[发明专利]一种瘠性煤矸石工业废料制备泡沫保温材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种瘠性煤矸石工业废料制备泡沫保温材料的方法。

背景技术

中国是煤炭大国，每年产生的煤矸石超过2亿吨，煤矸石堆积如山，占用大量土地并严重影响环境，对其大宗资源化利用势在必行。瘠性煤矸石占煤矸石总量的60%以上，其含硅高，可塑性指数低，难于利用。随着中国城市化进程的加快和节能减排产业政策的实施，对新型建材需求显著增加，为以煤矸石为原料开发新型节能保温建材创造了良好的条件。

瘠性煤矸石的含硅高，可塑性指数低，难于利用。因此，如何将其有效利用起来，并提高附加值，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种瘠性煤矸石工业废料制备泡沫保温材料的方法，目的是在实现废弃物资源的同时，提高煤矸石产品的附加值，得到合格的泡沫保温材料。

实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行： 

（1）将瘠性煤矸石粉碎至粒径在1mm以下，将其与陶瓷抛光砖泥按照重量比瘠性煤矸石∶陶瓷抛光砖泥=（1~2）∶1混合，搅拌均匀获得混合料A；

（2）将水玻璃和十二烷基硫酸钠分别加入上述混合料A，获得混合料B，水玻璃加入量为瘠性煤矸石和陶瓷抛光砖泥总重量的4~8%，十二烷基硫酸钠加入量为瘠性煤矸石和陶瓷抛光砖泥总重量的8~10%；

（3）向混合料B中加水并搅拌均匀，水加入量为混合料B重量的10~14%，搅拌均匀后在封闭条件下放置48h，获得陈化物料；

（4）将陈化物料放入板材成型模具中，在1.5~3MPa压力下压制成型，得到成型板材，将成型板材在106℃条件下干燥至质量恒定，然后置于电炉内，以100~150℃/h的速度升温至1150~1250℃，保温10~15分钟，自然冷却，得到成瘠性煤矸石泡沫保温材料。

其中，上述的陶瓷抛光砖泥为陶瓷废料，颗粒较细，比表面积为6.52×10⁷m³/kg，平均粒径约为0.25μm。

上述的瘠性煤矸石占煤矸石总量60%以上，主要成分为二氧化硅和氧化铝，其中含二氧化硅重量含量至少为55%。

与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：

本发明的技术方案是通过掺配工业废渣瘠性煤矸石和陶瓷抛光砖泥，经粉碎、添加粘结剂和发泡剂、搅拌、陈化、挤压成型、干燥和焙烧等步骤制得保温材料。在焙烧过程中，瘠性煤矸石内含的可燃碳陆续完全燃烧，在释放能量的同时，完成其自身的焙烧和玻璃质化结晶。

本发明采用工业废渣，原料易得，生产成本低，工业化应用后能有效的解决煤矸石及陶瓷抛光砖泥的堆放处理问题，节省大量土地，并减轻煤矸石及陶瓷抛光砖泥堆存对周边环境的危害。

本发明所制得的保温材料，导热系数、吸水率、燃烧性能和强度等性能均符合保温材料标准，优于苯板等传统的墙体保温材料，既充分回收利用了煤矸石中的热能资源，又有效提高了煤矸石产品的附加值，是一种新的煤矸石综合利用方法，可以节约建筑能耗，改善环境，同时有良好的推广应用价值，不仅具有巨大的经济效益，而且在节地、利废和环境保护三个方面也具有显著的社会效益，符合国家产业政策的要求。

具体实施方式

以下实施例为本发明优选实施例，采用的其他原料为选用材料，实际使用时不限于该成分的原料。

本发明实施例中采用的瘠性煤矸石成分按重量百分比为SiO₂ 55~65%，Al₂O₃15~35%，Fe₂O₃1~7%，CaO1~2%， MgO 1~3%，R₂O 1~2.5%，水分及其他 10~17%。

本发明实施例中采用的陶瓷抛光砖泥成分按重量百分比为SiO₂ 69.02%，Al₂O₃16.04%，CaO 0.63%，MgO 4.08%，Na₂O 3.15%，K₂O 1.84%，Fe₂O₃ 0.73%，TiO₂ 0.23%，水分及其他 5.23%，比表面积为6.52×10⁷m³/kg，平均粒径约为0.25μm。

本发明实施例中对瘠性煤矸石泡沫保温材料的性能测定方法参照国标进行。

实施例1