專(zhuān)利名稱(chēng)：利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備的多孔保溫材料及其制備方法
利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備的多孔保溫材料及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于建筑材料類(lèi)，涉及利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備的多孔保溫材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展，鐵礦剝離產(chǎn)生的圍巖和尾礦等固體廢棄物總量達(dá)20 億t。這占用了大量土地，且由于礦山尾礦多已磨至0. 15甚至0. 07mm以下，因此將其儲(chǔ)存于尾礦壩中或就近排入河道、山谷、低地時(shí)，常會(huì)滲流溢出，刮風(fēng)揚(yáng)塵，形成沙塵暴而嚴(yán)重污染水源、土壤和空氣，惡化周邊地區(qū)的生活和生產(chǎn)條件，給人類(lèi)生活環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重污染和危害。除此，尾礦中的有害成分以及殘留的選礦藥劑也會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。這由此而引起了全社會(huì)的廣泛關(guān)注。
在此同時(shí)，隨著礦產(chǎn)資源的大量開(kāi)發(fā)利用，礦石的日益貧乏，尾礦作為二次資源也已逐漸受到世界各國(guó)的重視。而目前我國(guó)尾礦的綜合利用率僅為7%，且多因鐵尾礦的化學(xué)成分接近建筑用陶瓷材料，玻璃、磚瓦等所需要的成分，而用于建筑材料中的原材料盡管目前也有一些報(bào)道將鐵尾礦用于制備燒結(jié)保溫材料，如西安墻體材料研究院專(zhuān)利公開(kāi)號(hào) CN101638918A的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種以鐵尾礦和天然原料頁(yè)巖為主要原料，添加增韌劑，助溶劑和發(fā)泡劑利用傳統(tǒng)窯爐燒結(jié)工藝制備保溫材料的方法，武漢理工大學(xué)公開(kāi)號(hào)為CN102167618A的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種粉煤灰_鐵尾礦基多孔保溫材料及其制備方法，它由粉狀固體廢棄物、粘結(jié)劑、助熔增韌劑和復(fù)合發(fā)泡劑混合而成。但其均存在著傳熱不均勻、發(fā)泡氣孔尺寸分布差異大，密度高，保溫性能差的問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；鐵尾礦使用量所占的比例低，僅達(dá)到10-40%，尚需使用其他天然原料如頁(yè)巖等，鐵尾礦利用率低，不利于鐵尾礦的大量、規(guī)模化利用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是在于克服現(xiàn)有鐵尾礦制備的保溫材料存在鐵尾礦利用率不高、密度高、保溫性能差的缺點(diǎn)，提供一種利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備的多孔保溫材料及其制備方法，該制備方法鐵礦圍巖和鐵尾礦利用率高，制得的多孔保溫材料密度低， 保溫性能優(yōu)異。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備的多孔保溫材料，其特征在于它是按重量百分比將鐵尾礦粉30-60%，鐵礦圍巖粉20-50%，發(fā)泡劑0. 5-10%,助溶劑0_1%，穩(wěn)泡劑0. 1-9%混合均勻后加水混磨成料漿微波煅燒、降溫而得。
按上述方案，所述的鐵尾礦粉由鐵尾礦篩分而得，細(xì)度< 100 μ m。
按上述方案，所述的鐵礦圍巖粉由鐵礦剝離后產(chǎn)生的圍巖烘干、粉磨至細(xì)度 < 100 μ m 而得。
按上述方案，所述的發(fā)泡劑為碳化硅、碳酸鈣、草酸鈣中的一種或一種以上的混合。所述的發(fā)泡劑是通過(guò)易燃或分解以產(chǎn)生氣體如ω2而起到發(fā)泡劑的作用。
按上述方案，所述的助溶劑為碳酸鈉、氟硅酸鈉、乙二胺、氧化錳中的一種或一種以上的混合。
按上述方案，所述的穩(wěn)泡劑為六偏磷酸鈉、硼酸、磷酸鈉、三氧化二銻、硼砂、焦磷酸鈉中的一種或一種以上的混合。
利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備多孔保溫材料的方法，其特征在于它是將鐵尾礦粉、鐵礦圍巖粉、發(fā)泡劑、助溶劑、穩(wěn)泡劑按重量百分比為鐵尾礦粉30-60%，鐵礦圍巖粉 20-50%,發(fā)泡劑0. 5-10%,助溶劑0-1%，穩(wěn)泡劑0. 1-9%,選取物料，混合均勻，然后加水混磨成料漿，陳化，干燥，700-1000°C微波煅燒，降溫，脫模而得。
按上述方案，所述微波輻照功率為2. 45GHz 士 25MHz。
按上述方案，所述的微波煅燒時(shí)間為0. 5- ！。
本發(fā)明的有益效果1、本發(fā)明采用鐵礦剝離產(chǎn)生的圍巖和尾礦作主要原料，鐵礦圍巖和尾礦利用率高達(dá) 90%，減排效益明顯，制備過(guò)程節(jié)能環(huán)保；采用微波煅燒工藝進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)均勻，并由于鐵尾礦殘存的以化學(xué)狀態(tài)均勻分布的天然的吸波劑氧化鐵的存在，可有效提高微波的吸收能力，使加熱溫度均勻化，為獲得質(zhì)量穩(wěn)定、保溫性能好的多孔保溫材料提供了可靠的工藝手段；同時(shí)也避免了因普通微波燒結(jié)工藝所需額外添加吸波劑而帶來(lái)的體系不均勻問(wèn)題；制備過(guò)程中加入的發(fā)泡劑可在煅燒過(guò)程中通過(guò)易燃或分解以產(chǎn)生氣體如(X)2而起到發(fā)泡的作用；加入的適當(dāng)量的助溶劑和穩(wěn)泡劑，可降低煅燒溫度，同時(shí)增大發(fā)泡溫度范圍， 降低制備過(guò)程中連通孔的產(chǎn)生幾率，提高由此制得的多孔保溫材料的機(jī)械強(qiáng)度，提高成品率；2、本發(fā)明中利用鐵礦圍巖和鐵尾礦微波燒結(jié)制備的多孔保溫材料密度低(約50-150 kg/m3)、保溫性能優(yōu)異(導(dǎo)熱系數(shù)約0. 05-0. 07W/mK)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、民用建筑。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容。
實(shí)施例1 將鐵尾礦篩選而得的細(xì)度< 100 μ m的鐵尾礦粉、鐵礦剝離后產(chǎn)生的圍巖烘干、球磨機(jī)粉磨至< 100 μ m的鐵礦圍巖粉、發(fā)泡劑、助溶劑、穩(wěn)泡劑按重量百分比為鐵尾礦粉60%，鐵礦圍巖粉20%，工業(yè)級(jí)碳化硅10%，工業(yè)級(jí)氟硅酸鈉1%，工業(yè)級(jí)硼酸9%，選取物料，混合均勻， 然后加水混磨成料漿，并放入模具中陳化，碾壓，干燥，置于微波頻率為2. 45GHz士25MHz的微波場(chǎng)中加熱升溫至900士50°C，微波煅燒0. 5h，然后緩慢降溫，脫模，切割即得到密度為 50kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0. 05-0. 06ff/mK的多孔保溫材料。
實(shí)施例2:將鐵尾礦篩選而得的細(xì)度< ΙΟΟμπι的鐵尾礦粉、鐵礦剝離后產(chǎn)生的圍巖烘干、球磨機(jī)粉磨至< ΙΟΟμπι的鐵礦圍巖粉、發(fā)泡劑、助溶劑、穩(wěn)泡劑按重量百分比為鐵尾礦粉 30%，鐵礦圍巖粉50%，工業(yè)級(jí)草酸鈣10%，工業(yè)級(jí)氧化錳1%，工業(yè)級(jí)六偏磷酸鈉9%，選取物料，混合均勻，然后加水混磨成料漿，并放入模具中陳化，碾壓，干燥，置于微波頻率為 2. 45GHz士25MHz的微波場(chǎng)中加熱升溫至750士50°C，微波煅燒5h，緩慢降溫，脫模，切割即得到密度為60kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0. 05-0. 06ff/mK的多孔保溫材料。
實(shí)施例3:將鐵尾礦篩選而得的細(xì)度< 100 μ m的鐵尾礦粉、鐵礦剝離后產(chǎn)生的圍巖烘干、球磨機(jī)粉磨至< 100 μ m的鐵礦圍巖粉、發(fā)泡劑、助溶劑、穩(wěn)泡劑按重量百分比為鐵尾礦粉40%，鐵礦圍巖粉50%，工業(yè)級(jí)碳化硅0. 5%，工業(yè)級(jí)碳酸鈉1%，工業(yè)級(jí)磷酸鈉8. 5%，選取物料，混合均勻，然后加水混磨成料漿，并放入模具中陳化，碾壓，干燥，置于微波頻率為2. 45GHz士25MHz 的微波場(chǎng)中加熱升溫至800士50°C，微波煅燒2. 5h，降溫，脫模即得到密度為150kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0. 07-0. 08ff/mK的多孔保溫材料。
實(shí)施例4:將鐵尾礦篩選而得的細(xì)度< 100 μ m的鐵尾礦粉、鐵礦剝離后產(chǎn)生的圍巖烘干、球磨機(jī)粉磨至< 100 μ m的鐵礦圍巖粉、發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑按重量百分比為鐵尾礦粉50%，鐵礦圍巖粉40%，工業(yè)級(jí)草酸鈣7%，工業(yè)級(jí)三氧化二銻3%，選取物料，混合均勻，然后加水混磨成料漿，并放入模具中陳化，碾壓，干燥，置于微波頻率為2. 45GHz士25MHz的微波場(chǎng)中加熱升溫至950士50°C，微波煅燒5h，緩慢降溫，脫模，切割即得到密度為100kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 06-0. 07ff/mK的多孔保溫材料。
實(shí)施例5 將鐵尾礦篩選而得的細(xì)度< ΙΟΟμπι的鐵尾礦粉、鐵礦剝離后產(chǎn)生的圍巖烘干、球磨機(jī)粉磨至< ΙΟΟμπι的鐵礦圍巖粉、發(fā)泡劑、助溶劑、穩(wěn)泡劑按重量百分比為鐵尾礦粉 60%，鐵礦圍巖粉30%，工業(yè)級(jí)碳化硅9%，工業(yè)級(jí)乙二胺0. 5%，工業(yè)級(jí)焦磷酸鈉0. 5%，選取物料，混合均勻，然后加水混磨成料漿，并放入模具中陳化，碾壓，干燥，置于微波頻率為 2. 45GHz 士25MHz的微波場(chǎng)中加熱升溫至900士50°C，微波煅燒0. 5h，然后緩慢降溫，脫模， 切割即得到密度為60kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0. 05-0. 06ff/mK的多孔保溫材料。
權(quán)利要求
1.利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備的多孔保溫材料，其特征在于它是按重量百分比將鐵尾礦粉30-60%，鐵礦圍巖粉20-50%，發(fā)泡劑0. 5-10%,助溶劑0_1%，穩(wěn)泡劑0. 1-9%混合均勻后加水混磨成料漿微波煅燒、降溫而得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備的多孔保溫材料，其特征在于 所述的鐵尾礦粉由鐵尾礦篩分而得，細(xì)度< 100 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備的多孔保溫材料，其特征在于 所述的鐵礦圍巖粉由鐵礦剝離后產(chǎn)生的圍巖烘干、粉磨至細(xì)度< 100 μ m而得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備的多孔保溫材料，其特征在于 所述的發(fā)泡劑為碳化硅、碳酸鈣、草酸鈣中的一種或一種以上的混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備的多孔保溫材料，其特征在于 所述的助溶劑為碳酸鈉、氟硅酸鈉、乙二胺、氧化錳中的一種或一種以上的混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備的多孔保溫材料，所述的穩(wěn)泡劑為六偏磷酸鈉、硼酸、磷酸鈉、三氧化二銻、硼砂、焦磷酸鈉中的一種或一種以上的混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備多孔保溫材料的方法，其特征在于它是將鐵尾礦粉、鐵礦圍巖粉、發(fā)泡劑、助溶劑、穩(wěn)泡劑按重量百分比為鐵尾礦粉 30-60%,鐵礦圍巖粉20-50%，發(fā)泡劑0. 5-10%,助溶劑0_1%，穩(wěn)泡劑0. 1-9%,選取物料，混合均勻，然后加水混磨成料漿，陳化，干燥，700-1000°C微波煅燒，降溫，脫模而得。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備多孔保溫材料的方法，其特征在于所述微波輻照功率為2. 45GHz 士 25MHz。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備多孔保溫材料的方法，其特征在于所述的微波煅燒時(shí)間為0. 5- ！。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備的多孔保溫材料及其制備方法。利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備的多孔保溫材料，其特征在于它是按重量百分比將鐵尾礦粉30-60%，鐵礦圍巖粉20-50%，發(fā)泡劑0.5-10%，助溶劑0-1%，穩(wěn)泡劑0.1-9%混合均勻后加水混磨成料漿微波煅燒、降溫而得。該利用鐵礦圍巖和鐵尾礦制備多孔保溫材料的方法鐵礦圍巖和鐵尾礦利用率高，制得的多孔保溫材料密度低，保溫性能優(yōu)異。
文檔編號(hào)C04B38/02GK102515828SQ20111041666
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者劉敏, 孔維, 蘇雷, 蔡蒙晨, 趙志廣, 蹇守衛(wèi), 馬保國(guó) 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)