一种微晶多孔泡沫玻璃管的制备方法：首先，制备基础玻璃，通过配料、熔化、冷却和粉碎，得到基础玻璃粉料；然后，制备微晶多孔泡沫玻璃原料；其次，将原料装入模具中成型；最后，烧成微晶泡沫玻璃管。本发明专利技术能够制备出轻质保温、抗磨耐腐蚀、强度较高的多孔泡沫微晶玻璃管，该种管材可以具有不同的颜色，且可随意切割加工成需要的管道部件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及泡沫玻璃管的制备领域，具体涉及一种微晶多孔泡沫玻璃管的制备方 法。
技术介绍
磷渣是磷矿石热法生产黄磷过程中排放的工业废渣，每生产1吨黄磷，大约产生 8-10吨磷渣。以我国目前的黄磷生产能力，每年的磷渣排放量都在500万吨以上，且逐年递 增，目前全国的磷渣排放量约为680-850万吨。通常情况下，磷渣的排放是采用水淬工艺进 行的，即将熔融的高温磷渣水淬为磷渣粒料，这样的处理方法存在两个缺点(1)熔融的磷 渣中所蕴含的大量热能被浪费掉；(2)水淬处理工艺产生大量的腐蚀性热蒸汽，造成废水 的二次污染。目前磷渣绝大多数作为制造水泥、砖瓦等的原材料，制成低附加值的产品，经 济上不划算，也有少量的磷渣用来作为制CaO-Al2O3-SiO2体系微晶玻璃的原材料，但是 CaO-Al2O3-SiO2体系微晶玻璃中CaO的含量为15%左右，而磷渣中CaO的含量一般在40% 左右，若制备CaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃，则磷渣在微晶玻璃中的使用率非常低，其直占原材 料总重量的30%左右。综上所述，磷渣的利用情况不符合大宗量、高附加值综合利用工业固 体废弃物的产业政策和要求。在微晶玻璃一微晶泡沫玻璃一泡沫玻璃这一系列中，微晶玻璃容重大 (2500-3000kg/m3)，大量用于非建筑行业，在建筑业中主要用作装饰材料。泡沫玻璃质轻 (^ 500kg/m3)、保温，但机械强度低，所以适宜做保温材料而不宜做墙体材料。为了克服微 晶玻璃和泡沫玻璃在使用过程中存在的不足，研制了微晶泡沫玻璃。微晶泡沫玻璃由玻璃 相、晶体和气孔三部分组成。在均勻分布着大量气孔的玻璃相基体中，均勻散布着大量的纳 米级微小晶体，使玻璃与晶体网络连结在一起，形成玻晶交织结构，大大提高了材料的机械 强度，从而能用于对强度要求较高的使用场合。由于该种材料中存在大量气孔，其容重大 大减轻，又因气孔互不连通，所以材料具有轻型、保温、隔音的性能。它的容重一般均小于 1000kg/m3，机械强度比饱沫玻璃大得多。它不权具有保温材料性能，更具有直接用于墙体 建筑上优于石膏板和其它多孔砌块墙体材料的一大优点。管道作为输送流体物质的装置，被广泛用于化工、石油、冶金、发电等行业。普通 的管件比较简单，大多数由铸铁管或镀锌管构成。在一些腐蚀性较强的场合就需要在金属 管内衬耐腐蚀材料，如四氟乙烯塑料等，或者利用玻璃、陶瓷等材料制作管件。这类材料存 在的普遍问题是强度较低，很难进行切削加工。另外，在深冷或高热等特殊环境下使用的管 道，或者输送需要保冷、保温流体的管道，需要在管件外部包覆保温材料。因此，制造出的管 件在使用时，受到较大的限制。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供，能够制备出轻质保温、抗磨耐腐蚀、强度较高的多孔泡沫微晶玻璃管，该种管 材可以具有不同的颜色，且可随意切割加工成需要的管道部件。为了达到上述目的，本专利技术通过以下具体的方案来实现，具体步骤如下(1)基础玻璃制备a、配料将各种辅料粉碎，然后过40目筛，按照成分配比称量占总重量20. 0-27. 0衬％的 添加剂，占总重量3. 0-8. Owt %的助熔澄清剂，其中添加剂为Na2C03、ZnO、MgO、NaNO3、CaF2, SiOdnAl2O3组成的混合物，它们之间的重量比是(8-20) (0-7) (0-8) (0-3) (0-5)(0-12) (0-7)，澄清剂为CeO2、Na2CKNH4NO3和Na2SO4组成的混合物，它们之间的重量比 是(0-4) (0-7) (2-5) (0-15)，将添加剂与澄清剂混合，形成均勻的辅料配合料。b、熔化将辅料配合料投入到占总重量65. 0-75. 的熔融态磷渣中，1460_1560°C范围 内熔化2. 0-4. Oh,制成玻璃熔液，然后在1350-1500°C范围内保温1. 0-3. Oh,均化、澄清玻璃液，得到熔融态的高温玻璃熔体。磷渣的主要化学成分及其重量比是40. 0-52. 0 % CaO,35. 0-42. 0 % SiO2, 3. 2-6. 8 % Al2O3, 2. 8-3. 6 % MgO、1. 3-4. 0 % Ρ205、0· 4-2. 6 % K20,1. 4-2. 6 % F,0. 1-0. 7 % Fe2O3，磷渣在基础玻璃原材料中的使用量占其总重量的65. 0-75. 0%,基础玻璃的原材料还 可由含有基础玻璃化学成分的矿物、化工原料、尾矿、废渣提供。C、冷却将高温玻璃熔体通过压延形成基础玻璃板，或将高温玻璃熔体浇注到预热的钢制 模具中成型得到基础玻璃块，还可以将玻璃液直接水淬后干燥，得到基础玻璃粒料，将基础 玻璃板块或粒料粉碎、球磨，得到基础玻璃粉料。(2)微晶多孔泡沫玻璃原料的制备按照微晶多孔泡沫玻璃的原材料配比称量基础玻璃粉料、发泡剂、稳泡剂、调节 成分和着色剂，基础玻璃占总重量的85. 0-90. 0%，发泡剂占总重量的3. 0-10. 0%，稳泡 剂占总重量的2. 0-6. 0 %，调节成分占总重量的0-5. 0 %，着色剂占总重量的0-2. 0 %， 其中发泡剂为SiC、碳粉(C)、碳酸钙(CaCO3)、MnO2和Fe2O3，它们之间的重量比是 (2-5) (0-3) (0-2) (0-3) (0-1)，稳泡剂为磷酸钠、磷酸、磷酸二氢钠和磷酸镁中， 它们之间的重量比是(1-6) (0-2) (0-3) (0-4)，调节成分为硼砂、硼酸、硝酸钠、氟 硅酸钠、碳酸钠和碳酸镁，它们之间的重量比是(2-5) (0-3) (0-2) (0-5) (0-3) (0 -2)，着色剂为含有Fe、Mn、CU、Cr、C0、Ni或Ti着色离子的着色剂，然后，将原材料混合球磨 至180目以下，形成微晶泡沫玻璃原料待用，(3)成型把脱模剂刷涂在耐热模具表面，然后，将混合好的微晶泡沫玻璃原料装入模具中 成型，(4)烧成将坯体和模具一起送入窑炉，以8_20°C /min的升温速度，升温至850_1080°C，保 温10-30min，再降温至600°C以下保温0-4. 0h，形成泡沫玻璃，然后，以10_20°C /min的升温速度升温至700-800°C，保温2. 0-6. Oh核化，再以5_15°C /min的升温速度，升温至 825-900°C，保温2. 0-4. Oh晶化，得到微晶泡沫玻璃管。本专利技术的有益效果和优点在于1、固体废弃物综合利用率高充分利用磷渣，磷渣在基础玻璃原材料中的使用量可达总重量的85. 0-90. 0%，其 在微晶泡沫玻璃原材料中的使用量最高可达67. 5%。2、微晶泡沫玻璃管重量轻、保温效果好管壁内部结构以闭合型气泡为主，平均泡径0. 2-2. 0mm，密度< 0. 72g/cm3，隔热保 温性能优良，导热系数彡0. 098ff/m · K。3、机械强度高、抗磨耐腐蚀微晶泡沫玻璃管体抗压强度》10. 4MPa,弯曲强度> 2. OMPa,耐磨性 (1.8X 10Vcm2,耐酸碱腐蚀，耐酸性k^ 0. 05%,耐碱性k彡0. 03%。4、可切削加工性能优良微晶多孔泡沫玻璃管可根据实际需要，切割加工成不同规格和形状的管件。5、坯体与烧成品的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微晶多孔泡沫玻璃管的制备方法，其特征在于：具体步骤如下： （１）基础玻璃制备 ａ、配料 将各种辅料粉碎，然后过４０目筛，按照成分配比称量占总重量２０．０－２７．０ｗｔ％的添加剂，占总重量３．０－８．０ｗｔ％的助熔澄清剂，其中添加剂为Ｎａ↓［２］ＣＯ↓［３］、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＮａＮＯ↓［３］、ＣａＦ↓［２］、ＳｉＯ↓［２］和Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］组成的混合物，它们之间的重量比是（８－２０）∶（０－７）∶（０－８）∶（０－３）∶（０－５）∶（０－１２）∶（０－７），澄清泡沫玻璃原料待用。 （３）成型 把脱模剂刷涂在耐热模具表面，然后，将混合好的微晶泡沫玻璃原料装入模具中成型。 （４）烧成 将坯体和模具一起送入窑炉，以８－２０℃／ｍｉｎ的升温速度，升温至８５０－１０８０℃，保温１０－３０ｍｉｎ，再降温至６００℃以下保温０－４．０ｈ，形成泡沫玻璃，然后，以１０－２０℃／ｍｉｎ的升温速度升温至７００－８００℃，保温２．０－６．０ｈ核化，再以５－１５℃／ｍｉｎ的升温速度，升温至８２５－９００℃，保温２．０－４．０ｈ晶化，得到微晶泡沫玻璃管。剂为ＣｅＯ↓［２］、Ｎａ↓［２］Ｏ、ＮＨ４ＮＯ↓［３］和Ｎａ↓［２］ＳＯ↓［４］组成的混合物，它们之间的重量比是（０－４）∶（０－７）∶（２－５）∶（０－１５），将添加剂与澄清剂混合，形成均匀的辅料配合料。 ｂ、熔化 将辅料配合料投入到占总重量６５．０－７５．０ｗｔ％的熔融态磷渣中，１４６０－１５６０℃范围内熔化２．０－４．０ｈ，制成玻璃熔液，然后在１３５０－１５００℃范围内保温１．０－３．０ｈ，均化、澄清玻璃液，得到熔融态的高温玻璃熔体，磷渣的主要化学成分是４０．０－５２．０％ＣａＯ、３５．０－４２．０％ＳｉＯ↓［２］、３．２－６．８％Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］，２．８－３．６％ＭｇＯ、１．３－４．０％Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］、０．４－２．６％Ｋ↓［２］Ｏ、１．４－２．６％Ｆ、０．１－０．７％Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］，磷渣在基础玻璃原材料中的使用量占其总重量的６５．０－７５．０％，基础玻璃的原材料还可由含有基础玻璃化学成分的矿物、化工原料、尾矿、废渣提供。 ｃ、冷却 将高温玻璃熔体通过压延形成基础玻璃板，或将高温玻璃熔体浇注到预热的钢制模具中成型得到基础玻璃块，还可以将玻璃液直接水淬后干燥，得到基础玻璃粒料，将基础玻璃板块或粒料粉碎、球磨，得到基础玻璃粉料， （２）微...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曹建尉，张复实，梁开明，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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