【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于環境替代材料，具體涉及一種介孔材料的制備方法、發泡骨料及摻雜介孔材料的鋰渣微粉發泡材料及其制備方法。
技術介紹
1、鋰渣是鋰輝礦、鋰云母礦、磷鋰鋁礦等礦物原料經破碎、煅燒(950-1000℃)、酸浸、中和等工序提純鋰元素后排放的固體廢棄物，其主要成分為二氧化硅、氧化鋁及碳酸鈣，附帶少量硫氧化物、磷氧化物、鎂氧化物、鐵氧化物、鈦氧化物。因此鋰渣是有一定火山灰效應且具有水硬性的固廢。而經過研磨激發后的鋰渣微粉中si4+、al3+、ca2+等離子水化速率更快，且自發形成硅氧(-si-o-si-)、硅氧鋁(-si-o-al-)、硅酸鈣(c-s-h)、鋁酸鈣(a-s-h)、鈣礬石(aft、afm)等膠凝體系。材料內部各凝膠結構相互契合，膠凝材料的物理強度得到提升。
2、目前利用鋰渣進行發泡材料制備的主要方式還是利用鋰渣與其他易于水化的材料進行搭配激發其膠凝性能，現有技術公開了一種固廢基復合鋰渣超細摻合料及其制備方法與應用，用于替代水泥砂漿中8～12％的水泥熟料；現有技術還公開了一種含二氧化硅疏水材料常溫養護發泡保溫板及其制備方法，其疏水性二氧化硅疏水材料摻量為10～20％。
3、隨著我國鋰行業上下游產業的不斷擴大，鋰渣排放量逐年增多。現有技術中以鋰渣基開發輕質保溫材料存在鋰渣消納能力弱、鋰渣消納過程易造成二次污染、鋰渣制品技術性能欠缺、鋰渣產品實際應用成本高昂等問題也在逐漸凸顯。
技術實現思路
1、針對上述現有技術，本專利技術提供一種介孔材料的制備方法、
2、為了達到上述目的，本專利技術所采用的技術方案是：提供一種介孔材料的制備方法包括以下步驟：
3、s1：將堿性硅溶膠和水混合后以100～500r/min的轉速攪拌15～30min，然后加入表面活性劑并在40～70℃條件下攪拌15～30min，得溶液一；堿性硅溶膠的ph為9～11，二氧化硅含量為20～40wt％；所述堿性硅溶膠、水和表面活性劑的質量之比為1:4:0.03；
4、s2：將0.5～2mol/l的稀鹽酸在160～300r/min的攪拌轉速下加至溶液一中，調節ph至2.86～6.5，得溶液二；
5、s3：將0.5～2mol/l的氫氧化銨稀溶液在160～300r/min的攪拌轉速下加至溶液二中，調節ph至8～12，待溶液內出現乳白色不透明膠體后靜置1～2h，得復合濕凝膠；
6、s4：將復合濕凝膠放入模具并加入無水乙醇后在55～75℃條件下加熱4h，去除模具內無水乙醇繼續在55～75℃條件下干燥30～50h，然后調溫至40～80℃干燥72h，脫模研碎即得介孔材料。
7、本專利技術的有益效果是：本專利技術介孔材料的制備硅源為無機硅源，制備工藝中無需使用高污染、易揮發的有機溶劑，而二氧化硅疏水材料造價高昂，制造工藝繁瑣、且在疏水改性過程中大量使用對環境有害的易揮發性有機溶劑和改性劑。傳統二氧化硅疏水材料的孔隙率為80～95％，導熱系數為0.033～0.070w/(m·k)，本專利技術提供的介孔材料制得的發泡材料孔隙率為79.09～97.17％，導熱系數為0.036-0.069w/(m·k)，在達到傳統二氧化硅疏水材料相近的高孔隙率和低導熱系數的情況下，其生產材料成本僅為疏水材料的1/10～1/15。
8、在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進。
9、本專利技術還公開了一種發泡骨料，按質量份數計，包括以下組分：鋰渣微粉70～90份、800～1200目硅微粉6.3份、介孔材料3.7～23.7份、發泡劑0.3份、硅酸鈣0.2份、激發劑0.2份和結合劑0.5份；發泡骨料通過以下步驟制得：
10、將原料按質量份數混合，以80～120r/min的轉速攪拌10～15min，即得發泡骨料。
11、進一步，鋰渣微粉的比表面積為550～1000m2/kg，所述鋰渣微粉的組分按質量百分比為：sio2≥47.27％，al2o3≥22.21％，cao≥8.56％，so3≤15.94％。
12、進一步，發泡劑為鋁粉、碳酸氫鈉、碳酸鈣、碳化硅、十二烷基硫酸鈉、動物角質蛋白發泡劑、植物蛋白發泡劑、聚乙烯醇、硬脂酸鈣、聚丙烯酰胺的一種或多種。
13、進一步，激發劑為水玻璃、無水硫酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈣、十八水合硫酸鋁、三乙醇胺中的一種或多種。
14、進一步，結合劑為磷酸二氫鋁、磷酸、堿性硅溶膠、水、聚羧酸減水劑的一種或多種。
15、本專利技術的有益效果是：本專利技術使用鋰輝礦經處理后的廢棄粉體，使鋰渣的大量消耗，大大提高了材料的整體強度，與傳統礦渣固化處理中常用的水泥類結合劑相比，本專利技術利用堿性硅溶膠縮聚反應產生(-o-si-o-)鍵的結合效應，不但利于材料中硅質組分結合能力提升，還補充了因鋰渣微粉中不定型二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣自水化產生的硅酸鈣(c-s-h)、鋁酸鈣(a-s-h)、鈣礬石(aft、afm)等膠凝體系，提升了整體強度；另一方面堿性硅溶膠的高ph有利于材料中si4+、al3+、ca2+離子的溶出，使反應速率增大，形成相應凝膠從而提升了早期強度。與傳統材料相比，采用堿性硅溶膠為結合劑、以硅微粉為填充材料不僅使材料整體級配更加合理，微觀結構更加均勻。而在摻雜介孔材料后，一是抑制ca(oh)2片狀水化晶體的生長，減小了其晶體微觀尺度的平均尺寸，減少了因片狀薄弱晶體生長而帶來的裂縫發育；二是限制、固定鈣礬石晶體生長，從物理空間上減少鈣礬石晶體的微膨脹效應，使柱狀、針狀鈣礬石晶體的填充和結合效應得到有效發揮；三是得益于介孔材料的三維孔隙微觀結構，使其在材料表觀密度不增加的情況下作為輕質微填料，使得發泡材料整體孔隙率提升20％～30％，而其抗壓強度相對未添加介孔材料反而有所上升；四是該介孔材料在含水的膠凝體系中分散均勻，在泡孔生成過程中作為泡壁的包含材料增強了結構強度，并在發泡劑加入后形成微觀的發泡核，使材料內部泡孔更為均勻，對泡孔分布和泡孔直徑起到了調整作用。
16、本專利技術還公開了一種摻雜介孔材料的鋰渣微粉發泡材料，按質量份數計，包括以下原料：發泡骨料100份、硅酸鋁纖維粉1～3份、水10～15份、結合劑45～55份、激發劑0.1～0.3份、可溶性淀粉0.15份和復合發泡劑5～6份。
17、進一步，復合發泡劑為雙氧水和動物角質蛋白發泡劑按12.5:1的質量比攪拌混合，攪拌轉速為5～15r/min，攪拌時間為3～5min。
18、本專利技術的有益效果是：本專利技術以摻雜介孔材料的鋰渣發泡骨料為基礎，制備出的發泡材料孔體結構均勻，孔隙率高，達到79.09～97.17％；導熱系數為0.036-0.069w/(m·k)，僅為傳統alc板材的一半，該材料密度按照不同配比可調整范圍為360～500kg/m3；抗壓強度2.5～6.5mpa，較傳統alc板材可提高2～3mpa、且具有優異的防火、保本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種介孔材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.一種發泡骨料，其特征在于，按質量份數計，包括以下原料：鋰渣微粉70～90份、800～1200目硅微粉6.3份、權利要求1所述制備方法制得的介孔材料3.7～23.7份、發泡劑0.3份、硅酸鈣0.2份、激發劑0.2份和結合劑0.5份。
3.根據權利要求2所述的發泡骨料，其特征在于：所述鋰渣微粉的比表面積為550～1000m2/kg，所述鋰渣微粉的組分按質量百分比為：SiO2≥47.27％，Al2O3≥22.21％，CaO≥8.56％，SO3≤15.94％。
4.根據權利要求2所述的發泡骨料，其特征在于：所述發泡劑為鋁粉、碳酸氫鈉、碳酸鈣、碳化硅、十二烷基硫酸鈉、動物角質蛋白發泡劑、植物蛋白發泡劑、聚乙烯醇、硬脂酸鈣、聚丙烯酰胺的一種或多種。
5.根據權利要求2所述的發泡骨料，其特征在于：所述激發劑為水玻璃、無水硫酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈣、十八水合硫酸鋁、三乙醇胺中的一種或多種。
6.根據權利要求2所述的發泡骨料，其特征在于：所述結合劑為磷酸二氫鋁、磷酸、堿性硅溶膠、
7.一種摻雜介孔材料的鋰渣微粉發泡材料，其特征在于，按質量份數計，包括以下原料：權利要求2～6任一項所述的發泡骨料100份、硅酸鋁纖維粉1～3份、水10～15份、結合劑45～55份、激發劑0.1～0.3份、可溶性淀粉0.15份和復合發泡劑5～6份。
8.根據權利要求7所述的摻雜介孔材料的鋰渣微粉發泡材料，其特征在于：所述復合發泡劑為雙氧水和動物角質蛋白發泡劑按12.5:1的質量比攪拌混合，攪拌轉速為5～15r/min，攪拌時間為3～5min。
9.權利要求7或8所述的摻雜介孔材料的鋰渣微粉發泡材料的制備方法，其特征在于，通過以下步驟制得：
10.根據權利要求9所述的摻雜介孔材料的鋰渣微粉發泡材料的制備方法，其特征在于：所述混料二的黏度系數小于或等于1.55Pa.s。
...【技術特征摘要】
1.一種介孔材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.一種發泡骨料，其特征在于，按質量份數計，包括以下原料：鋰渣微粉70～90份、800～1200目硅微粉6.3份、權利要求1所述制備方法制得的介孔材料3.7～23.7份、發泡劑0.3份、硅酸鈣0.2份、激發劑0.2份和結合劑0.5份。
3.根據權利要求2所述的發泡骨料，其特征在于：所述鋰渣微粉的比表面積為550～1000m2/kg，所述鋰渣微粉的組分按質量百分比為：sio2≥47.27％，al2o3≥22.21％，cao≥8.56％，so3≤15.94％。
4.根據權利要求2所述的發泡骨料，其特征在于：所述發泡劑為鋁粉、碳酸氫鈉、碳酸鈣、碳化硅、十二烷基硫酸鈉、動物角質蛋白發泡劑、植物蛋白發泡劑、聚乙烯醇、硬脂酸鈣、聚丙烯酰胺的一種或多種。
5.根據權利要求2所述的發泡骨料，其特征在于：所述激發劑為水玻璃、無水硫酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈣、十八水合硫酸鋁、三乙醇...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧苗，梁瀚霖，
申請(專利權)人：四川湖匯勘測設計有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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