[发明专利]含锆复合烧结超轻质无机材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷材料及制备方法，尤其是一种含锆复合烧结超轻质无机 材料及其制备方法。

背景技术

减少工业废弃物的污染，加强工业废弃物的综合利用，制备适用于电力、建 筑、化工、军工等隔热保温设备和/或墙体、隔音设备和/或墙体的烧结轻质无机 节能材料，是我国环境保护、节约能源、资源再生利用开发、发展循环经济的主 题之一。近年来，不少企业都十分重视工业废弃物的再生利用和开发，并取得了 一定的成效。然而，如何综合利用不可再生的资源，进一步开发性能优异的、能 适用于恶劣工况环境的复合烧结超轻质大规格无机节能材料，促进不可再生资源 综合利用的优化，仍然是进一步为环境保护服务，减少废弃物污染、噪音污染、 热污染等污染源的迫切要求和难题。

在本发明之前，有轻质陶瓷材料的配方包括采用镁质粘土、漂珠、珍珠岩粉、 成孔剂和粘结剂，经配料、球磨、榨干、成型、烘干、烧结而成。只是广泛地说 具有重量轻、耐热、耐寒、高强度、抗腐蚀性强、不变形、保温隔热隔音性能好， 可替代普通陶瓷、木、金属、塑料制品，但所制得的制品不仅气孔分布不均匀， 而且形成许多开口气孔和连通气孔，强度低，吸水、吸湿严重，耐水性、耐腐蚀 性差。还有制成容重0.3～0.8g/cm³的轻质陶瓷制品，所制得的制品虽然基本上 消除了开口气孔和连通气孔，克服了上述吸水、吸湿、耐腐蚀性差等缺陷，但在 制作制品的过程中仍存在以下问题：(1)断面气孔分布不均匀和气孔大小不均匀 的问题，在整个制作过程中难以控制，导致最终制品的孔径时大时小，性能时好 时坏，尤其是抗折强度和耐压强度得不到保证；(2)由于制品在烧制过程中产生 气体、受热膨胀，耐火组合模具部件往往在胀力的作用下移动，导致产品达不到 所要求的规格尺寸，尤其是达不到厚度尺寸的要求；(3)由于耐火组合模具部件 的不规则移动，有时会掉落在窑道内，严重时会造成事故，被迫停产，并且组合模 具部件尺寸也有其局限性，只能制取一些模具部件所能达到的规格尺寸，一般只 能制作长×宽×高为300mm×300mm×60mm的制品，过大的耐火模具部件往往又 影响到耐火模具的使用寿命，增加生产成本。据报导，目前生产的制品最大规格 尺寸为长×宽×高为800mm×800mm×60mm，这就局限了所述的轻质、隔热、隔 音环保型陶瓷制品的应用领域。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，提出一种含锆复合烧结超轻质无机材料 及其制备方法。

本发明的技术方案是：

一种含锆复合烧结超轻质无机节能材料，其主要技术特征在于其化学组份重 量百分比为：ZrO₂ 0.5％～18％；SiO₂ 40％～76％；Al₂O₃ 10％～20％；CaO+MgO +BaO 4％～15％；Fe₂O₃ 0％～4％；Li₂O+K₂O+Na₂O 1％～8％。

本发明的另一技术方案是：

一种含锆复合烧结超轻质无机节能材料制备方法，其主要技术步骤在于：

(1)将50％～75％包含氧化铝含量14％～28％、氧化硅含量55％～76％的废淤泥和/ 或废矿渣和/或废陶瓷碎片、20％～45％的白云石和/或石灰石和/或陶土的原 生矿物的混合物、1％～4％的碳酸钡、碳化硅、硼酸、锂长石、碳素的烧结助 剂和1％～30％的硅酸锆和/或锆英砂搅拌均匀后，破碎混合，湿法球磨，万 孔筛余控制在≤0.5％；

(2)喷雾造粒或压滤、干燥、粉碎、加水、搅拌、造粒和过筛后陈腐；

(3)将陈腐过的泥料铺入耐火组合模具内，然后刮平，装入窑内，然后再铺入 陈腐过的泥料，刮平，进入窑内

(4)1150～1450℃烧成，生成高粘度的玻璃相，产生均匀密布的微细闭口气孔， 然后缓慢冷却，形成完全烧结的含锆复合烧结超轻质无机节能材料。

本发明的优点和效果就在于在烧结超轻质无机节能材料中采用硅酸锆和/或 锆英砂(ZrSiO₄)引入氧化锆。