利用廢玻璃制備空心玻璃微珠的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)機(jī)輕質(zhì)填料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及利用工業(yè)廢玻璃制備空心玻璃微珠的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]空心玻璃微珠是一種直徑為數(shù)微米到數(shù)百微米的中空、內(nèi)含惰性氣體的人工制備的微小圓球狀玻璃粉末。它屬無(wú)機(jī)非金屬材料，具有重量輕，體積大、導(dǎo)熱系數(shù)低，抗壓強(qiáng)度高，分散性、流動(dòng)性、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，還具有低吸油、絕緣、自潤(rùn)滑、隔音、不吸水、耐火、耐腐蝕、防輻射、無(wú)毒等一些普通材料不具備的優(yōu)異性能，故其用途涉及許多領(lǐng)域，被譽(yù)為“復(fù)合材料之王”、“新時(shí)代的空間材料”、“魔粉”，是21世紀(jì)高端復(fù)合材料的主流品種，是近些年來(lái)在全世界特別是發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用的新型功能性工業(yè)填料。
[0003]目前國(guó)際上工業(yè)規(guī)模化制備空心玻璃微珠的方法主要有兩種，一種以硅酸鈉、硼酸作為主要原料，將含低熔點(diǎn)物質(zhì)的溶液于一定溫度下噴霧造粒前軀體，然后再空心球化的噴霧造粒法，也叫軟化學(xué)法，國(guó)內(nèi)代表專(zhuān)利申請(qǐng)為第201210056295.5號(hào)，第201310051104.0號(hào)，及第201210291045.X號(hào)專(zhuān)利申請(qǐng)等；另一種是即以特殊碎玻璃作為原料，先制備出既定組成的玻璃熔塊，粉碎，再于高溫下發(fā)泡成空心玻璃微珠的玻璃粉末法，國(guó)內(nèi)代表專(zhuān)利申請(qǐng)為第200910185799.5號(hào)，及第201110292306.5號(hào)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)等。噴霧造粒法(軟化學(xué)法)以化工產(chǎn)品為主要原料，其制備原料非常昂貴，導(dǎo)致制備的空心玻璃微珠的成本非常高，另外噴霧造粒法制備的空心玻璃微珠堿度高，化學(xué)穩(wěn)定性差，強(qiáng)度低；而玻璃粉末法雖以礦物為主要原料，但需要兩次高耗能過(guò)程，一個(gè)是制備玻璃粉末的熔化，一個(gè)是玻璃粉末的空心球化，導(dǎo)致空心玻璃微珠的成本也相應(yīng)增加，另外如第200910185799.5號(hào)專(zhuān)利申請(qǐng)所述，其制備工藝步驟繁瑣，增加了工藝控制的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于目前空心玻璃微珠制備技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明旨在提供一種以工業(yè)廢玻璃為主要原料制備成漿料，然后將漿料直接進(jìn)行空心球化的制備技術(shù)。
[0005]為了達(dá)成上述目的，提供了一種利用廢玻璃制備空心玻璃微珠的方法，包括以下步驟:(a)將廢玻璃與水、穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑混合并球磨，制備出高固相含量的廢玻璃粉漿料；(b)將所述廢玻璃粉漿料通過(guò)輸送栗直接輸送到成珠爐中進(jìn)行干燥及空心球化；及(c)將通過(guò)成珠爐加熱得到的產(chǎn)品收集下來(lái)，然后通過(guò)漂浮法分離出空心玻璃微珠。
[0006]—些實(shí)施例中，所制備的空心玻璃微珠的密度0.3?0.6g/cm3，強(qiáng)度為10?60MPa，粒徑為 10 μ m — 150 μ m。
[0007]—些實(shí)施例中，步驟(a)中，球磨后所述廢玻璃粒徑大小控制在小于1.5 μ m，且漿料固含量為30% -60%。
[0008]—些實(shí)施例中，所述穩(wěn)定劑為水溶性無(wú)機(jī)或有機(jī)材料，且用量控制在漿料總重的2%以?xún)?nèi)。
[0009]—些實(shí)施例中，所述穩(wěn)定劑為水玻璃，聚乙烯醇，聚氧乙烯，或甲基纖維素。
[0010]—些實(shí)施例中，所述發(fā)泡劑為水溶性無(wú)機(jī)或有機(jī)材料如，其含量控制在漿料中廢玻璃重量的3%以?xún)?nèi)。
[0011 ] 一些實(shí)施例中，所述發(fā)泡劑為硫酸鈉，硫酸銨，尿素，碳酸鈉中的一種或幾種。
[0012]一些實(shí)施例中，空心球化溫度為1300°C?1500°C。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的制備方法采用廢玻璃為主要原料，直接將漿料進(jìn)行空心球化，工藝不存在玻璃粉末法高溫熔融玻璃過(guò)程，同時(shí)省去了噴霧造粒法的將漿料造粒成前驅(qū)體的步驟，本發(fā)明工藝流程短，能耗低，大大降低了空心玻璃微珠制備成本，將有助于打破空心玻璃微珠由于成本高而受到應(yīng)用限制的局面。同時(shí)以廢玻璃為原料，不但能解決廢玻璃的堆放與環(huán)境污染問(wèn)題，另外對(duì)廢舊玻璃回收再利用，必將創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益。
[0014]以下結(jié)合附圖，通過(guò)示例說(shuō)明本發(fā)明主旨的描述，以清楚本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]結(jié)合附圖，通過(guò)下文的詳細(xì)說(shuō)明，可更清楚地理解本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0016]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備方法的流程圖；
[0017]圖2示出了由本發(fā)明制備方法制備得到的空心玻璃微珠。
【具體實(shí)施方式】
[0018]參見(jiàn)本發(fā)明具體實(shí)施例的附圖，下文將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以許多不同形式實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)解釋為受在此提出之實(shí)施例的限制。相反，提出這些實(shí)施例是為了達(dá)成充分及完整公開(kāi)，并且使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員完全了解本發(fā)明的范圍。
[0019]現(xiàn)參考附圖詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用廢玻璃制備空心玻璃微珠的方法。
[0020]如圖1所示，所述利用廢玻璃制備空心玻璃微珠的方法首先將廢玻璃與水、穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑混合并球磨，制備出高固相含量的廢玻璃粉漿料。接著，將所述廢玻璃粉漿料通過(guò)輸送栗直接輸送到成珠爐中進(jìn)行干燥及空心球化。最后，將通過(guò)成珠爐加熱得到的產(chǎn)品收集下來(lái)，然后通過(guò)漂浮法分離出空心玻璃微珠。
[0021 ] 所制備的空心玻璃微珠的密度0.3?0.6g/cm3，強(qiáng)度為10?60MPa，粒徑為ΙΟμ?? — 150 μπ?。球磨后所述廢玻璃粒徑大小控制在小于1.5 μπ?，且漿料固含量為30% -60%。
[0022]所述穩(wěn)定劑為水溶性無(wú)機(jī)或有機(jī)材料，且用量控制在漿料總重的2 %以?xún)?nèi)。所述穩(wěn)定劑為水玻璃，聚乙烯醇，聚氧乙烯，或甲基纖維素。
[0023]所述發(fā)泡劑為水溶性無(wú)機(jī)或有機(jī)材料如，其含量控制在漿料中廢玻璃重量的3%以?xún)?nèi)。所述發(fā)泡劑為硫酸鈉，硫酸銨，尿素，碳酸鈉中的一種或幾種?？招那蚧瘻囟葹?300。。?1500。。。
[0024]第一步穩(wěn)定均勻漿料配置:將廢玻璃20kg，加水20kg，100g碳酸鈉，710g硫酸鈉及200g聚氧乙烯配制成水漿液料，然后在常溫和常壓下采用高速球磨機(jī)將其充分球磨混合均勻，球磨后漿料中固體顆?？刂圃诓淮笥?.5微米，其固含量為40%。
[0025]第二步空心球化:將第一步中所得的漿料，用蠕動(dòng)栗以10kg/h的速度，利用壓縮空氣輸送送到有離心噴嘴的燃燒器中，漿料在壓縮空氣的壓力下經(jīng)過(guò)離心噴嘴霧化成小液滴，同時(shí)與燃燒器的助燃風(fēng)和燃?xì)饣旌先紵@時(shí)液滴在高溫下迅速干燥空心球化，球化溫度控制在1300°C?1500°C范圍內(nèi)，球化時(shí)間為1-3秒之間，經(jīng)過(guò)空心球化的粉體經(jīng)收集器收集。
[0026]第三步，收集的空心球化粉體用漂浮法分選出空心玻璃微珠，分選出的空心玻璃微珠的形貌如圖2，空心漂珠的粒徑基本集中在10?150 μπ?之間，漂浮率為98%，密度為0.38g/cm3，按體積計(jì)算壓碎占體積20%空心漂珠壓碎強(qiáng)度為37MPa。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的制備方法采用廢玻璃為主要原料，直接將漿料進(jìn)行空心球化，工藝不存在玻璃粉末法高溫熔融玻璃過(guò)程，同時(shí)省去了噴霧造粒法的將漿料造粒成前驅(qū)體的步驟，本發(fā)明工藝流程短，能耗低，大大降低了空心玻璃微珠制備成本，將有助于打破空心玻璃微珠由于成本高而受到應(yīng)用限制的局面。同時(shí)以廢玻璃為原料，不但能解決廢玻璃的堆放與環(huán)境污染問(wèn)題，另外對(duì)廢舊玻璃回收再利用，必將創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益。
[0028]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用廢玻璃制備空心玻璃微珠的方法，其特征在于，包括以下步驟: (a)將廢玻璃與水、穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑混合并球磨，制備出高固相含量的廢玻璃粉漿料； (b)將所述廢玻璃粉漿料通過(guò)輸送栗直接輸送到成珠爐中進(jìn)行干燥及空心球化；及 (c)將通過(guò)成珠爐加熱得到的產(chǎn)品收集下來(lái)，然后通過(guò)漂浮法分離出空心玻璃微珠。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所制備的空心玻璃微珠的密度0.3?0.6g/cm3，強(qiáng)度為 10 ?60MPa，粒徑為 10 μ m — 150 μ m。3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(a)中，球磨后所述廢玻璃粒徑大小控制在小于1.5 μ m，且漿料固含量為30% -60%。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述穩(wěn)定劑為水溶性無(wú)機(jī)或有機(jī)材料，且用量控制在漿料總重的2%以?xún)?nèi)。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述穩(wěn)定劑為水玻璃，聚乙烯醇，聚氧乙烯，或甲基纖維素。6.如據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)泡劑為水溶性無(wú)機(jī)或有機(jī)材料如，其含量控制在漿料中廢玻璃重量的3%以?xún)?nèi)。7.如據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述發(fā)泡劑為硫酸鈉，硫酸銨，尿素，碳酸鈉中的一種或幾種。8.如據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，空心球化溫度為1300°C?1500°C。
【專(zhuān)利摘要】一種利用廢玻璃制備空心玻璃微珠的方法，包括以下步驟：(a)將廢玻璃與水、穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑混合并球磨，制備出高固相含量的廢玻璃粉漿料；(b)將所述廢玻璃粉漿料通過(guò)輸送泵直接輸送到成珠爐中進(jìn)行干燥及空心球化；及(c)將通過(guò)成珠爐加熱得到的產(chǎn)品收集下來(lái)，然后通過(guò)漂浮法分離出空心玻璃微珠。根據(jù)本發(fā)明的制備方法采用廢玻璃為主要原料，直接將漿料進(jìn)行空心球化，工藝不存在玻璃粉末法高溫熔融玻璃過(guò)程，同時(shí)省去了噴霧造粒法的將漿料造粒成前驅(qū)體的步驟，本發(fā)明工藝流程短，能耗低，大大降低了空心玻璃微珠制備成本，將有助于打破空心玻璃微珠由于成本高而受到應(yīng)用限制的局面。
【IPC分類(lèi)】C03B19/10
【公開(kāi)號(hào)】CN105271647
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510745297
【發(fā)明人】彭小波, 王蕓, 王華文, 董為勇, 鮑田
【申請(qǐng)人】中國(guó)建材國(guó)際工程集團(tuán)有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月5日