一種鎂還原渣製備泡沫玻璃的方法
2023-05-30 07:18:56
一種鎂還原渣製備泡沫玻璃的方法
【專利摘要】本發明涉及一種鎂還原渣製備泡沫玻璃的方法，是針對鎂還原渣汙染嚴重的情況，採用與矽酸鹽類的碎玻璃進行混合，以碳酸鈣為發泡劑，硼砂為助熔劑，六偏磷酸鈉為穩泡劑，採用材料預處理粉碎、按比例混合、微波加熱燒結，製成泡沫玻璃，可用作建築和裝飾材料，此製備方法工藝先進，數據準確翔實，製備的泡沫玻璃強度好，硬度高，孔隙率為68%，體積密度為472g·mm-3，抗壓強度為5.7MPa，抗折強度為3.2MPa，可在多種工業領域做建築、裝飾材料使用，是十分理想的用鎂還原渣製備泡沫玻璃的方法。
【專利說明】一種鎂還原渣製備泡沬玻璃的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種鎂還原渣製備泡沫玻璃的方法，屬冶金廢渣利用、製備建築裝飾 材料的【技術領域】。
[0002]
【背景技術】
[0003] 鎂是有色輕金屬，由於鎂及鎂合金的性能優越，在航空航天、電子工業中得到了較 廣泛的應用。
[0004] 鎂是由還原鎂煅白得到的，在鎂煅白的還原過程中將會產生鎂還原渣，每生產1 噸鎂就會產生5-6噸鎂還原渣；鎂還原渣易粉化，水化溶液顯鹼性，嚴重汙染環境；隨著鎂 還原渣的大量排放堆積，不僅造成大量資源流失，而且佔用了大量土地資源、破壞了地貌和 植被；如何對鎂還原渣進行治理、回收利用是一個非常重要的研究課題。
[0005] 泡沫玻璃具有機械強度高、導熱係數小、不燃燒、不變形、易加工的優點，是一種性 能良好的保溫隔熱和吸聲材料，也是一種輕質建築和裝飾材料。
[0006] 如果將鎂還原渣和碎玻璃結合利用，製備一種新型的輕質建築和裝飾材料是非常 可取的，既可以充分利用廢渣，又可製成新的建築和裝飾材料。
[0007]
【發明內容】
[0008] 發明目的 本發明的目的是針對【背景技術】的狀況，採用鎂還原渣、碎玻璃為原料，碳酸鈣為發泡 齊IJ，硼砂為助熔劑，六偏磷酸鈉為穩泡劑，經研磨、混合、攪拌、微波燒結，製成泡沫玻璃，以 充分利用鎂還原渣，製成建築和裝飾材料，以減少和消除廢渣的汙染，保護環境。
[0009] 技術方案 本發明使用的化學物質材料為：鎂還原渣、碎玻璃、碳酸鈣、硼砂、六偏磷酸鈉、潔淨水， 其準備用量如下：以克、毫升為計量單位 鎂還原渣：Ca055. 34%、Si0228. 2%、Mg09. 41%、Fe2035. 52%、Α12031· 53%，90g± lg 碎玻璃：Si0268. 84%、Na209. 18%、Ca07. 6%、Α12036· 32%、Κ205· 14%、Mg02. 41%、Fe2030. 51%， 174g±lg 碳酸?丐：CaC03,15g± lg 硼砂 Na2B407*10H20，12g±lg 六偏磷酸鈉：Na6018P6,9g±lg 潔淨水：H20,4000mL±50mL 製備方法如下： (1)預處理鎂還原渣 ①研磨、過篩，將鎂還原渣90g±lg置於研磨機內進行研磨，然後用200目篩網進行過 篩，研磨、過篩反覆進行，研磨後使鎂還原渣成細粉，粉體顆粒直徑< 0. 074mm ; ②乾燥，將研磨、過篩後的鎂還原渣置於石英容器中，然後置於乾燥箱中乾燥，乾燥溫 度100°C，乾燥時間60min ; (2) 預處理碎玻璃 ① 清洗，將碎玻璃174g± lg置於清洗槽內，然後用潔淨水1000mL進行清洗，清洗重複 進行3次； ② 乾燥，將清洗後的碎玻璃置於石英容器中，然後置於乾燥箱中乾燥，乾燥溫度l〇〇°C， 乾燥時間60min ; 破碎，將乾燥後的碎玻璃置於破碎機內進行破碎，然後置於研磨機內進行研磨，用 200目篩網過篩，研磨、過篩反覆進行，研磨後碎玻璃成細粉，粉體顆粒直徑< 0. 074_ ; 研磨後將碎玻璃細粉置於乾燥箱中保存，乾燥箱中溫度保持在l〇〇°C ; (3) 配料，混合 (￡:將預處理後的鎂還原渣90g±lg、碎玻璃174g±lg、碳酸鈣15g±lg、硼砂12g±lg、 六偏磷酸鈉9g±lg，加入混合攪拌器內； 開啟攪拌器，進行攪拌，攪拌器轉數50r/min，攪拌時間30min ;攪拌後成混合細粉； (4) 微波爐燒制泡沫玻璃 泡沫玻璃的燒制是在微波加熱爐內進行的，是在加熱、發泡、穩定、退火過程中完成 的； ￠)將混合細粉置於石英容器中，然後置於微波加熱爐內，並密閉； :宏開啟微波加熱爐的微波加熱發生器，按預熱、發泡、穩定、退火的順序進行溫度控 制： 預熱：將微波加熱發生器的加熱溫度控制在500°C ±2°C，並在此溫度恆溫保溫 20min ； 發泡：將加熱溫度升至100(TC ±2°C，並在此溫度恆溫保溫60min ; 穩定：將加熱溫度降到600°C ±2°C，並在此溫度恆溫保溫60min ; 退火：關閉微波加熱發生器，停止加熱，使燒結體冷卻至25°C，燒結體在冷卻過程中完 成了退火，退火後的燒結體即為泡沫玻璃； (5) 檢測、分析、表徵 對製備的泡沫玻璃的形貌、色澤、化學成分、物相組成、體積密度、氣孔率、化學物理性 能、力學性能進行檢測、分析、表徵； 用X射線衍射儀進行物相組成分析； 用萬能測試儀進行物理性能、力學性能分析； 結論：泡沫玻璃為灰色泡沫狀，泡沫內孔徑為0. 1?3 mm，孔隙率為68%，體積密度為 472g · mnT3,抗壓強度為5. 7MPa，抗折強度為3. 2MPa。
[0010] 有益效果 本發明與【背景技術】相比具有明顯的先進性，是針對鎂還原渣汙染嚴重的情況，採用與 矽酸鹽類的碎玻璃進行混合，以碳酸鈣為發泡劑，採用預處理研磨，按比例混合，微波加熱 燒制，製成泡沫玻璃，用作建築和裝飾材料，此製備方法工藝先進，數據精確翔實，製備的泡 沫玻璃強度好，硬度高，孔隙率為68%，體積密度為472g · mm 3,抗壓強度為5. 7MPa，抗折強 度為3. 2MPa，可在多種工業領域做建築、裝飾材料使用，是十分理想的用鎂還原渣製備泡沫 玻璃的方法。
[0011]
【專利附圖】
【附圖說明】 圖1為微波加熱燒制泡沫玻璃狀態圖 圖2為泡沫玻璃形貌圖 圖3為泡沫玻璃X射線衍射圖譜 圖中所示，附圖標記清單如下： 1、微波加熱爐，2、電控臺，3、爐蓋，4、微波加熱發生器，5、工作檯，6、石英容器，7、泡沫 玻璃，8、顯示屏，9、指示燈，10、電源開關，11、微波加熱控制器，12、加熱時間控制器。
[0012]
【具體實施方式】
[0013] 以下結合附圖對本發明做進一步說明： 圖1所示，為微波加熱燒制泡沫玻璃狀態圖，各部位置、連接關係要正確，按量配比，按 工藝參數控制，按序操作。
[0014] 製備使用的化學物質的量值是按預先設置的範圍確定的，以克、毫升為計量單位。
[0015] 泡沫玻璃的燒制是在微波加熱爐內進行的，是在預熱、發泡、穩定、退火過程中完 成的； 微波加熱爐為立式，微波加熱爐1下部為電控臺2、上部為爐蓋3 ;在微波加熱爐1的內 壁上為設有微波加熱發生器4,在微波加熱爐1的內底部設有工作檯5,在工作檯5上置放 石英容器6、在石英容器6內為泡沫玻璃7 ;在電控臺2上設有顯示屏8、指示燈9、電源開關 10、微波加熱控制器11、加熱時間控制器12。
[0016] 圖2所示，為泡沫玻璃形貌圖，圖中所示，泡沫玻璃為灰色泡沫狀，內部有氣孔，孔 隙率為68%。
[0017] 圖3所示，為泡沫玻璃X射線衍射圖譜，圖中所示，縱坐標為衍射強度，橫坐標為衍 射角2 Θ，在衍射角30°處有最高峰，此處晶相為CaSi03。
【權利要求】
1. 一種鎂還原渣製備泡沫玻璃的方法，其特徵在於：使用的化學物質材料為：鎂還原 渣、碎玻璃、碳酸鈣、硼砂、六偏磷酸鈉、潔淨水，其準備用量如下：以克、毫升為計量單位 鎂還原渣：Ca055. 34%、Si0228 . 2%、Mg09. 41%、Fe2035. 52%、Α12031· 53%，90g± lg 碎玻璃：Si0268. 84%、Na209. 18%、Ca07. 6%、Α12036· 32%、Κ205· 14%、Mg02. 41%、Fe2030. 51%， 174g±lg 碳酸?丐：CaC03,15g± lg 硼砂 Na2B407*10H20，12g±lg 六偏磷酸鈉：Na6018P6,9g±lg 潔淨水：H20,4000mL±50mL 製備方法如下： (1) 預處理鎂還原渣 ① 研磨、過篩，將鎂還原渣90g±lg置於研磨機內進行研磨，然後用200目篩網進行過 篩，研磨、過篩反覆進行，研磨後使鎂還原渣成細粉，粉體顆粒直徑< 0. 074mm ; ② 乾燥，將研磨、過篩後的鎂還原渣置於石英容器中，然後置於乾燥箱中乾燥，乾燥溫 度100°C，乾燥時間60min ; (2) 預處理碎玻璃 ① 清洗，將碎玻璃174g± lg置於清洗槽內，然後用潔淨水1000mL進行清洗，清洗重複 進行3次； ② 乾燥，將清洗後的碎玻璃置於石英容器中，然後置於乾燥箱中乾燥，乾燥溫度l〇〇°C， 乾燥時間60min ; f破碎，將乾燥後的碎玻璃置於破碎機內進行破碎，然後置於研磨機內進行研磨，用 200目篩網過篩，研磨、過篩反覆進行，研磨後碎玻璃成細粉，粉體顆粒直徑< 0. 074_ ; ?研磨後將碎玻璃細粉置於乾燥箱中保存，乾燥箱中溫度保持在l〇〇°C ; (3) 配料，混合 3}將預處理後的鎂還原漁90g±lg、碎玻璃174g±lg、碳酸|丐15g±lg、硼砂12g±lg、 六偏磷酸鈉9g±lg，加入混合攪拌器內； S開啟攪拌器，進行攪拌，攪拌器轉數50r/min，攪拌時間30min ;攪拌後成混合細粉； (4) 微波爐燒制泡沫玻璃 泡沫玻璃的燒制是在微波加熱爐內進行的，是在加熱、發泡、穩定、退火過程中完成 的； (I將混合細粉置於石英容器中，然後置於微波加熱爐內，並密閉； :2+開啟微波加熱爐的微波加熱發生器，按預熱、發泡、穩定、退火的順序進行溫度控 制： 預熱：將微波加熱發生器的加熱溫度控制在500°C ±2°C，並在此溫度恆溫保溫 20min ； 發泡：將加熱溫度升至100(TC ±2°C，並在此溫度恆溫保溫60min ; 穩定：將加熱溫度降到600°C ±2°C，並在此溫度恆溫保溫60min ; 退火：關閉微波加熱發生器，停止加熱，使燒結體冷卻至25°C，燒結體在冷卻過程中完 成了退火，退火後的燒結體即為泡沫玻璃； (5)檢測、分析、表徵 對製備的泡沫玻璃的形貌、色澤、化學成分、物相組成、體積密度、氣孔率、化學物理性 能、力學性能進行檢測、分析、表徵； 用X射線衍射儀進行物相組成分析； 用萬能測試儀進行物理性能、力學性能分析； 結論：泡沫玻璃為灰色泡沫狀，泡沫內孔徑為0. 1?3 mm，孔隙率為68%，體積密度為 472g · mnT3,抗壓強度為5. 7MPa，抗折強度為3. 2MPa。
2.根據權利要求1所述的一種鎂還原渣製備泡沫玻璃的方法，其特徵在於：泡沫玻璃 的燒制是在微波加熱爐內進行的，是在預熱、發泡、穩定、退火過程中完成的； 微波加熱爐為立式，微波加熱爐（1)下部為電控臺（2)、上部為爐蓋（3);在微波加熱爐 (1)的內壁上為設有微波加熱發生器（4)，在微波加熱爐（1)的內底部設有工作檯（5)，在工 作臺（5)上置放石英容器（6)、在石英容器（6)內為泡沫玻璃（7);在電控臺（2)上設有顯 示屏（8)、指示燈（9)、電源開關（10)、微波加熱控制器（11)、加熱時間控制器（12)。
【文檔編號】C03C11/00GK104058590SQ201410274584
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月19日 優先權日:2014年6月19日
【發明者】李明照, 張耀斌, 梁一然, 梁曉波, 王國衛, 毛嘉 申請人:太原理工大學