專利名稱：一種低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料的制備方法，屬于環(huán)保建材領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
本發(fā)明采用的硅藻土是一種由單細(xì)胞水生植物硅藻的遺骸沉積而成的天然礦物原料。硅藻土礦的形成經(jīng)歷了上萬年的地質(zhì)變化。我國的硅藻土儲量很大，但是優(yōu)質(zhì)的即一級硅藻土經(jīng)過多年不斷的開采其含量在逐漸減少。據(jù)調(diào)查，被開采后剩余的大多數(shù)的低品位硅藻土 (硅含量小于等于85%)被丟棄閑置，造成大量的資源浪費。用硅藻土生產(chǎn)的室內(nèi)裝修材料不但可以提高低品位硅藻土的利用率，還有改善居住環(huán)境的作用。目前市場上涉及的娃藻土產(chǎn)品大多米用優(yōu)質(zhì)娃藻土加工而來，由于建筑材料市場需求量很大，而優(yōu)質(zhì)的硅藻土必定很難滿足市場的需求，開發(fā)出新型的低品位硅藻土產(chǎn)品是一個很有前景的方向。現(xiàn)在的硅藻土系列建材多數(shù)為硅藻泥，其同樣是以硅藻土為主要成分，具有凈化空氣和調(diào)節(jié)空氣潮濕度的功能，但其不足之處在于硅藻泥僅能通過肌理、鏤刻和印花來美化外觀，對于裝修風(fēng)格多樣性的實現(xiàn)能力有限。糖濾泥是碳酸鹽甜菜制糖時所生產(chǎn)的固體廢棄物。在制糖過程中，糖產(chǎn)量與濾泥(含水量65%)的產(chǎn)量比例約為10:3，其中糖濾泥的主要成分是CaCO3，其含量達(dá)到80%以上，因此，應(yīng)當(dāng)合理利用好糖濾泥，將其變廢為寶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以糖濾泥作高溫成孔劑、以硅藻土為中低溫成孔劑的多孔材料的制備方法。該法生產(chǎn)成本低，節(jié)約能源，在利用固體廢棄物的同時，又創(chuàng)造了更好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。一種低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料的制備方法，包含備料，制坯和燒結(jié)的步驟，其特征在于:原料由糖濾泥、低品位硅藻土、骨料組成，各組分質(zhì)量百分比如下:低品位硅藻土:40 60%糖濾泥:20 40%骨料:20 40%。本發(fā)明所述低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料的制備方法所有技術(shù)方案中所述硅藻土為天然礦物原料，考慮經(jīng)濟(jì)原因優(yōu)先使用低品位硅藻土 (硅含量不大于85%)，本發(fā)明所述低品位硅藻土為一級硅藻土開采后剩余的混合物；多孔材料進(jìn)行燒結(jié)時，可將粘附在硅藻體上的有機物燒去，這樣在保留低品位硅藻土中原來孔的基礎(chǔ)上又增加了新的孔，即低品位硅藻土可作為多孔材料的中低溫成孔劑；另外，低品位硅藻土中的粘土礦物可作為粘結(jié)齊U，將增強坯 體強度的骨料與糖濾泥粘結(jié)在一起經(jīng)過燒成制備出低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料。本發(fā)明所述低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料的制備方法所有技術(shù)方案中所述糖濾泥優(yōu)選碳酸法甜菜糖廠產(chǎn)生的濾泥。
本發(fā)明所述低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料的制備方法所有技術(shù)方案中所述骨料為可用于多孔材料燒結(jié)的材料，其作用為復(fù)合多孔材料的內(nèi)部骨架結(jié)構(gòu)?？紤]環(huán)保及經(jīng)濟(jì)因素，所述骨料優(yōu)選為可用于多孔材料燒結(jié)的固體廢棄物，特別地，優(yōu)選選自粉煤灰、廢陶瓷、脫硫石膏中的至少一種。本發(fā)明所述低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料的制備方法所有技術(shù)方案中優(yōu)選低品位硅藻土和骨料顆粒小于120目。本發(fā)明所述低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料的制備方法所有技術(shù)方案中優(yōu)選糖濾泥顆粒小于180目。本發(fā)明所述低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料的制備方法優(yōu)選原料由糖濾泥、低品位硅藻土、骨料組成，各組分質(zhì)量百分比如下:低品位娃藻土:50 55%糖濾泥:20 30%骨料:20 30%。本發(fā)明所述低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料的制備方法進(jìn)一步優(yōu)選原料由糖濾泥、低品位硅藻土、骨料 組成，各組分質(zhì)量百分比如下:低品位硅藻土 50%、糖濾泥30%、骨料20%或低品位硅藻土 55%、糖濾泥25%、骨料20%或低品位硅藻土 50%、糖濾泥20%、骨料30%或低品位硅藻土 55%、糖濾泥20%、骨料25%。本發(fā)明所述低品位娃藻土基復(fù)合多孔材料的制備方法一個優(yōu)選的技術(shù)方案為:一種低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料的制備方法，所述方法包括下述工藝步驟:a.備料:將低品位硅藻土、糖濾泥脫水處理后，進(jìn)行晾曬、干燥，使其相對含水率(13% ;將低品位硅藻土和骨料破碎后取120目篩下料，糖濾泥取180目篩下料備用；b.制坯:按配方的質(zhì)量百分比稱取備好的各種原料加水混合形成配合料，其中加水量與配合料的比為5:1，對混合料進(jìn)行球磨I 5h，將其烘干，再加入水，加水量為配合料絕干質(zhì)量的10 13%，對其進(jìn)行造粒，陳腐24h 72h ;陳腐后對配合料進(jìn)行成型，成型壓力12MPa ;隨后，放入干燥箱進(jìn)行干燥，干燥溫度100°C 110°C，干燥時間6h，得生坯體；c.燒結(jié):對生坯體進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度800 1100°C，燒結(jié)保溫時間為0.5 lh，燒結(jié)后隨爐冷卻即得低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料。本發(fā)明的另一目的是提供由上述方法制備的的多孔材料，該多孔材料的抗壓強度為 12.63MPa 29.42MPa，孔隙率為 44.08% 58.17%，密度為 0.856g/cm3 1.116g/cm3。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所述的低品位硅藻土和糖濾泥分別作燒結(jié)過程中的中低溫成孔劑和高溫成孔劑。低品位硅藻土自身富有多孔結(jié)構(gòu)，在中低溫下熱處理，失去大部分的水且硅尸骸沉積物燃燒揮發(fā)，可作為中低溫成孔劑；而糖濾泥中主要成分為CaCO3,分解溫度在800°C以上，可作為高溫成孔劑。共同使用低品位硅藻土和糖濾泥是為了能夠產(chǎn)生相互貫通的氣孔結(jié)構(gòu)，防止高溫?zé)Y(jié)時氣孔封閉，這樣相互貫通的孔隙網(wǎng)絡(luò)具有更好的效果。該法生產(chǎn)成本低，節(jié)約能源，在利用固體廢棄物的同時，又創(chuàng)造了更好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。


本發(fā)明附圖2幅，圖1是實施例1所用低品位硅藻土原料在放大2000倍下的SEM斷面圖；圖2是實施例1所得低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料在放大2000倍下的SEM斷面圖。
具體實施例方式下述非限制性實施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。下述實施例所用硅藻土為吉林臨江產(chǎn)的低品位硅藻土，其為一級硅藻土開采后剩余的混合物。實施例1a.備料:將低品位硅藻土、糖濾泥脫水處理后，進(jìn)行晾曬、干燥，使其相對含水率(13% ;將低品位硅藻土和粉煤灰破碎后取120目篩下料，糖濾泥取180目篩下料備用；b.制坯:按低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料配方的質(zhì) 量百分比:低品位硅藻土 50%、糖濾泥30%、粉煤灰20%稱取備好的各種原料加水并混合形成混合料，其中加水量與配合料的比為5:1，對混合料進(jìn)行球磨lh，將其烘干，再加入少量的水，加水量為配合料絕干質(zhì)量的10% ;造粒后陳腐48h，將陳腐好的料放入壓磚機中，壓力為12MPa ;將成型后的坯體放入干燥箱中，干燥溫度105°C，干燥時間6h，制得生坯體。c.燒結(jié):將干燥后的生坯體放入箱式電爐內(nèi)，在1050°C下進(jìn)行燒結(jié)，保溫lh，隨爐冷卻后即為低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料。按照中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)燒結(jié)多孔磚和多孔砌塊(GB/T18968和JC/T466)，并參考中華人民共和國無機硬質(zhì)絕熱制品試驗方法，以此測定方法(GB/T5486.3-2001)為標(biāo)準(zhǔn)，對產(chǎn)品進(jìn)行密度及吸水率的測試。測試結(jié)果見表I。圖1和圖2分別是低品位 硅藻土原料和實施例1所的產(chǎn)品在2000倍下SEM觀測到的斷面圖。圖1中的低品位硅藻土表面被粘土礦物所包覆，另外硅尸骸沉積物也沉積在硅藻土中，使得微孔不能得到完全自由的釋放和貫通。經(jīng)過實施例1的加工處理后保留了硅藻內(nèi)部孔的形狀沒有發(fā)生大的變化，同時利用糖濾泥在高溫下分解CaCO3形成孔隙，進(jìn)一步提高了孔隙率的含量以及使這些孔相互貫通。實施例2a.備料:與實施例1相同。b.制坯:按低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料配方的質(zhì)量百分比:低品位硅藻土 55%、糖濾泥25%、粉煤灰20%稱取備好的各種原料加水并混合形成混合料，其中加水量與配合料的比為5:1，對混合料進(jìn)行球磨lh，將其烘干，再加入少量的水，加水量為配合料絕干質(zhì)量的10% ;造粒后陳腐48h，將陳腐好的料放入壓磚機中，壓力為12MPa ;將成型后的坯體放入干燥箱中，干燥溫度108°C，干燥時間6h，制得生坯體。c.燒結(jié):將干燥后的生坯體放入箱式電爐內(nèi)，在1070°C下進(jìn)行燒結(jié)，保溫lh，隨爐冷卻后即為低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料。實施例3
a.備料:與實施例1相同。b.制坯:按低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料配方的質(zhì)量百分比:低品位硅藻土 50%、糖濾泥20%、粉煤灰30%稱取備好的各種原料加水并混合形成混合料，其中加水量與配合料的比為5:1，對混合料進(jìn)行球磨lh，將其烘干，再加入少量的水，加水量為配合料絕干質(zhì)量的10% ;造粒后陳腐48h，將陳腐好的料放入壓磚機中，壓力為12MPa ;將成型后的坯體放入干燥箱中，干燥溫度108°C，干燥時間6h，制得生坯體。c.燒結(jié):將干燥后的生坯體放入箱式電爐內(nèi)，在1070°C下進(jìn)行燒結(jié)，保溫0.5h，隨爐冷卻后即為低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料。實施例4a.備料:與實施例1相同。b.制坯:按低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料配方的質(zhì)量百分比:低品位硅藻土 55%、糖濾泥20%、粉煤灰25%稱取備好的各種原料加水并混合形成混合料，其中加水量與配合料的比為5:1，對混合料進(jìn)行球磨lh，將其烘干，再加入少量的水，加水量為配合料絕干質(zhì)量的10% ;造粒后陳腐48h，將陳腐好的料放入壓磚機中，壓力為12MPa ;將成型后的坯體放入干燥箱中，干燥溫度110°C，干燥時間6h，制得生坯體。c.燒結(jié):將干燥后的生坯體放入箱式電爐內(nèi)，在1100°C下進(jìn)行燒結(jié)，保溫0.5h，隨爐冷卻后即為低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料。表I為各個實施例所得的性能
權(quán)利要求
1.一種低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料的制備方法，包含備料，制坯和燒結(jié)的步驟，其特征在于原料由糖濾泥、低品位硅藻土、骨料組成，各組分質(zhì)量百分比如下 低品位娃藻土 40 60% 糖濾泥20 40% 骨料20 40%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述原料由糖濾泥、低品位硅藻土、骨料組成，各組分質(zhì)量百分比如下 低品位娃藻土 50 55% 糖濾泥20 30% 骨料20 30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述原料由糖濾泥、低品位硅藻土、骨料組成，各組分質(zhì)量百分比如下 低品位硅藻土 50%、糖濾泥30%、骨料20%或 低品位硅藻土 55%、糖濾泥25%、骨料20%或 低品位硅藻土 50%、糖濾泥20%、骨料30%或 低品位硅藻土 55%、糖濾泥20%、骨料25%。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的方法，其特征在于所述骨料選自粉煤灰、廢陶瓷、脫硫石膏中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的方法，其特征在于所述方法包括下述工藝步驟 a.備料將低品位硅藻土、糖濾泥脫水處理后，進(jìn)行晾曬、干燥，使其相對含水率(13% ;將低品位硅藻土和骨料破碎后取120目篩下料，糖濾泥取180目篩下料備用； b.制坯按配方的質(zhì)量百分比稱取備好的各種原料加水混合形成配合料,其中加水量與配合料的比為5:1，對混合料進(jìn)行球磨I 5h，將其烘干，再加入水，加水量為配合料絕干質(zhì)量的10 13%，對其進(jìn)行造粒，陳腐24h 72h ;陳腐后對配合料進(jìn)行成型，成型壓力12MPa ;隨后，放入干燥箱進(jìn)行干燥，干燥溫度100°C 110°C，干燥時間6h，得生坯體； c.燒結(jié)對生坯體進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度800 1100°C，燒結(jié)保溫時間為O.5 lh，燒結(jié)后隨爐冷卻即得低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料。
6.一種由權(quán)利要求I所述方法制備的低品位娃藻土基復(fù)合多孔材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的材料，其特征在于所述多孔材料的抗壓強度為12.63MPa 29. 42MPa，孔隙率為 44. 08% 58. 17%，密度為 O. 856g/cm3 I.116g/cm3。
全文摘要
一種低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料的制備方法，以低品位硅藻土和糖濾泥分別作中低溫成孔劑和高溫成孔劑，工業(yè)廢渣為骨料來制備低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料的方法，其工藝流程為將原料進(jìn)行干燥，破碎，篩分后按照配方要求稱量，加入適當(dāng)?shù)乃旌吓淞稀⑶蚰?、造粒、陳腐、成型、干燥、燒結(jié)成產(chǎn)品。本發(fā)明生產(chǎn)的低品位硅藻土基復(fù)合多孔材料可廣泛應(yīng)用于裝飾建材方面，不僅充分利用低品位硅藻土(硅含量不大于85%)和固體廢棄物，而且可以改善居住環(huán)境，降低癌癥得病率。
文檔編號C04B38/00GK103253951SQ20131017652
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者高文元, 錢超, 李秀蘭, 胡志強, 劉貴山, 郝洪順 申請人:大連工業(yè)大學(xué)