基于硼泥制备泡沫玻璃和泡沫玻璃锦砖的研究

论文摘要

硼泥是用硼镁矿生产硼化工品时产生的固体废弃物。每生产1吨硼化工品要排放出4吨左右的硼泥。我国每年有数百万吨硼泥排放,现阶段对硼泥的处理方法是将其堆放在一定区域限制排放,造成资源浪费和环境污染。最新的较科学的处理硼泥的方法是将其中40wt%左右的氧化镁转化为碳酸镁或氢氧化镁等化工产品,但脱镁之后占硼泥50wt%左右的脱镁硼泥仍然造成污染环境。分析脱镁硼泥的成分可知,如果将脱镁硼泥与一定量废玻璃混合可以制备成泡沫玻璃。泡沫玻璃是整体充满均匀细孔的玻璃砖或陶瓷砖,具有不燃、质轻、强度高、隔热及隔音等优良性能,在国内外已被广泛应用于建筑、石油化工等工业部门中;在建筑行业中,广泛用作隔热材料。实践发现泡沫玻璃在作为建筑材料使用时,由于其表面多孔性和色彩不均匀不能够直接作为建筑材料使用,本文在研究泡沫玻璃的基础上制备了一种集保温与装饰于一体的双功能复合材料—泡沫玻璃锦砖。泡沫玻璃锦砖是一面为致密玻璃锦砖层、另一面为泡沫玻璃层的双功能复合材料。本项研究是利用脱镁硼泥与废玻璃,制备有利用价值的新型轻质材料—泡沫玻璃和泡沫玻璃锦砖。目的在于制备出两种环保、节能、大量消耗硼泥和废玻璃的新型建筑材料。论文的主要内容包括:(1)研究了用脱镁硼泥和废玻璃制备泡沫玻璃的工艺条件。试验发现,在烧结温度为600℃,烧结时间为30min,发泡温度为790℃,发泡时间为10min,发泡剂含量为10wt%,脱镁硼泥含量为35～45wt%,升温速率为10℃/min,成型压力在3～5MPa时,可以制备出性能优异的泡沫玻璃;(2)探讨了泡沫玻璃锦砖的锦砖层与泡沫层的厚度匹配问题。实验发现,当锦砖层厚度为复合材料厚度的25%时,复合材料的性能最佳。(3)对利用本工艺技术制备泡沫玻璃进行了经济可行性分析和环境影响评价。如果建设一条年产1.2万立方米的泡沫玻璃保温砖生产线,需要固定投资为1500万元,年净盈利为750.8万元,年利润率124.5%,具有很高的利润率。用脱镁硼泥和废玻璃生产泡沫玻璃对环境影响积极,生产过程中的固体废弃物排放量为零,产品对环境的负面影响较小。所以,用本工艺技术生产泡沫玻璃有很好的社会和经济效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 第一章 文献综述
• 1.1 硼泥的产生、组成与性质
• 1.2 硼泥的回收利用
• 1.2.1 硼泥在建筑方面的综合利用
• 1.2.2 硼泥在冶金方面的综合利用
• 1.2.3 硼泥在处理废水方面的应用
• 1.2.4 硼泥生产氢氧化镁
• 1.2.5 硼泥在其他方面的综合应用
• 1.3 废玻璃的利用概况
• 1.3.1 废玻璃自身的循环再利用
• 1.3.2 废玻璃应用于建筑工程中
• 1.3.3 生产建筑装饰材料玻璃马赛克
• 1.3.4 生产保温隔热、隔音材料
• 1.4 泡沫玻璃
• 1.4.1 泡沫玻璃的优异性能
• 1.4.2 泡沫玻璃的主要技术指标
• 1.4.3 泡沫玻璃的广泛用途
• 1.4.4 国外泡沫玻璃研究生产现状
• 1.4.5 国内泡沫玻璃研究生产现状
• 1.4.6 泡沫玻璃的发展趋势
• 1.5 泡沫玻璃锦砖
• 1.5.1 泡沫玻璃锦砖的简介
• 1.5.2 锦砖层
• 1.5.3 泡沫层与锦砖层的结合研究
• 1.6 课题的提出及意义
• 1.7 研究内容
• 1.8 本文创新点
• 2 第二章 用脱镁硼泥制备泡沫玻璃的工艺研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验原料及药品
• 2.1.2 实验仪器和设备
• 2.1.3 实验流程
• 2.1.4 实验方法
• 2.1.5 性能与测试
• 2.2 实验结果与讨论
• 2.2.1 脱镁硼泥成分分析
• 2.2.2 烧结温度的范围确定
• 2.2.3 发泡温度的范围确定
• 2.2.4 影响泡沫玻璃质量的因素分析
• 2.2.5 影响泡沫玻璃孔径的因素分析
• 2.3 泡沫玻璃的性能指标
• 2.4 结论
• 3 第三章 用脱镁硼泥制备泡沫玻璃锦砖的技术研究
• 3.1 用脱镁硼泥制备泡沫玻璃锦砖的工艺路线
• 3.2 性能与测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 锦砖层与泡沫层的厚度匹配研究
• 3.3.2 锦砖层的变形研究
• 3.3.3 锦砖层的着色研究
• 3.3.4 泡沫玻璃锦砖的烧成温度制度
• 3.4 泡沫玻璃锦砖主要性能指标
• 3.5 结论
• 3.6 进一步工作改进
• 4 第四章 生产脱镁硼泥泡沫玻璃经济可行性分析与环境影响评价
• 4.1 经济可行性分析
• 4.2 环境影响评价
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢