[发明专利]一种以铁尾矿为原料制备的膨胀珍珠岩气凝胶复合保温板及其制备方法

说明书

一种以铁尾矿为原料制备膨胀珍珠岩气凝胶复合保温板的方法，包括以下步骤：将铁尾矿渣、普通硅酸盐水泥、纤维素、胶粉、短纤维丝、膨胀珍珠岩和疏水二氧化硅气凝胶粉末混合，加水搅拌均匀，形成浆糊状的混合物后，倒入模具中，并在所述浆糊状的混合物中嵌入纤维网格布，自然风干，脱模，即得膨胀珍珠岩气凝胶复合保温板。本发明引入从铁尾矿中提取的硅元素制得的疏水二氧化硅气凝胶，使得保温板材具有较低的导热系数，并大量使用铁尾矿渣这种固体废弃物，缓解环境压力的同时制造出了可以大规模生产的复合保温板。本发明制得的复合保温板具有密度低、保温隔热效果好、不燃烧等优点。制备的复合保温板的密度低于0.332g/cm³、导热系数低于0.056 w/m·K。

技术领域

本发明属于无机材料技术领域，具体涉及一种以铁尾矿为原料制备的膨胀珍珠岩气凝胶复合保温板及其制备方法。

背景技术

铁尾矿是钢铁工业排放的固体废弃物。铁尾矿的堆存既占用耕地、污染环境，又需投入大量的资金去维护。因此研究铁尾矿的综合利用十分重要。其中铁尾矿主要由硅质和铁质成分组成，杂质含量较低，它们的常规回收方法工艺复杂、能耗大、成本高。

二氧化硅气凝胶材料是世界上最好的隔热固体材料之一，并且具有最高的阻燃等级但是，气凝胶极限拉伸强度很小，质脆，易碎，要避免直接的机械撞击。由于它结构本身的缺陷，目前气凝胶产品很难作为商品直接应用，需和其它材料复合使用。

目前技术下的保温板主要有无机/有机两大类，其中无机保温板如硅酸钙板、泡沫玻璃板等主要存在导热系数较高，导致板材整体保温性能较差，且保温板密度较高，不利于施工及运输；有机保温板如聚氨酯泡沫板等虽然密度小、保温效果好，但是由于其可燃性，在建筑等领域还属于限制应用的阶段。目前既拥有低导热系数、低密度、较高机械强度、具有不燃性，且还可以大规模消耗铁尾矿这种固体废弃物的保温板还没有报道。

针对上述问题，以铁尾矿为原料，制备出疏水二氧化硅气凝胶，之后与膨胀珍珠岩及尾矿渣等复合制备出复合保温板，将铁尾矿这种废弃资源重新回收利用，在达到较低导热系数的同时显著增强了其机械性能，可直接应用于工业、建筑等领域。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种以铁尾矿为原料制备的膨胀珍珠岩气凝胶复合保温板及其制备方法，本发明制备的保温板的保温效果好，机械强度大等优点，且制备条件温和，易于工业化。

所述的一种以铁尾矿为原料制备膨胀珍珠岩气凝胶复合保温板的方法，其特征在于将铁尾矿渣、普通硅酸盐水泥、纤维素、胶粉、短纤维丝、膨胀珍珠岩和疏水二氧化硅气凝胶粉末混合，加水搅拌均匀，形成浆糊状的混合物后，倒入模具中，并在所述浆糊状的混合物中嵌入纤维网格布，自然风干，脱模，即得膨胀珍珠岩气凝胶复合保温板。

所述的一种以铁尾矿为原料制备膨胀珍珠岩气凝胶复合保温板的方法，其特征在于按重量份计，包括以下步骤：将铁尾矿渣20~60份、普通硅酸盐水泥70~100份、纤维素5~8份、胶粉8~12份、短纤维丝3~5份、膨胀珍珠岩15~25份和疏水二氧化硅气凝胶粉末12~16份混合，加水搅拌均匀，形成浆糊状的混合物后，倒入模具中，并在所述浆糊状的混合物中嵌入纤维网格布3~8份，自然风干，脱模，即得膨胀珍珠岩气凝胶复合保温板。

所述的一种以铁尾矿为原料制备膨胀珍珠岩气凝胶复合保温板的方法，其特征在于所述铁尾矿渣和疏水二氧化硅气凝胶粉末的制备方法为，包括以下步骤：

1）铁尾矿粉末与氢氧化钠颗粒混合，在马弗炉中加热至400~500℃下保持2~3h进行碱溶反应，冷却至室温，冷却后的混合物与水混合，加热搅拌，过滤，滤渣干燥即得所述铁尾矿渣，滤液收集，即得粗硅溶液；