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辽宁地质工程职业学院
【摘 要】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%时，可以制备出性能优异的泡沫玻璃。
【关键词】脱镁硼泥；废玻璃；泡沫玻璃
一、试验
（一） 材料与工艺
以丹东凤城某硼厂硼泥为基材，其他原料盐酸（36～38%），氧化铜（25～28%）（均为质量分数），氧化亚铜（30%），EDTA，EGTA，碳酸钠，磷酸钠，硼砂，三氧化二锑（均为分析纯）
试验基本工艺流程如下：
硼泥+HCl→硼泥分解→沉淀纯化→镁的沉淀→固液分离→固固分离→超细氢氧化镁；
碎玻璃→研磨→研磨混料→高温玻璃化→研磨混料→制胚→加热→保温退火→产品分析。
（二）性能与测试
需测试表观密度，吸水率，抗压强度，抗折强度，导热系数等。
二、结果与讨论
（一）脱镁硼泥成分分析
按照各组分测量的国家标准测定干基脱镁硼泥中各组分的含量，结果列于表1
（二）烧结温度的范围确定
把用脱镁硼泥和废玻璃在高温条件下制备的玻璃粉过120目标准筛，取小于120目的玻璃粉在105℃烘箱内烘干2h去掉游离态水，然后把样品放入马弗炉中在预定温度下保温16min后取出冷却，测试其体积收缩率，得出体积收缩率与烧结温度的曲线如1所示。
玻璃粉在490℃时开始软化，图1表明此时玻璃粉出现烧结并伴随着收缩的产生，温度进一步升高，玻璃粘度降低，流动度增加，烧结速率加快至约600℃时收缩率最大。之后玻璃的粘度继续下降，约680℃时，试样表面平整光滑，但有轻微的过烧膨胀和出现气泡、角棱圆化的现象，说明开始过烧。到700℃时，这种过烧现象己较明显。因此，细度为120目的玻璃粉料的烧结温度范围应在550～680℃之间。
（三）发泡温度的范围确定
以脱镁硼泥质量分数为35%，玻璃粉的质量分数为65%制备的玻璃粉原料，然后取定量的玻璃粉原料，加入10wt%的发泡剂Na2C03，4wt%的稳泡剂磷酸钠及1.5wt%的助熔剂硼砂混合均匀，混合料的失重曲线见图2。
从差热图中我们看到在100℃左右，300～600℃，750～850℃之间有热效应。进一步分析认为100℃左右，出现吸收峰，是混合料中残余的水分受热蒸发，300～600℃是脱镁硼泥和磷酸钠中含有的结晶水受热分解所致，750～850℃之间的吸收峰是Na2CO3发生分解反应而出现的。
从差热图中我们可以看出，混合料在750℃开始分解分解反应了，剧烈的反应一直持续到850℃，从上面的图中我们可以得出，泡沫玻璃混合料的发泡温度范围应在750～850℃之间。
（四）影响泡沫玻璃质量的因素分析
1.发泡剂含量对泡沫玻璃质量的影响。
选择不同含量的发泡剂制备泡沫玻璃如图3所示
将所制样品进行对比，用肉眼观察，己能明显分辨出各个试样的孔径大小。均匀性以及整体体积缩放等方面，存在着相当大的差异。进一步的观察发现，发泡剂的用量为12wt%及以上时，泡径较大，泡壁变薄，有少量的雙孔和多孔连通。这是由于发泡剂量过多，放出气体的量也多，在高温下气体集中的缘故，可以认为，在发泡剂同样的粒度下，量的增多，致使发泡点也增多，发泡后的泡的数目相应增加。这样，气泡间壁进一步变薄，导致高温下穿孔，甚至逸出体外。发泡剂含量在6wt%以下时，发泡不明显，肉眼难以看出气孔，立体显微镜下，放大20倍后，可见均匀的微孔存在。这时样品的体积密度也较大，不适于作轻质保温隔热材料。
2.脱镁硼泥含量对泡沫玻璃性能的影响。
在玻璃粉中加入脱镁硼泥就改变了玻璃粉的成分， 会对泡沫玻璃的性能产生影响。
从以上的图中可以大略的看出泡沫玻璃的表观性能差异，含25%脱镁硼泥的泡沫玻璃表面比较光滑，性能比较优异，但是从处理硼泥的角度，处理脱镁硼泥的量较少，含35%脫镁硼泥的泡沫玻璃性能比较优异，表观密度较小，孔径合适。在脱镁硼泥含量超过50%以后，泡沫玻璃内部有较大的孔出现，发泡不均匀。
三、结论
1.用脱镁硼泥和废玻璃制取泡沫玻璃，最佳工艺条件是：烧结温度为600℃，烧结时间为30min，脱镁硼泥含量为35～45wt%，发泡温度为790℃，发泡剂含量为10wt%.在该工艺条件下制备的泡沫玻璃性能优异，符合国家建材标准。
2.脱镁硼泥泡沫玻璃的泡径尺寸与发泡剂粒径成正比，发泡剂粒度越大，泡沫玻璃的泡径也就越大。
参考文献：
[1]莫叔迟，李恩波，李文恕.用硼泥作熔剂冶炼锰硅合金的实践.铁合金，1994，（3）：24～26.
[2]傅菊英，黄正天，李思导.硼泥资源化的重要途径.矿产综合利用，1994，（5）：35～38.
[3]冯本和，田全生.配加硼泥提高烧结矿质量的研究.烧结球团，1994，（3）：15～19.
【摘 要】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%时，可以制备出性能优异的泡沫玻璃。
【关键词】脱镁硼泥；废玻璃；泡沫玻璃
一、试验
（一） 材料与工艺
以丹东凤城某硼厂硼泥为基材，其他原料盐酸（36～38%），氧化铜（25～28%）（均为质量分数），氧化亚铜（30%），EDTA，EGTA，碳酸钠，磷酸钠，硼砂，三氧化二锑（均为分析纯）
试验基本工艺流程如下：
硼泥+HCl→硼泥分解→沉淀纯化→镁的沉淀→固液分离→固固分离→超细氢氧化镁；
碎玻璃→研磨→研磨混料→高温玻璃化→研磨混料→制胚→加热→保温退火→产品分析。
（二）性能与测试
需测试表观密度，吸水率，抗压强度，抗折强度，导热系数等。
二、结果与讨论
（一）脱镁硼泥成分分析
按照各组分测量的国家标准测定干基脱镁硼泥中各组分的含量，结果列于表1
（二）烧结温度的范围确定
把用脱镁硼泥和废玻璃在高温条件下制备的玻璃粉过120目标准筛，取小于120目的玻璃粉在105℃烘箱内烘干2h去掉游离态水，然后把样品放入马弗炉中在预定温度下保温16min后取出冷却，测试其体积收缩率，得出体积收缩率与烧结温度的曲线如1所示。
玻璃粉在490℃时开始软化，图1表明此时玻璃粉出现烧结并伴随着收缩的产生，温度进一步升高，玻璃粘度降低，流动度增加，烧结速率加快至约600℃时收缩率最大。之后玻璃的粘度继续下降，约680℃时，试样表面平整光滑，但有轻微的过烧膨胀和出现气泡、角棱圆化的现象，说明开始过烧。到700℃时，这种过烧现象己较明显。因此，细度为120目的玻璃粉料的烧结温度范围应在550～680℃之间。
（三）发泡温度的范围确定
以脱镁硼泥质量分数为35%，玻璃粉的质量分数为65%制备的玻璃粉原料，然后取定量的玻璃粉原料，加入10wt%的发泡剂Na2C03，4wt%的稳泡剂磷酸钠及1.5wt%的助熔剂硼砂混合均匀，混合料的失重曲线见图2。
从差热图中我们看到在100℃左右，300～600℃，750～850℃之间有热效应。进一步分析认为100℃左右，出现吸收峰，是混合料中残余的水分受热蒸发，300～600℃是脱镁硼泥和磷酸钠中含有的结晶水受热分解所致，750～850℃之间的吸收峰是Na2CO3发生分解反应而出现的。
从差热图中我们可以看出，混合料在750℃开始分解分解反应了，剧烈的反应一直持续到850℃，从上面的图中我们可以得出，泡沫玻璃混合料的发泡温度范围应在750～850℃之间。
（四）影响泡沫玻璃质量的因素分析
1.发泡剂含量对泡沫玻璃质量的影响。
选择不同含量的发泡剂制备泡沫玻璃如图3所示
将所制样品进行对比，用肉眼观察，己能明显分辨出各个试样的孔径大小。均匀性以及整体体积缩放等方面，存在着相当大的差异。进一步的观察发现，发泡剂的用量为12wt%及以上时，泡径较大，泡壁变薄，有少量的雙孔和多孔连通。这是由于发泡剂量过多，放出气体的量也多，在高温下气体集中的缘故，可以认为，在发泡剂同样的粒度下，量的增多，致使发泡点也增多，发泡后的泡的数目相应增加。这样，气泡间壁进一步变薄，导致高温下穿孔，甚至逸出体外。发泡剂含量在6wt%以下时，发泡不明显，肉眼难以看出气孔，立体显微镜下，放大20倍后，可见均匀的微孔存在。这时样品的体积密度也较大，不适于作轻质保温隔热材料。
2.脱镁硼泥含量对泡沫玻璃性能的影响。
在玻璃粉中加入脱镁硼泥就改变了玻璃粉的成分， 会对泡沫玻璃的性能产生影响。
从以上的图中可以大略的看出泡沫玻璃的表观性能差异，含25%脱镁硼泥的泡沫玻璃表面比较光滑，性能比较优异，但是从处理硼泥的角度，处理脱镁硼泥的量较少，含35%脫镁硼泥的泡沫玻璃性能比较优异，表观密度较小，孔径合适。在脱镁硼泥含量超过50%以后，泡沫玻璃内部有较大的孔出现，发泡不均匀。
三、结论
1.用脱镁硼泥和废玻璃制取泡沫玻璃，最佳工艺条件是：烧结温度为600℃，烧结时间为30min，脱镁硼泥含量为35～45wt%，发泡温度为790℃，发泡剂含量为10wt%.在该工艺条件下制备的泡沫玻璃性能优异，符合国家建材标准。
2.脱镁硼泥泡沫玻璃的泡径尺寸与发泡剂粒径成正比，发泡剂粒度越大，泡沫玻璃的泡径也就越大。
参考文献：
[1]莫叔迟，李恩波，李文恕.用硼泥作熔剂冶炼锰硅合金的实践.铁合金，1994，（3）：24～26.
[2]傅菊英，黄正天，李思导.硼泥资源化的重要途径.矿产综合利用，1994，（5）：35～38.
[3]冯本和，田全生.配加硼泥提高烧结矿质量的研究.烧结球团，1994，（3）：15～19.