一種利用廢棄熔融石英坩堝制備微孔輕質(zhì)隔熱骨料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及及熔融石英制品技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用廢棄熔融石英坩禍制備微孔輕質(zhì)隔熱骨料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熔融石英坩禍廣泛應(yīng)用于多晶硅鑄錠。我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，多晶硅獲得廣泛應(yīng)用，熔融石英坩禍產(chǎn)量大幅攀升。多晶硅鑄錠對(duì)熔融石英坩禍具有很高要求，很多有缺陷的熔融石英坩禍無(wú)法利用而廢棄。據(jù)估計(jì)我國(guó)現(xiàn)有廢棄熔融石英坩禍有上百萬(wàn)噸，這占用了大量土地，造成環(huán)境負(fù)擔(dān)。固體廢棄物是放錯(cuò)地方的資源，如果能實(shí)現(xiàn)廢棄熔融石英坩禍資源化利用，變廢為寶，將具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)利益。
[0003]節(jié)能降耗已成為全社會(huì)的共識(shí)，各類輕質(zhì)隔熱材料逐漸被人們開發(fā)并獲得廣泛應(yīng)用。中國(guó)專利申請(qǐng)(CN201210000055.3)報(bào)道了一種熔融石英泡沫輕質(zhì)隔熱磚的制備方法，具體過(guò)程以松香皂、聚氨酯、十二烷已硫酸鈉為發(fā)泡劑，首先制備含發(fā)泡劑、稀釋劑、固化劑和熔融石英粉的漿料，然后澆注、發(fā)泡、固化，最后經(jīng)脫模、干燥、燒結(jié)得到泡沫輕質(zhì)隔熱磚。該泡沫輕質(zhì)隔熱磚密度0.6 — 1.0g/cm3，耐壓強(qiáng)度6 — lOMPa，熱導(dǎo)率0.12—0.18W/(mXK)。然而采用發(fā)泡法制備多孔陶瓷材料，具有孔徑較大(通常為50— 500 μ m)的不足，在一些領(lǐng)域應(yīng)用受到限制，比如在輕質(zhì)隔熱骨料領(lǐng)域，要求骨料粒度小于0.5mm，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)泡法制備的多孔陶瓷材料無(wú)法使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種利用廢棄熔融石英坩禍制備微孔輕質(zhì)隔熱骨料的方法。本發(fā)明以廢棄熔融石英坩禍為原料，實(shí)現(xiàn)固體廢棄物再利用，有利于于環(huán)境資源可持續(xù)發(fā)展。本發(fā)明以可燃物為造孔劑，利用可燃物高溫下燃燒揮發(fā)最終在陶瓷中形成氣孔；制備的熔融石英，平均孔徑7— 8 μπι，氣孔分布均勻，密度低，適用于輕質(zhì)隔熱骨料。本發(fā)明注凝成型，利用有機(jī)單體和交聯(lián)劑在催化劑和引發(fā)劑作用下發(fā)生聚合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)漿料固化。其具體技術(shù)方案如下:
一種利用廢棄熔融石英坩禍制備微孔輕質(zhì)隔熱骨料的方法，包括步驟如下:
(1)將廢棄熔融石英坩禍清洗干凈，烘干放入破碎機(jī)中進(jìn)行破碎得到骨料；
(2)將步驟(I)得到的骨料進(jìn)行球磨得到細(xì)粉，過(guò)200目篩，得到熔融石英粉；
(3)向所述步驟(2)中的熔融石英粉中加入水、可燃物、有機(jī)單體、交聯(lián)劑、催化劑，混合均勻得到漿料；
(4)在向所述步驟(3)的漿料中加入引發(fā)劑，混合均勻，使有機(jī)單體和交聯(lián)劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)漿料固化，靜置一段時(shí)間后進(jìn)行脫模，得到坯體；
(5)坯體進(jìn)行干燥、燒結(jié)、破碎分級(jí)得到成品熔融石英輕質(zhì)骨料。
[0005]進(jìn)一步的，所述步驟(I)的原料也可以采用固體脫脂乳粉。
[0006]進(jìn)一步的，所述步驟(3)的水加入量是熔融石英粉質(zhì)量的25— 50%。
[0007]進(jìn)一步的，所述步驟(3)的可燃物為淀粉、表面改性炭黑、表面改性焦炭中的一種，其平均粒徑5—10微米，加入量是恪融石英粉質(zhì)量的15—35%。
[0008]進(jìn)一步的，所述步驟(3)的有機(jī)單體為丙烯酰胺AM，加入量為熔融石英粉質(zhì)量的3—5%。
[0009]進(jìn)一步的，所述步驟(3)的交聯(lián)劑為為亞甲基雙丙烯酰胺MBAM，加入量為熔融石英粉質(zhì)量的0.5 — 1%。
[0010]進(jìn)一步的，所述步驟(3)的催化劑為N，N，N’，N’ -四甲基乙二胺TEMED，加入量為恪融石英粉質(zhì)量的0.05一0.1%。
[0011]進(jìn)一步的，所述步驟(4)的引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨，加入量為熔融石英粉質(zhì)量的0.5-
3% ο
[0012]進(jìn)一步的，所述步驟(5)的燒結(jié)工藝:以I?2°C/min的速率升溫，并于400?600° C保溫0.5?Ih ;然后以5?10°C/min的速率升溫，并于900° C?1000° C保溫I?2h ;然后以10?20°C/min的速率升溫，并于1100?1300° C保溫I?2h，自然冷卻到室溫。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明以廢棄熔融石英坩禍為主要原料，實(shí)現(xiàn)固體廢棄物再利用。制備的多孔熔融石英陶瓷，具有孔徑小、氣孔分布均勻、密度低，非常適合用于使用溫度低于1200 °(:的輕質(zhì)隔熱骨料。
[0014]說(shuō)明書附圖
圖1是輕質(zhì)骨料孔徑分布圖。
[0015]圖2是輕質(zhì)隔熱骨料的理化指標(biāo)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖1和2以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明:
如圖1和2所示:一種利用廢棄熔融石英坩禍制備微孔輕質(zhì)隔熱骨料的方法，包括步驟如下:
(1)將廢棄熔融石英坩禍清洗干凈，烘干放入破碎機(jī)中進(jìn)行破碎得到骨料；
(2)將步驟(I)得到的骨料進(jìn)行球磨得到細(xì)粉，過(guò)200目篩，得到熔融石英粉；
(3)向所述步驟(2)中的熔融石英粉中加入水、可燃物、有機(jī)單體、交聯(lián)劑、催化劑，混合均勻得到漿料；
(4)在向所述步驟(3)的漿料中加入引發(fā)劑，混合均勻，使有機(jī)單體和交聯(lián)劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)漿料固化，靜置一段時(shí)間后進(jìn)行脫模，得到坯體；
(5)坯體進(jìn)行干燥、燒結(jié)、破碎分級(jí)得到成品熔融石英輕質(zhì)骨料。
[0017]所述步驟(I)的原料也可以采用固體脫脂乳粉。
[0018]所述步驟(3)的水加入量是恪融石英粉質(zhì)量的25—50%ο
[0019]所述步驟(3)的可燃物為淀粉、表面改性炭黑、表面改性焦炭中的一種，其平均粒徑5—10微米，加入量是恪融石英粉質(zhì)量的15—35%。
[0020]所述步驟(3)的有機(jī)單體為丙烯酰胺AM，加入量為熔融石英粉質(zhì)量的3 — 5%。
[0021]所述步驟(3)的交聯(lián)劑為為亞甲基雙丙烯酰胺MBAM，加入量為熔融石英粉質(zhì)量的
0.5—1%。
[0022]所述步驟(3)的催化劑為N，N，N’，N’ -四甲基乙二胺TEMED，加入量為熔融石英粉質(zhì)量的 0.05—0.1%。
[0023]所述步驟(4)的引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨，加入量為熔融石英粉質(zhì)量的0.5 — 3%。
[0024]所述步驟(5)的燒結(jié)工藝:以I?2°C/min的速率升溫，并于400?600°C保溫
0.5?Ih ;然后以5?10°C/min的速率升溫，并于900°C?1000°C保溫I?2h ;然后以10?20°C/min的速率升溫，并于1100?1300° C保溫I?2h，自然冷卻到室溫。
[0025]實(shí)施例一:
首先將廢棄熔融石英坩禍清洗干凈，烘干放入破碎機(jī)中進(jìn)行破碎得到骨料，然后對(duì)骨料進(jìn)行球磨得到細(xì)粉，過(guò)200目篩，將得到熔融石英粉；將10g的熔融石英粉、25g的水、15g的焦炭、3g的AM、0.5g的MB