[发明专利]钒钛磁铁尾矿制备微晶泡沫玻璃的方法

说明书

本发明公开了一种钒钛磁铁尾矿制备微晶泡沫玻璃的方法，先酸洗处理得到活化钒钛磁铁尾矿，将其与校正材料、助溶剂、发泡剂混合球磨后，在冷压机中压制成型，最后在烧结炉中熔融、晶化热处理，最终得到微晶泡沫玻璃材料。以钒钛磁铁矿尾矿为主要原料，通过添加校正原料、发泡剂、助溶剂并采用晶化工艺可实现含少量微晶的泡沫玻璃制备，大幅降低原料成本，提高玻璃韧性。此方法具有成分控制精度高，工艺稳定性和重复性较强，可实现钒钛磁铁尾矿较高的工业附加值。

技术领域

本发明涉及保温建筑材料制备技术领域，特别涉及一种钒钛磁铁尾矿制备微晶泡沫玻璃的方法。

背景技术

钒钛磁铁矿尾矿是钢铁冶金行业产生的废物。通常含有二氧化硅、氧化钙、氧化铁、氧化钠、氧化钛等化合物，现阶段主要应用于路面砖、围墙砖等建材以及水泥行业，使其工业附加值不高。因此，开发一种新途径，以提高其工业附加值至关重要。

泡沫玻璃是一种较理想的墙体保温材料，纯原料及粉煤灰制备泡沫玻璃的原料成本较高，使其难以推广。

发明内容

本发明是针对常见手段难以提高钒钛磁铁尾矿工业附加值问题的研发领域现状，提供一种钒钛磁铁尾矿制备微晶泡沫玻璃的方法。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种钒钛磁铁尾矿制备微晶泡沫玻璃的方法，包括以下步骤：

1)将钒钛磁铁尾矿经洗涤、干燥后，置于氢氟酸中活化，再加入氢氧化钠溶液中和、沉淀、洗涤，得到活性钒钛磁铁尾矿；

2)将活性钒钛磁铁尾矿、碳粉、平板玻璃粉、二氧化硅粉、氧化钙粉、氧化钠粉按比例混合得到混合物，然后将混合物进行球磨，再加入成形剂置于冷压模具中压制成型得到冷压成型块体；

3)将冷压成型块体装入烧结炉中烧结，然后进行晶化处理，最终得到微晶泡沫玻璃材料。

作为本发明的进一步改进，步骤1)中，氢氟酸的浓度为0.4～1.1mol/L，氢氧化钠溶液浓度为0.2～0.8mol/L，活化设备为重力感应磁力搅拌器。

作为本发明的进一步改进，步骤2)中，活性钒钛磁铁尾矿、碳粉、平板玻璃粉、二氧化硅粉、氧化钙粉及氧化钠粉的重量百分比为：(68～77.1)：1.2：(9.1～14.9)：(8.2～11.3)：(1.1～3.2)：(3.3～6.7)。

作为本发明的进一步改进，步骤2)中，球磨在球磨罐中进行，球磨时间15～21小时，球磨罐材料为尼龙，磨球材料为二氧化锆，球磨机转速160～180转/分。

作为本发明的进一步改进，步骤2)中，成形剂为质量浓度为3.5％的PVA酒精溶液，冷压压力60～98MPa。

作为本发明的进一步改进，步骤3)中，烧结温度为940～1070℃，晶化温度为670～750℃，升温速率13℃/分。

作为本发明的进一步改进，制备的微晶泡沫玻璃材料的抗弯强度大于等于26MPa，孔隙率大于等于93.2％，闭孔率大于等于90.6％。

与现有技术相比，本发明具有以下特点和优势：

本发明先酸洗处理得到活化钒钛磁铁尾矿，将其与校正材料、助溶剂、发泡剂混合球磨后，在冷压机中压制成型，最后在烧结炉中熔融、晶化热处理；其中酸洗活化处理可降低粉末熔融温度，提高发泡孔隙率。活化后的钒钛磁铁尾矿可与校正材料等充分接触，加速扩散，提高尾矿实际利用率。本发明以钒钛磁铁矿尾矿为主要原料，通过添加校正原料、发泡剂、助溶剂并采用晶化工艺可实现含少量微晶的泡沫玻璃制备，大幅降低原料成本，提高玻璃韧性。本发明制备的微晶泡沫玻璃的抗弯强度大于等于26MPa，孔隙率大于等于93.2％，闭孔率大于等于90.6％。