一种利用抛光泥为基料制备的发泡陶瓷以及制备方法

技术领域

本申请涉及一种利用抛光泥为基料制备的发泡陶瓷以及制备方法。

背景技术

发泡陶瓷一般以珍珠岩尾矿、抛光瓷渣、金尾矿和花岗岩锯泥等固体废物作为主要原料，引入适量无机物，采用先进的生产工艺经高温发泡而成。发泡陶瓷因其封闭孔的结构特点，常温状态下具有保温隔热、隔音降噪、防水防潮的功能。

国内现有的发泡陶瓷生产技术一般在以堇青石-莫来石或碳化硅等耐火材料作为底板和挡板构成的模框内填充发泡陶瓷造粒粉，并通过硅酸铝耐火纤维纸将造粒粉与模框隔离，模框带着造粒粉一拼进入窑炉内进行烧制，使用的模框窑具比重高、重量大，在烧成过程中将吸收大量的热量，其比例占总消耗热量的一半以上，传统工艺单位发泡陶瓷烧成段天然气约为100-110m

发明内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种利用抛光泥为基料制备的发泡陶瓷，所述发泡陶瓷由若干薄片叠烧而成，所述薄片的基料为抛光泥、含有氧化铝的稳泡剂以及膨胀珍珠岩微粉，在各薄片之间设置有薄片结合剂，所述薄片结合剂包括珍珠岩粉。本申请通过坯体结合剂将多个薄片相互叠加组成坯体进窑裸坯烧成，坯体结合剂高温时促进薄片与薄片相互反应，将多个薄片形成一个整体结构，并利用稳泡剂使发泡陶瓷在发泡过程中均匀膨胀并保持一定的形状，防止发泡陶瓷坯体在发泡过程中产生巨大变形而塌陷，满足发泡陶瓷在无模框条件下高温发泡。本申请的抛光泥是指陶瓷抛光泥。

优选的，所述薄片的原料包括如下质量份数的物质：抛光泥：30-50份；膨胀珍珠岩微粉：10-25份；稳泡剂：10-20份；助熔剂：5-20份；发泡剂：0.2-1 份，坯体增强剂：0.01-0.1份。

优选的，所述薄片结合剂的原料包括如下质量份数的物质：珍珠岩粉： 40-80份；钾长石：5-15份；高岭土：5-15份；发泡剂：0.1-1份。

优选的，所述稳泡剂为星子高岭土或焦宝石或铝矾土中的一种或者两种以上的任意配比。本申请的稳泡剂的一个重要作用是提供氧化铝，提高发泡陶瓷高温熔体粘度，使发泡陶瓷能够均匀膨胀并保持一定形状。

优选的，所述助熔剂为钾长石、钠长石、滑石、方解石、萤石、锂云母、氧化锌、氧化镁、氧化铁和氧化锰的一种或者两种以上的任意配比，所述助熔剂中含有氧化镁。

优选的，所述发泡剂为黑碳化硅、绿碳化硅中的一种或者两种的任意配比，所述发泡剂的粒度不低于1000目。

优选的，所述坯体增强剂为CMA、HPMC、PVA中的一种或者两种以上的任意配比。

另一方面，还公开了一种利用抛光泥为基料制备的发泡陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

S1.配料：发泡陶瓷原料按重量份数取如下原料：抛光泥：30-50份；膨胀珍珠岩微粉：10-25份；稳泡剂：10-20份；助熔剂：5-20份；发泡剂：0.2-1 份，坯体增强剂：0.01-0.1份；坯体结合剂按重量份数取如下原料：珍珠岩粉： 40-80份；钾长石：5-15份；高岭土：5-15份；发泡剂：0.1-1份；

S2.球磨机湿磨：按如下质量比，原料：球：水＝1：2：0.6的比例分别将发泡陶瓷和坯体结合剂原料入球磨罐，混合料经球磨机湿磨，细度控制万孔筛余不大于5.0wt％；

S3.造粒：将发泡陶瓷湿磨后的混合料，喷雾造粒，粒径控制在40目-80 目不低于80wt％，干燥后含水率不超过7wt％；坯体结合剂湿磨后的浆料入浆池，备用；

S4.干压成型：发泡陶瓷混合料，经皮带输送机，斗式提升机输送至压机，采用干压成型的方法压制成15-25mm的薄片；

S5.坯体干燥：薄片在干燥辊道窑内干燥，干燥周期80-240min，干燥温度不超过220℃，干燥后的薄片含水率不高于0.5wt％；

S6.坯体叠加：在干燥后薄片的上表面淋一层坯体结合剂，将多个薄片相互叠加组成坯体；

S7.烧成：将得到的坯体底部涂耐火涂料进辊道窑，采用无模裸烧高温发泡烧成得到发泡陶瓷毛坯；

S8.冷加工：包括切割、磨边、倒角、开槽等，冷加工后的产品经分色、分级、包转入库。本申请得到的发泡陶瓷抗压强度大于5MPa，容重300～500kg/m

优选的，所述坯体结合剂的厚度是：0.1-0.5mm。

优选的，所述发泡陶瓷毛坯的厚度是：80-150mm；

所述耐火涂层由氧化铝、刚玉和高岭土的一种或两种以上的任意比例组成。

本申请能够带来如下有益效果：现有技术烧成发泡陶瓷一般在耐火材料组成的模框内布置一定厚度的粉料而得到，模框的存在吸收大量的热量，并影响发泡陶瓷退火时散热效果，从而影响退火速度。本发明通过膨胀珍珠岩微粉降低坯体的比重使发泡陶瓷坯体的发泡膨胀率减小，并结合稳泡剂使发泡陶瓷在发泡过程中均匀膨胀并保持一定的形状防止发泡陶瓷坯体在发泡过程中产生巨大变形而塌陷，满足发泡陶瓷在无模框条件下高温发泡；通过引入相似化学成分的坯体结合剂将多个薄片相互叠加组成坯体进窑裸坯烧成，坯体结合剂高温时促进薄片与薄片相互反应，将多个薄片形成一个整体结构，薄片之间结合牢固，无力学缺陷。利用星子高岭土或焦宝石或铝矾土为配方提供氧化铝作为稳泡剂，提高发泡陶瓷高温熔体的粘度及表面张力，发泡陶瓷在发泡过程中均匀膨胀并使坯体保持形状。本发明，减少窑具吸热，同时缩短发泡陶瓷的退火时间，将发泡陶瓷烧成段能耗降至传统工艺的60％左右，发泡陶瓷各项性能满足使用要求，从而提高以抛光泥为主要原料生产发泡陶瓷产品的经济效益。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本申请进行详细阐述。

本申请本身包括一个配方，一个制备方法，但是由于生产方法是基于配方所产生的，因此下面从制备方法的角度进行本申请的阐明，本申请的发泡陶瓷的合成包括如下步骤：

S1.配料：发泡陶瓷原料按重量份数取如下原料：抛光泥：30-50份；膨胀珍珠岩微粉：10-25份；稳泡剂：10-20份；助熔剂：5-20份；发泡剂：0.2-1 份，坯体增强剂：0.01-0.1份；坯体结合剂按重量份数取如下原料：珍珠岩粉： 40-80份；钾长石：5-15份；高岭土：5-15份；发泡剂：0.1-1份；

S2.球磨机湿磨：按如下质量比，原料：球：水＝1：2：0.6的比例分别将发泡陶瓷和坯体结合剂原料入球磨罐，混合料经球磨机湿磨，细度控制万孔筛余不大于5.0wt％；

S3.造粒：将发泡陶瓷湿磨后的混合料，喷雾造粒，粒径控制在40目-80 目不低于80wt％，干燥后含水率不超过7wt％；坯体结合剂湿磨后的浆料入浆池，备用；

S4.干压成型：发泡陶瓷混合料，经皮带输送机，斗式提升机输送至压机，采用干压成型的方法压制成15-25mm的薄片；具体组份如表1所示：

表1：

S5.坯体干燥：薄片在干燥辊道窑内干燥，干燥周期80-240min，干燥温度不超过220℃，干燥后的薄片含水率不高于0.5wt％；

S6.坯体叠加：在干燥后薄片的上表面淋一层坯体结合剂，所述坯体结合剂的厚度是：0.1-0.5mm，将多个薄片相互叠加组成坯体；

S7.烧成：将得到的坯体底部涂耐火涂料进辊道窑，所述耐火涂层由氧化铝、刚玉和高岭土的一种或两种以上的任意比例组成，采用无模裸烧高温发泡烧成得到发泡陶瓷毛坯，所述发泡陶瓷毛坯的厚度是：80-150mm；

S8.冷加工：包括切割、磨边、倒角、开槽等，冷加工后的产品经分色、分级、包转入库。本申请得到的发泡陶瓷抗压强度大于5MPa，容重300～500kg/m3，吸水率小于1％，耐火极限大于1h，导热系数0.1～0.14w/(m.k)，烧成段每立方产品天然气消耗量为40～60Nm

S9.对于得到的材料进行产品表征，具体参数以及测量数据见表2。

表2：

注意：在表2的抗压强度中大于等于某个数值，表示其测量值在该数值以及该数值+1之间。

由此可见，采用本发明的方法，利用抛光泥为主要原料制备的发泡陶瓷，容重低、强度高，满足隔墙板使用要求，具有使用价值，避免了窑具的吸热，可以明显降低产品能耗。

特别是对于稳泡剂的选择，助熔剂的选择以及膨胀珍珠岩微粉的加入方式以及其是否对于珍珠岩本身进行改性处理，对于最终发泡陶瓷的形成与否、材料性质等具有至关重要的影响。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。