CN113354290B - 基于玻璃纤维生产过程废物再利用的发泡玻璃的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于发泡玻璃制造技术领域，具体基于玻璃纤维生产过程废物再利用的发泡玻璃的制备方法。该制备方法将玻璃废丝进行粉磨加工，至粒度过筛100目，将玻璃粉与玻璃行业污水处理过程中产生的黑泥进行配比，经过充分混合，将配合料经过高温熔制、急速冷却制的具备一定性能的发泡玻璃。本发明对废物进行再次利用，在获得较好性质发泡玻璃的基础上，做到了保护环境，节约能源、资源，真正体现了废物利用的绿色环保理念。

Description

基于玻璃纤维生产过程废物再利用的发泡玻璃的制备方法
技术领域
本发明属于发泡玻璃制造技术领域，具体基于玻璃纤维生产过程废物再利用的发泡玻璃的制备方法。
背景技术
目前，生产玻璃纤维废气处置过程中产生的循环水，在循环水预处理后排入A/O污水处理站与成型车间产生的污水混合处理。在污水处理过程中，会在一沉池产生较多的污泥，需要定期排出，排出的污泥被当作垃圾处理，这种现象一是处理过程需要投入一定的人力物力，处理时也是耗费资源能源。
发泡玻璃作为一种性能优良的建筑及保温材料被广泛使用。在生产过程中，大多是利用废旧玻璃作为主要物料，其辅料-发泡剂及助泡剂的选择多种多样，其中发泡剂大多为盐酸盐、硫酸盐类、二氧化锰、碳粉、水玻璃、碳化硅。生产时，单一发泡剂的能力是有限的，选择复合发泡剂对发泡玻璃的密度、气孔率、穿通孔率等各项性能具有很好的控制效果。但是面对繁多复杂的配比，无法确认最佳配比。
泰山玻璃纤维邹城有限公司的含硼含氟玻璃在池窑拉丝生产过程的A/O污水处理***，处理拉丝车间和废气处理的污水，在初次沉淀池沉淀后压滤产生的污泥，由于颜色偏黑，简称黑泥)。含氟、含硼玻璃原料主要有：生石灰、叶腊石、石英砂、硼钙石和萤石。在窑炉熔制的过程中，一部分的氟和硼化物在高温下挥发到窑炉烟气中，再经过湿法废气喷淋处理***洗涤下来；另一部分玻璃液中氟和硼在拉丝车间作业的过程中，被拉丝喷雾洗涤下来进入地下室，同时，拉丝作业过程中会有一定量的淀粉类浸润剂(含有树脂、淀粉、粘结剂、润滑剂、偶联剂、抗静电剂、消泡剂等有机物)废液进入污水***。在污水处理过程中，需要加入氧化钙对废气产生的污水进行预处理，之后进入A/O污水处理前端调节池中和拉丝作业产生的污水混合。再通过加入液碱调节PH值至7-9后，加入酰胺絮凝、硫酸亚铁混凝后，进入A/O处理***的初次沉淀池沉淀。沉淀24h以上的污泥抽入污泥调节池，加入生石灰调质污泥，降低含水率后，由板框压泥机压出，后经过干燥。粉碎，便可得到黑色的粉料，简称黑泥。该物质经分析可知，组分主要包括氟、钙、钠、硼元素和硫酸盐。低温100℃烘干的黑泥，经过低温碳化，利用硫碳测定仪检测出碳含量约为25％，烘干后的黑泥充分煅烧后经X射线荧光分析法分析检测可知黑泥主要无机组分(Ca、Na、B以氧化态百分含量表示，S、F以单质百分含量表示)如下：
CaO Na<sub>2</sub>O S F B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
10.25％ 23.4％ 12.96％ 18.60％ 20.01％
发明内容
根据现有技术上存在的缺陷，结合目前的研究前沿，本发明提供了基于玻璃纤维生产过程废物再利用的发泡玻璃的制备方法。
本发明是采用以下的技术方案实现的：
本发明提供了一种基于玻璃纤维生产过程废物再利用的发泡玻璃的制备方法，具体包括以下步骤：
1)将玻璃粉、黑泥按比例混合均匀得到混合料，将混合料至于高温炉中，设置温度由室温升至900-1000℃，并保温1-3h；
2)然后急速冷却至450-500℃，制得所述发泡玻璃。
进一步地，所述步骤1)中升温速度为10-25℃/min。
进一步地，所述步骤2)中急速冷却的降温速度为30-40℃/min。
进一步地，所述步骤1)中黑泥占混合料的质量百分比为1-9％。
进一步地，所述玻璃粉的目数为100目以下。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
黑泥作为多种物质的混合物，里面含有可以作为助泡剂的硼酸钠(可以而降低玻璃的粘度，有助于发泡)，该物质为含硼玻纤生产过程中产生的废气处理过程中获得。黑泥中的有机物在一定温度下会发生碳化，当温度逐渐升高时，物料中的碳热解可以起到发泡作用，同时黑泥中含有一定的可以降低玻璃黏度的氟化物，在高温玻璃熔融状态能够降低玻璃的黏度，作为助泡剂。因此，黑泥自身复杂的成分恰到好处的发挥出了发泡及助泡能力。同时，保护环境，节约能源、资源，真正体现了废物利用的绿色环保理念。
具体实施方式
为了使本发明目的、技术方案更加清楚明白，对本发明作进一步详细说明。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
1、下列实施例中所用的原料为：
(1)下列实施例中选用的玻璃废丝为无碱玻璃纤维废丝、高模量玻璃纤维废丝、无硼无氟TCR玻璃纤维废丝中任一品种。
将上述玻璃废丝进行粉磨加工，至粒度为100目以下，获得玻璃粉。
(2)黑泥为泰山玻璃纤维邹城有限公司的含硼含氟玻璃在池窑拉丝生产过程中产生的含硼含氟废气在处理过程中，由于加入液碱及一定量的钙盐，继而在污水运行过程中会产生大量的池底泥，池底泥经过24h以上的时间沉降后，会被压泥***压制清理。该物质经分析可知，组分主要为氟、钙、钠、硫酸盐、硼。
2、发泡玻璃的性质检测方法为：
(1)内部气泡直径测试方法：将成型的发泡玻璃试样加工成长方形，在一个面上随机划一条直线，统计被直线穿过的气泡数目，孔径为直线长度与气泡数目的比值。
(2)发泡玻璃密度采用阿基米德原理，利用梅特勒托利多密度天平，将试样加工成1*1cm小方块，连续测试三次取平均值，对测试结果进行统计。
(3)试样内部气孔具体样态采用扫描电镜进行观察。
实施例1
称取质量百分比为99％玻璃粉，1％黑泥，按比例混合均匀得到混合料，将混合料至于高温炉中，设置温度由室温升至950℃，升温速度为10-25℃/min；在950℃条件下保温2h。之后将温度冷却至500℃，急速冷却的降温速度为30-40℃/min。产品为微泡玻璃，内部气泡孔径平均约为1-2mm。产品密度为778.3kg/m3。
实施例2
称取质量百分比为96％玻璃粉，4％黑泥，按比例混合均匀得到混合料，将混合料至于高温炉中，设置温度由室温升至980℃，升温速度为10-25℃/min；在980℃条件下保温2h。之后将温度冷却至400℃，急速冷却的降温速度为30-40℃/min。产品为中泡玻璃，内部气泡孔径平均约为2-3mm。产品密度为436.8kg/m3。
实施例3
称取质量百分比为92％玻璃粉，8％黑泥，按比例混合均匀得到混合料，将混合料至于高温炉中，设置温度由室温升至1000℃，升温速度为10-25℃/min；在1000℃条件下保温2h，之后将温度冷却至450℃，急速冷却的降温速度为30-40℃/min。产品为发泡玻璃，内部气泡孔径平均约为2-4mm，可以达到较高的膨胀倍数，且产品气孔大多是密闭性气孔，气孔小，均匀。产品密度为370.1kg/m3。
当然，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于玻璃纤维生产过程废物再利用的发泡玻璃的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)将玻璃粉和黑泥按比例混合均匀得到混合料，将混合料置于高温炉中，设置温度由室温升至900-1000℃，并保温1-3h；
2)然后急速冷却至450-500℃，制得所述发泡玻璃；
所述步骤1)中升温速度为10-25℃/min；
所述步骤2)中急速冷却的降温速度为30-40℃/min；
所述步骤1)中黑泥占混合料的质量百分比为1-9％；
所述黑泥组分主要包括氟、钙、钠、硼元素和硫酸盐，低温100℃烘干的黑泥，经过低温碳化，利用硫碳测定仪检测出碳含量约为25%，烘干后的黑泥充分煅烧后经X射线荧光分析法分析检测可知黑泥主要无机组分如下：CaO 10.25%，Na2O 23.4%，S 12.96%，F 18.60%，B2O3 20.01%，Ca、Na、B以氧化态百分含量表示，S、F以单质百分含量表示。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃粉的目数为100目以下。
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