一种电热保温一体化板材及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种电热保温一体化板材及其制备方法。该一体化板材是通过电热保温板材的原料组合物制成的，包括一体化的电热层和保温层；电热层原料组合物包括球形石墨尾料5

【技术实现步骤摘要】
一种电热保温一体化板材及其制备方法


[0001]本专利技术属于矿产废弃资源利用
，尤其涉及一种电热保温一体化板材及其制备方法。

技术介绍

[0002]作为我国战略特色资源，晶质石墨在开采加工过程固废产量非常大，目前，对于采矿产生的废石、选矿中产生的石墨尾矿、球化产生的球形石墨尾料大多只能采取堆放的方式进行处理，没有很好的资源化利用方法，综合利用率非常低。目前所采用的以堆放为主的处理方式占用了大量土地资源，而且会造成严重的环保、安全风险，已成为产业高质量发展和升级的制约瓶颈。
[0003]球形石墨尾料为破碎的微细鳞片石墨，暂无可产业化再利用案例。而废石、尾矿的成分以SiO2为主，同时存在少量的Al2O3、石墨和碳酸盐等矿物，可以作为建材的原料。目前，利用废石/尾矿制备的建材主要包括水泥、混凝土、建筑用砖和保温材料等，但这类建材的附加值较低，对于我国的主要石墨产地，其运输半径受限，利用率有限。
[0004]节能建材的应用以及装配式模式的推广将大幅降低能耗和二氧化碳排放，已成为我国建材的发展方向之一。针对石墨多源固废的成分特点，利用石墨多源固废制备的具有电热保温一体化建筑板材具有很大的推广前景。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种电热保温一体化板材及其原料与制备方法，通过采用石墨矿开采过程中形成的废石、石墨尾矿、球形石墨尾料来制备电热层、保温层，实现对于石墨固废的处理应用。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供了一种电热层原料组合物，以质量百分比计，该电热层原料组合物包括球形石墨尾料5-30％，水泥15-35％，细骨料45-85％；，各组分的百分比之和为100％。
[0007]根据本专利技术的具体实施方案，优选地，该电热层原料组合物包括球形石墨尾料5-25％，水泥20-35％，细骨料50-80％，各组分的百分比之和为100％；更优选地，球形石墨尾料5-20％，水泥20-25％，细骨料55-75％，各组分的百分比之和为100％。
[0008]在上述电热层原料组合物中，细骨料可以全部采用建筑领域常用的细骨料，例如硅砂等，也可以以废石和/或石墨尾矿制备的细骨料替代全部或部分细骨料，即细骨料可以包括废石和/或石墨尾矿制备的细骨料。根据本专利技术的具体实施方案，优选地，废石和/或石墨尾矿制备的细骨料占细骨料总量的5-90％，更优选为30-80％。
[0009]在上述电热层原料组合物中，优选地，所采用的废石和/或石墨尾矿制备的细骨料的粒度在100目以上，即采用100目的筛子进行筛分，以筛上物作为细骨料。
[0010]根据本专利技术的具体实施方案，优选地，废石和/或石墨尾矿制备的细骨料是通过破碎、粉碎、研磨、筛分等步骤制备的。
[0011]根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的电热层原料组合物是以球形石墨尾料作为组分之一，与水泥、细骨料等组合，能够用于制备电热层，实现了对于球磨石墨尾料的回收再利用。球形石墨尾料能够在电热层中均匀分布，形成导电网络，从而实现电阻发热，采用上述电热层原料组合物制备的电热层具有良好的发热性能。
[0012]本专利技术还提供了一种保温层原料组合物，以质量百分比计，该保温层原料组合物包括废石和/或石墨尾矿20-90％，粘土物质5-80％，发泡剂1-5％，各组分的百分比之和为100％。
[0013]根据本专利技术的具体实施方案，该保温层原料组合物可以包括：废石和/或石墨尾矿30-80％，粘土物质15-65％，发泡剂1-5％，各组分的百分比之和为100％；或者，废石和/或石墨尾矿40-70％，粘土物质25-55％，发泡剂1-5％，各组分的百分比之和为100％；或者，废石和/或石墨尾矿40-60％，粘土物质30-60％，发泡剂1-5％，各组分的百分比之和为100％。
[0014]根据本专利技术的具体实施方案，废石、石墨尾矿是通过破碎、粉碎、研磨、筛分等处理之后作为保温层的组分，优选地，所述废石和/或石墨尾矿的粒度为100目以下，即采用100目的筛子进行筛分，以筛下物作为保温层的原料。更优选地，所述粒度为200目以下。其中，当同时采用废石和石墨尾矿时，二者之间的比例可以根据需要进行控制。
[0015]在上述保温层原料组合物中，优选地，所述粘土物质包括高岭土和/或页岩土等。
[0016]在上述保温层原料组合物中，优选地，所述发泡剂包括碳化硅等。
[0017]根据本专利技术的具体实施方案，在上述保温层原料组合物中还可以包括助剂，例如1％-2％的助磨剂(例如醇类)，和/或1％-2％的稳泡剂(例如纤维素类)，上述百分比含量以保温层原料组合物的总重量计。
[0018]根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的保温层原料组合物是以石墨矿开采产生的废石、石墨尾矿制成的粉料作为组分之一，与粘土物质、发泡剂等组合，能够用于制备发泡保温层，所制备的保温层具有良好的保温性能和强度。其中，石墨尾矿中的石墨成分也能够起到发泡作用。
[0019]本专利技术所采用的废石、石墨尾矿、球形石墨尾料是石墨矿开采、选矿过程中形成的，其中，废石是石墨开采过程中产生的，主要成分为SiO2，并含有少量的Al2O3、碳酸盐，石墨尾矿是石墨选矿过程中产生的，主要成分为SiO2，并含有少量的Al2O3、碳酸盐以及1-4％的石墨，球形石墨尾料是鳞片石墨球化过程后产生的尾料，粒径范围在0.5-15微米，其扫描电子显微镜图如图1所示。废石的体积一般较大，目前主要是作为一般基础建材使用，例如在建筑领域中用以替代大型石材，利用价值较低；选矿过程中产生的石墨尾矿的量非常大，而且其粒径较小，含有一定的石墨成分，但是目前对于这部分废料，曾有研究机构尝试用于制备发泡陶瓷等建材使用，但受限于石墨产地运输半径，尚无产业化案例，目前主要是露天堆放；球形石墨尾料的粒径更小，主要是用于铅笔工业，需求较少，目前并没有合适的高值化利用方法。
[0020]本专利技术还提供了一种电热保温板材的原料组合物，其包括上述电热层原料组合物和上述保温层原料组合物。
[0021]本专利技术还提供了一种电热保温一体化板材，其是通过上述电热保温板材的原料组合物制成的，其包括一体化的电热层和保温层。其中，电热层的厚度可以为3-8mm，保温层的厚度可以根据需要确定，一般可以为4-8cm。
[0022]在上述电热保温一体化板材中，球形石墨尾料中的石墨成分形成网络，从而实现电阻发热，所述球形石墨尾料在电热层中优选呈三维连续相分布。相互连接的石墨成分的分布越均匀，电热层的发热性能越均匀、发热效率越高。
[0023]在上述电热保温一体化板材中，所述保温层中优选分布有气泡，粒径为50-2000微米。废石、石墨尾矿中的碳酸盐、石墨、碳化硅在烧结过程中能够形成气体，冷却后能够固定在保温层中，并均匀分布，有助于提高保温层的保温性能。
[0024]本专利技术还提供了上述电热保温一体化板材的制备方法，其包括以下步骤：
[0025]将废石和/或石墨尾矿、粘土物质、发泡剂球磨混合，得到保温层原料，然后烧结成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电热层原料组合物，以质量百分比计，该电热层原料组合物包括球形石墨尾料5-30％，水泥15-35％，细骨料45-85％，各组分的百分比之和为100％；优选地，该电热层原料组合物包括球形石墨尾料5-25％，水泥20-35％，细骨料50-80％，各组分的百分比之和为100％；更优选地，该电热层原料组合物包括球形石墨尾料5-20％，水泥20-25％，细骨料55-75％，各组分的百分比之和为100％。2.根据权利要求1所述的电热层原料组合物，其中，所述细骨料包括废石和/或石墨尾矿制备的细骨料；优选地，废石和/或石墨尾矿制备的细骨料的量占细骨料总量的5-90％；更优选为30-80％；优选地，所述细骨料还包括硅砂；优选地，所述废石和/或石墨尾矿制备的细骨料的粒度在100目以上。3.一种保温层原料组合物，以质量百分比计，该保温层原料组合物包括废石和/或石墨尾矿20-90％，粘土物质5-80％，发泡剂1-5％，各组分的百分比之和为100％；优选地，该保温层原料组合物包括废石和/或石墨尾矿40-70％，粘土物质25-55％，发泡剂1-5％，各组分的百分比之和为100％。4.根据权利要求3所述的保温层原料组合物，其中，所述废石和/或石墨尾矿的粒度为100目以下，优选200目以下。5.一种电热保温板材的原料组合物，其包括权利要求1或2所述的电热层原料组合物和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炯辉，王斌，陈道贵，张喜，
申请(专利权)人：五矿勘查开发有限公司，
类型：发明
国别省市：