[发明专利]一种含堇青石骨架的发泡陶瓷及其制备方法

说明书

一种含堇青石骨架的发泡陶瓷及其制备方法，包括如下物质：铝源，镁源，晶体促进剂，锆英粉，发泡剂，所述锆英粉的质量占比为5‑15％，所述发泡陶瓷中含有原位生成的堇青石。本申请通过铝源以及镁源的存在，在晶体促进剂的作用下，在较低温度下生成镁铝尖晶石，并持续向堇青石转变，由于两个的连续转化过程，因此属于镁铝尖晶石的原位转化，从而可以提供一个较为稳定的骨架结构。

技术领域

本申请涉及一种含堇青石骨架的发泡陶瓷及其制备方法。

背景技术

发泡陶瓷一般以抛光瓷渣、花岗岩锯泥、铁矿尾矿和锂尾矿等固体废物作为主要原料，引入适量无机物，采用先进的生产工艺经高温发泡焙烧而成。发泡陶瓷因其封闭孔的结构特点，常温状态下具有保温隔热、隔音降噪、防水防潮的功能。但发泡陶瓷热稳定性以及强度不高是目前亟需解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本申请一方面提供了一种含堇青石骨架的发泡陶瓷，所述发泡陶瓷的合成原料包括如下物质：铝源，镁源，晶体促进剂，锆英粉，发泡剂，所述锆英粉的质量占比为5-15%，所述发泡陶瓷中含有原位生成的堇青石，当然也含有玻璃相和锆英石。本申请通过铝源以及镁源的存在，在晶体促进剂的作用下，先生成镁铝尖晶石，并在较低温度下持续向堇青石转变，由于两个的连续转化过程，因此属于镁铝尖晶石的原位转化，从而可以提供一个较为稳定的骨架结构，可进一步提高发泡陶瓷的热稳定性。

优选的，所述晶体促进剂为氟化钙或者氟化铝。晶体促进剂的一个重要作用是提供氟，因此其他金属氟化物也可以作为本申请的晶体促进剂，也可本申请的保护范围之内。

优选的，所述铝源为高岭土或者铝矾土。

优选的，所述发泡剂为黑碳化硅、绿碳化硅、二氧化锰中的一种或者两种以上的任意配比。

优选的，所述镁源为氧化镁或者滑石。

优选的，还包括基料，所述基料为固体废弃物，所述固体废弃物为抛光渣、花岗岩锯泥、金尾矿、锂尾矿、页岩中的一种或者两种以上的任意配比。基料作为发泡陶瓷的玻璃相加入，附着到本申请形成的骨架上，在增强骨架的同时，可在骨架的形成过程中提供SiO₂、Al₂O₃等物质，因此本申请对于基料没有要求，基本上SiO₂和Al₂O₃含量高的矿渣都可以采用。

优选的，所述发泡陶瓷的合成原料包括如下份数的物质：固体废弃物：60-80份；铝源：10-20份；镁源：10-20份；晶体促进剂：3-10份；锆英粉：5-10份；发泡剂：0.2-1份。

另一方面提供了一种含堇青石骨架的发泡陶瓷的合成方法，包括如下步骤：提供基料、铝源、镁源、晶体促进剂、发泡剂以及锆英石并进行混合；

混合完毕之后进行烧结，所述烧结过程使得铝源和镁源在第一温度下生成镁铝尖晶石，随后在第二温度下生成堇青石。第一温度选取在1000-1100℃，第二温度选取在1100-1200℃，主要的目的在于进行一个梯步转化，从而在镁铝尖晶石形成的基础上，原位生成堇青石，从而可以更好的起到骨架的作用。

优选的，所述第二温度高于第一温度。

优选的，包括如下步骤：

S1.配料：原料按重量份数取如下原料：基料：60-80份；铝源：10-20份；镁源：10-20份；晶体促进剂：3-10份；锆英粉：5-10份；发泡剂：0.2-1份，基料以及高岭土的粒度控制在100~200目；

S2.球磨机湿磨：按如下质量比，原料：球：水=1：2：0.6的比例入球磨罐，混合料经球磨机湿磨，细度控制万孔筛余小于5.0％；

S3.造粒：将湿磨后的混合料，喷雾造粒，粒径控制在40目～80目≥ 80% ，干燥后含水率 7% ；