铝磷酸盐结合漂珠隔热材料的制备技术说明书设计者：杨海峰，盛健，何贵伟，马驰原，陈慧，董昱辰，李文豪指导教师：刘彤（贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳550025）作品内容简介本项目以工业废渣粉煤灰中提取的漂珠为原料，铝磷酸盐为结合剂，氢氧化铝为固化剂，各原料经混匀后压实成型，通过合适的烧结工艺，烧结成多孔状的铝磷酸盐结合漂珠轻质耐高温隔热材料。项目通过正交试验法研究了原料、结合剂、固化剂的添加量，烧结温度、时间等对材料性能的影响，最终得出铝磷酸盐结合漂珠隔热材料的工业化生产的合适工艺及优化配方；通过中试过程验证了实验的可靠性，结合隔热材料中试试验中出现的问题，对隔热材料在实际生产中的工艺路线及技术参数进行系统的优化，为工业化生产隔热材料制定出相关的工艺技术操作规程。最终生产出了成本低、质量好、低能耗、无污染、无辐射的铝磷酸盐结合漂珠隔热材料。将生产出的铝磷酸盐结合漂珠隔热材料，送至贵州省建材产品质量监督检验院参照（GB/T10303-2001）《膨胀珍珠岩绝热制品标准》检验，结果完全符合要求。联系人：杨海峰；联系电话：18786732965；EMAIL：975085549@qq.com1、研制背景及意义1.1项目背景我国的经济发展迅速，而能源生产的发展却相对滞后很多，解决能源短缺最好办法之一就是节能，即提高热能的利用效率、减少热损失、减少能源浪费。国际上将节能工程视为“第五能源”，同煤炭、石油、水电和核能并列五大常规能源[1]([1]刘玉梅.汽车节能技术与原理[M].北京：机械工业出版社，2003.)，而节能最主要措施之一就是发展和应用隔热保温材料。众所周知，工业窑炉、高温反应器是高耗能设备，在设备运转时，相当大一部分热量通过炉壁损失，因此加强炉壁的隔热保温、减少散热和蓄热损失，是工业节能的一个重要方面。随着科技的发展，各个领域对新材料的性能要求也越来越高。如在国防、航空航天、化工以及建筑等行业，要求材料具有耐高温、耐腐蚀、使用寿命长、能经受住环境的严峻考验等特性。尤其是在航空航天领域，还要求材料具有较好的抗烧蚀性能及隔热性能，同时还要求机体小型化与机动化，这就要求材料应具有较好的力学性能与较低的密度。而传统的隔热材料存在很多缺点，如强度低、易吸水、隔热性差等。我国很多企业的热能来源于燃煤，得到热能、产品的同时也产生了大量的粉煤灰。如图1-1所示，堆积的粉煤灰不仅占用了大量面积，起风下雨时还会引起扬尘、污染地表水等问题。统计表明[2]（[2]），粉煤灰中的漂珠含量一般为1%～3%，我国众多的燃煤热电厂每年排放粉煤灰逾亿吨,漂珠总量达几百万吨,数量可观，如果加以利用，能减少粉煤灰的堆积。1.2项目研究意义第一，从资源再利用和废物处理上来说，减少了“黑色污染”粉煤灰的堆积量，减少了环境污染。第二，从能源节约上来说，该隔热材料可应用于工业管道保温、高温设备、窑炉、建筑等领域，能有效减少能量损失，降低企业动力费成本。1第三，从工艺技术上来说，本项目的研究将拓宽粉煤灰综合利用的研究方向，实现了粉煤灰中漂珠深层次应用，为粉煤灰的综合利用提供了一条新途径，延长了高煤耗行业的产业链。综上所述，本项目实现了粉煤灰的综合再利用，既保护了生态环境，生产出的隔热材料又减少了能源的浪费，具有较好的社会效益和经济效益，因此本项目的研究意义重大。2、实验方案设计2.1实验流程设计本项目研究的产品为铝磷酸盐结合漂珠隔热材料，项目所研究的产品流程包括：目标产品总体设计流程、铝磷酸盐结合剂的制备方法、铝磷酸盐结合漂珠隔热材料的混制工艺、该隔热材料的工业化生产的合适工艺及配方优化。为此，项目组制订了如图2-1至2-4所示的工艺流程。2搅拌漂珠添加剂氢氧化铝固化剂铝磷酸盐结合剂混料干燥烧结实验产品图2-1铝磷酸盐结合漂珠隔热材料实验设计工艺流程是铝磷酸盐的选择否铝磷酸盐结合剂密度的调整与测定铝磷酸盐结合剂合成是否符合磷酸盐结粘原理获得铝磷酸盐合成剂图2-2铝磷酸盐结合剂合成工艺流程隔热材料的混制工艺加料顺序对隔热材料的影响混料时间对隔热材料性能的影响图2-3铝磷酸盐结合漂珠隔热材料的混制工艺技术路线铝磷酸盐结合剂加入量初...
