2玻璃粉体进行混合、球磨、40℃烘干、压片等工序后，在900℃高温下发泡即可以制成闭气孔泡沫材料，压片后的尺寸为厚度5mm，直径20mm。采用相机对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，其特征在于：由如下质量百分比的原料制成：煤气化炉渣60‑80％和CaO‑B2O3‑SiO2玻璃20‑40％。

【技术特征摘要】
1.一种以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，其特征在于：由如下质量百分比的原料制成：煤气化炉渣60-80％和CaO-B2O3-SiO2玻璃20-40％。2.根据权利要求1所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，其特征在于：所述CaO-B2O3-SiO2玻璃由如下质量百分比的组分制成：CaCO331％、H3BO362％和SiO27％。3.根据权利要求1或2所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料，其特征在于：由如下质量百分比的原料制成：煤气化炉渣80％和CaO-B2O3-SiO2玻璃20％。4.权利要求1-3任意一项所述的以煤气化炉渣为基体的闭气孔泡沫材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)按配比准备原料，将CaO-B2O3-SiO2玻璃在1500℃下熔制，熔制完成后将玻璃淬...

【专利技术属性】
技术研发人员：管恩祥，徐其庭，黄磊，李寒旭，殷宝航，陈光翠，鲁鸿泽，
申请(专利权)人：淮南尚奕电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34