一种利用废玻璃水热合成托贝莫来石的方法技术

本发明专利技术涉及托贝莫来石合成技术领域，具体涉及一种利用废玻璃水热合成托贝莫来石的方法，包括以下步骤：将废玻璃固废进行破碎处理得到废玻璃碎块，破碎处理后对废玻璃碎块进行粉碎处理得到废玻璃粉体；将废玻璃粉体进行筛分，得到微米级玻璃粉；将微米级玻璃粉分散混合到氢氧化钠溶液中，使用高速搅拌器搅拌均匀，得到稳定的前驱体溶液；将前驱体溶液置于水热反应釜中进行水热反应；反应结束后，将反应浆料冷却至室温，然后将溶液进行抽滤洗涤过滤，滤除杂质；将滤除杂质后的反应浆料进行恒温晶化反应，得到托贝莫来石晶体

【技术实现步骤摘要】
一种利用废玻璃水热合成托贝莫来石的方法


[0001]本专利技术涉及托贝莫来石合成
，尤其涉及一种利用废玻璃水热合成托贝莫来石的方法
。

技术介绍

[0002]耐火材料在冶金
、
建筑材料
、
化工和陶瓷等领域具有广泛的应用
。
这些领域对具有优异耐火性能和热震稳定性的耐火材料的需求日益增长，耐火材料的主要成分一般是金属氧化物和二氧化硅，而废玻璃的化学成分则主要是以二氧化硅为主，与常用的耐火材料的成分组成相似
。
目前，废玻璃的处置引起了人们在环境污染和资源浪费问题的高度关注，然而，废玻璃的回收利用率较低，导致大量资源未得到效利用的，传统的废玻璃利用方法主要是熔融重制或用作填充材料，但这些方法可能会消耗大量的能源和原材料，同时对环境产生一定影响
。
因此，寻找一种新的废玻璃利用方法，以环境友好的方式制备高性能的耐火材料具有重要意义
。
[0003]托贝莫来石是一种水化硅酸钙矿物，其结构类似于硅灰石，硅氧四面体组成的硅链和平行于
b
轴延伸，与钙氧八面体共棱联结成平行
b
轴的链，两条硅链连接，形成孔道结构，这种独特的结构赋予莫来石许多优异的物理性能，如高温强度大
、
低热膨胀系数
、
耐高温
、
耐磨损以及优良的抗热震
、
抗蠕变
、
抗氧化以及抗腐蚀等性能，它能够在高温环境下保持结构的稳定性，不发生明显的膨胀
、
收缩或熔化，这使得托贝莫来石成为一种理想的耐火材料，因此被广泛应用于各种高温工艺和设备的保温需求
。
[0004]然而，传统水热合成托贝莫来石的方法通常需要使用大量的化学试剂及能源，成本较高且不环保
。

技术实现思路

[0005]基于上述目的，本专利技术提供了一种利用废玻璃水热合成托贝莫来石的方法
。
[0006]一种利用废玻璃水热合成托贝莫来石的方法，包括以下步骤：
[0007]S1
：将废玻璃固废进行破碎处理得到废玻璃碎块，破碎处理后对废玻璃碎块进行粉碎处理得到废玻璃粉体；
[0008]S2
：将废玻璃粉体进行筛分，得到微米玻璃粉；
[0009]S3
：将微米玻璃粉分散混合到氢氧化钠溶液中，使用高速搅拌器搅拌均匀，得到稳定的前驱体溶液；
[0010]S4
：将前驱体溶液置于水热反应釜中进行水热反应；
[0011]S5
：反应结束后，将反应浆料冷却至室温，然后将溶液进行抽滤洗涤过滤，滤除杂质；
[0012]S6
：将滤除杂质后的反应浆料进行恒温晶化反应，得到托贝莫来石晶体；
[0013]其中，所述废玻璃固废为生活固废玻璃或工业固废玻璃
。
[0014]进一步的，所述
S1
中破碎处理使用鄂式破碎机破碎，粉碎处理使用球磨罐进行球
磨活化处理，球磨时间为
1h
至
10h。
[0015]进一步的，所述
S2
中的筛分通过自动实验分子筛进行筛分，得到
40
‑
60
μ
m
的玻璃粉
。
[0016]进一步的，所述
S3
中的氢氧化钠溶液浓度为2‑
6mol/L
，氢氧化钠溶液与微米级玻璃粉的质量比为
1:2。
[0017]进一步的，所述
S4
水热反应釜中的水为去离子水，水热反应温度为
130
‑
200℃
，反应时间为2‑
5h。
[0018]进一步的，所述
S5
中将反应浆料冷却至室温的降温速率为
5.0
～
6.8℃/min。
[0019]进一步的，所述
S6
中恒温晶化反应在不锈钢反应釜内进行，温度范围为
60℃
‑
80℃
，搅拌速度为
300
‑
500rpm/min
，并持续烘干
12
‑
24h。
[0020]进一步的，所述废玻璃粉体中具有硅元素
、
铝元素
、
钠元素，所述托贝莫来石晶体中的硅铝比为
30
～
40:1、
钠铝比为
15
～
20:1、
钠水比为
0.02
～
0.03:1
，所述废玻璃粉体中的硅元素
、
铝元素
、
钠元素的质量含量通过
XRF
测定获得
。
[0021]进一步的，所述硅铝比
、
钠铝比
、
钠水比的计算方法如下：
[0022][0023][0024][0025][0026]其中，
x
％为废玻璃粉中硅元素的质量含量，
y
％为废玻璃粉中铝元素的质量含量，
M1、M2
为废玻璃粉
、
氢氧化钠的质量，
V
为水的体积
。
[0027]进一步的，所述
S3
中的使用高速搅拌器搅拌均匀分多次搅拌，搅拌间隔时观察溶液均匀性，将微米级玻璃粉完全分散在氢氧化钠溶液中，无可见的沉淀，则搅拌完成
。
[0028]本专利技术的有益效果：
[0029]本专利技术，将废玻璃合成为托贝莫来石，实现了废弃玻璃资源的高值化利用，相比传统的托贝莫来石制备方法，本专利技术采用低温水热合成技术，工艺流程相对简单直观，制备方法更加简化，有助于提高生产效率和降低制造成本
。
[0030]本专利技术，不仅减少了对有限天然矿石资源的依赖，还有效利用了废弃物资源，从而实现了资源的高效利用和可持续发展，通过将废弃玻璃转化为有用的产品，降低了废弃物对环境的负面影响，具有明显的环境友好性
。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0032]图1为本专利技术实施例的方法流程示意图；
[0033]图2为本专利技术实施例的托贝莫来石晶体各元素比示意图；
[0034]图3为本专利技术实施例废玻璃水热合成托贝莫来石的
XRD
图谱；
[0035]图4为本专利技术实施例的废玻璃水热合成托贝莫来石的
SEM
图谱
。
具体实施方式
[0036]为使本专利技术的目的...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种利用废玻璃水热合成托贝莫来石的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1
：将废玻璃固废进行破碎处理得到废玻璃碎块，破碎处理后对废玻璃碎块进行粉碎处理得到废玻璃粉体；
S2
：将废玻璃粉体进行筛分，得到微米级玻璃粉；
S3
：将微米级玻璃粉分散混合到氢氧化钠溶液中，使用高速搅拌器搅拌均匀，得到稳定的前驱体溶液；
S4
：将前驱体溶液置于水热反应釜中进行水热反应；
S5
：反应结束后，将反应浆料冷却至室温，然后将溶液进行抽滤洗涤过滤，滤除杂质；
S6
：将滤除杂质后的反应浆料进行恒温晶化反应，得到托贝莫来石晶体；其中，所述废玻璃固废为生活固废玻璃或工业固废玻璃
。2.
根据权利要求1所述的一种利用废玻璃水热合成托贝莫来石的方法，其特征在于，所述
S1
中破碎处理使用鄂式破碎机破碎，粉碎处理使用球磨罐进行球磨活化处理，球磨时间为
1h
至
10h。3.
根据权利要求1所述的一种利用废玻璃水热合成托贝莫来石的方法，其特征在于，所述
S2
中的筛分通过自动实验分子筛进行筛分，得到
40
‑
60
μ
m
的玻璃粉
。4.
根据权利要求1所述的一种利用废玻璃水热合成托贝莫来石的方法，其特征在于，所述
S3
中的氢氧化钠溶液浓度为2‑
6mol/L
，氢氧化钠溶液与微米玻璃粉的质量比为
1:2。5.
根据权利要求1所述的一种利用废玻璃水热合成托贝莫来石的方法，其特征在于，所述
S4
水热反应釜中的水为去离子水，水热反应温度为
130
‑
200℃
，反应时间为2‑
5h。6.
根据权利要求1所述的一种利用废玻璃水热合成托贝莫来石的方法，其特征在于，所述
S5
中将反应浆料冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜尚波，董志君，钟海滢，邵宁宁，刘素云，金宇，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：