一种泡沫陶瓷保温材料的制备方法及其所得材料技术

本发明专利技术公开了一种泡沫陶瓷保温材料的制备方法及其所得材料，制备方法包括如下步骤：S1、制备干凝胶粉体：在所得凝胶中加入纤维材料并搅拌均匀后，干燥，研磨得到干凝胶粉体；S2、制备助熔剂粉体：将电石渣、煤矸石、改性脱硫灰按配比混合，研磨得到助熔剂粉体；S3、预烧结：将得到的干凝胶粉体和助熔剂粉体按配比搅拌混合，预烧后冷却；S4、成型烧结：将预烧冷却后的粉体冷压成型，装入模具后加热，经退火，冷却、脱模、切割，即得材料。本发明专利技术制备的泡沫陶瓷材料为闭孔结构，在满足常规泡沫陶瓷保温材料使用需求的基础上，能够实现对电石渣、煤矸石、脱硫灰的高效利用，不仅节约资源，降低生产成本，而且保护了环境，变废为宝。变废为宝。

【技术实现步骤摘要】
一种泡沫陶瓷保温材料的制备方法及其所得材料


[0001]本专利技术涉及泡沫陶瓷材料
，尤其涉及一种泡沫陶瓷保温材料的制备方法及其所得材料。

技术介绍

[0002]泡沫陶瓷(FoamCeramic，FC)是一种经特殊工艺制作而成的具有三维立体网络骨架结构和贯通气孔的新型多孔陶瓷材料。比较成熟的泡沫陶瓷制备工艺有发泡工艺、添加造孔剂工艺及有机泡沫浸渍法等。其中，有机泡沫浸渍法具有工艺简单、可批量生产等优点。然而，该工艺大部分采用微米或是更大尺寸的陶瓷原料以及无机助剂制备陶瓷浆料，因此常常需要进行长时间的研磨以得到分散均匀、流动性良好的浆料。鉴于泡沫陶瓷所具有的高化学稳定性、高强度、耐高温、抗热震、低密度、高气孔率、大比表面积等诸多优点，因此其广泛应用于制备汽车尾气装置、节能隔热材料、工业污水处理、化学催化剂载体、生物材料等。
[0003]电石渣是在乙炔气、聚氯乙烯、聚乙烯醇等生产过程中，电石水解后产生的副产物。通常含有大于85％的氢氧化钙，还包含数量不等的碳酸钙、二氧化硫、硫化物、镁和铁等的金属氧化物、氢氧化物等无机物以及少量有机物。目前我国现有上千余座电石炉，电石产量累计量己达亿吨。电石渣的处理方式一般为堆放或就地填埋，这不仅在占用宝贵的土地资源的同时，还对空气、水和土壤造成一定的污染。
[0004]煤矸石是煤矿生产过程中被分离排放出的一种工业废渣。一般以硅、铝为主，并含有少量的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等，以及微量的钛、钡、钴等稀有金属，目前煤矸石的处理方式常用的有堆放和填埋。
>[0005]钢铁产量的剧增导致矿石和燃料在烧结过程中产生大量SO2，为此研发了多种脱硫技术，其中燃烧后烟气脱硫(FGD)技术较为成功。其中半干法脱硫技术因其操作简单、适应性强、脱硫效率高等优点，在烧结烟气脱硫中得到广泛应用。但半干法脱硫过程中会产生大量的副产物脱硫灰。目前，我国脱硫灰利用率仅为30％，大量的脱硫灰被堆放或抛弃，不仅占用大量土地，浪费资源，而且脱出来的硫又回到地面造成二次污染。
[0006]因此，有必要提供一种泡沫陶瓷保温材料的制备方法，解决电石渣、煤矸石、脱硫灰利用率较低的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种泡沫陶瓷保温材料的制备方法及其所得材料。
[0008]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现：
[0009]一种泡沫陶瓷保温材料的制备方法，包括如下步骤：
[0010]S1、制备干凝胶粉体：
[0011]按配比称取钛酸四丁酯、异丙醇、冰醋酸、醋酸钡，称取钛酸四丁酯溶于异丙醇，在
室温条件下搅拌均匀，再滴加冰醋酸，滴加完毕后继续搅拌，得到近乎透明的溶液A；称取醋酸钡溶于36％醋酸溶液，并加入蒸馏水，搅拌使所有固体都均匀溶解形成透明溶液B；将溶液B缓慢滴加到溶液A中，边滴加边搅拌，搅拌均匀后将所得混合溶液在水浴中80
‑
90℃条件下进行加热1
‑
2h，得到凝胶；在所得凝胶中按质量比为1：6
‑
10加入纤维材料并搅拌均匀后，放入干燥箱中110
‑
120℃条件下干燥2
‑
3h，得到干凝胶颗粒，研磨后，得到干凝胶粉体；
[0012]S2、制备助熔剂粉体：
[0013]将电石渣、煤矸石、改性脱硫灰按配比混合，经湿法球磨后干燥，过100目筛后熔制成玻璃液，玻璃液经淬冷、破碎、烘干后，过100目筛得到助熔剂粉体；
[0014]S3、预烧结：
[0015]将步骤S1得到的干凝胶粉体和步骤S2得到的助熔剂粉体按配比搅拌混合，而后放入马弗炉中在800℃温度下预烧1.5
‑
2h，然后自然冷却到室温；
[0016]S4、成型烧结：
[0017]将预烧冷却后的粉体冷压成型，并装入发泡耐火材料模具，将模具送入加热炉内加热，加热至1200℃，保温一段时间后，经退火，冷却、脱模、切割，即得块状的泡沫陶瓷保温材料。
[0018]进一步地，如上所述泡沫陶瓷保温材料的制备方法，步骤S1中，钛酸四丁酯、异丙醇、冰醋酸、醋酸钡的摩尔比为2:5
‑
7:2
‑
4:1.5。
[0019]进一步地，如上所述泡沫陶瓷保温材料的制备方法，步骤S1中，纤维材料为陶瓷短纤维、莫来石纤维、玻璃纤维材料中的至少一种。
[0020]进一步地，如上所述泡沫陶瓷保温材料的制备方法，步骤S2中，将电石渣、煤矸石、改性脱硫灰按质量比4：2
‑
9：6
‑
14混合。
[0021]进一步地，如上所述泡沫陶瓷保温材料的制备方法，步骤S2中，电石渣在未高温焙烧前，95％以上的晶相为羟钙石和方解石。
[0022]进一步地，如上所述泡沫陶瓷保温材料的制备方法，步骤S2中，煤矸石在未高温焙烧前，95％以上的晶相为石英、刚玉、石灰和赤铁矿。
[0023]进一步地，如上所述泡沫陶瓷保温材料的制备方法，步骤S2中，改性脱硫灰的制备流程为：
[0024]1)将半干法烧结烟气脱硫灰研磨，过100目筛，得脱硫灰I；
[0025]2)将所得的脱硫灰I浸渍于去离子水中，加热至50
‑
60℃，保温2
‑
3h；过滤，滤液为氯化盐溶液，滤渣为脱硫灰II；
[0026]3)将所得的脱硫灰II浸渍于草酸溶液中，加热至70
‑
72℃，保温搅拌5
‑
6h，其中采用碱液吸收SO2气体；过滤，取滤渣采用去离子水洗3
‑
4次，于70℃下干燥，即得改性脱硫灰。
[0027]进一步地，如上所述泡沫陶瓷保温材料的制备方法，步骤S3中，将步骤S1得到的干凝胶粉体和步骤S2得到的助熔剂粉体按质量比1
‑
3：1搅拌混合。
[0028]进一步地，如上所述泡沫陶瓷保温材料的制备方法，步骤S4中，加热炉采用分步加热方式，先以8
‑
10℃/min的速率从室温升到650℃，保温10
‑
20min；然后以15
‑
20℃/min的升温速率升到900℃，保温10
‑
20min；再以4
‑
6℃/min的升温速率升到烧成温度1200℃，保温10
‑
30min。
[0029]本专利技术还提供了一种泡沫陶瓷保温材料，采用上述制备方法制备而成。
[0030]本专利技术的有益效果是：
[0031]1、本专利技术制备的泡沫陶瓷材料为闭孔结构，在满足常规泡沫陶瓷保温材料使用需求的基础上，能够实现对电石渣、煤矸石、脱硫灰的高效利用，不仅节约资源，降低生产成本，而且保护了环境，变废为宝。
[0032]2、本专利技术中电石渣在高温煅烧后含有大量的CaO，CaO属于强碱性氧化物，会与两性或碱性氧化物形成低熔点的低共本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泡沫陶瓷保温材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、制备干凝胶粉体：按配比称取钛酸四丁酯、异丙醇、冰醋酸、醋酸钡，称取钛酸四丁酯溶于异丙醇，在室温条件下搅拌均匀，再滴加冰醋酸，滴加完毕后继续搅拌，得到近乎透明的溶液A；称取醋酸钡溶于36％醋酸溶液，并加入蒸馏水，搅拌使所有固体都均匀溶解形成透明溶液B；将溶液B缓慢滴加到溶液A中，边滴加边搅拌，搅拌均匀后将所得混合溶液在水浴中80
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90℃条件下进行加热1
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2h，得到凝胶；在所得凝胶中按质量比为1：6
‑
10加入纤维材料并搅拌均匀后，放入干燥箱中110
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120℃条件下干燥2
‑
3h，得到干凝胶颗粒，研磨后，得到干凝胶粉体；S2、制备助熔剂粉体：将电石渣、煤矸石、改性脱硫灰按配比混合，经湿法球磨后干燥，过100目筛后熔制成玻璃液，玻璃液经淬冷、破碎、烘干后，过100目筛得到助熔剂粉体；S3、预烧结：将步骤S1得到的干凝胶粉体和步骤S2得到的助熔剂粉体按配比搅拌混合，而后放入马弗炉中在800℃温度下预烧1.5
‑
2h，然后自然冷却到室温；S4、成型烧结：将预烧冷却后的粉体冷压成型，并装入发泡耐火材料模具，将模具送入加热炉内加热，加热至1200℃，保温一段时间后，经退火，冷却、脱模、切割，即得块状的泡沫陶瓷保温材料。2.根据权利要求1所述的一种泡沫陶瓷保温材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，钛酸四丁酯、异丙醇、冰醋酸、醋酸钡的摩尔比为2:5
‑
7:2
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4:1
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2。3.根据权利要求1所述的一种泡沫陶瓷保温材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，纤维材料为陶瓷短纤维、莫来石纤维、玻璃纤维材料中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种泡沫陶瓷保温材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中，将电石渣、煤矸石、改性脱硫灰按质量比4：2...

【专利技术属性】
技术研发人员：揣新，陈颖，洪振川，谈嗣勇，李晓春，秦尹，杨顺，杨召群，张宏光，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：