基本信息
- 項目名稱：
- 赤泥-粉煤灰玻璃陶瓷的研制
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品在赤泥最高用量50%，赤泥、粉煤灰總廢棄物用量高達90%時，制出了高性能玻璃陶瓷。本作品采用一次成型技術，減少了對能源的消耗。其抗折強度高于100MPa、莫氏硬度7-8、化學穩(wěn)定性UA+級、熱穩(wěn)定性優(yōu)異、樣品基本不吸水，我們作品的性能全面超過現有玻璃陶瓷裝飾面板，達到了國際先進水平。我們的產品：環(huán)保，成本低，能耗低，效益好，性能好。目前工藝技術已經成熟，可以進行大規(guī)模產業(yè)化推廣。
- 詳細介紹：
- 赤泥是以鋁土礦為原料生產氧化鋁過程中產生的極細顆粒強堿性固體廢物，每生產1噸氧化鋁，大約產生赤泥0.8-1.5噸。我國是氧化鋁生產大國，2009年生產氧化鋁2378萬噸，約占世界總產量的30%，產生的赤泥近3000萬噸。目前我國赤泥綜合利用率僅為4%，累積堆存量高達2億噸。赤泥大量堆存，既占用土地，浪費資源，又易造成環(huán)境污染和安全隱患。赤泥的大量產生已經對人類的生產、生活造成多方面的直接或間接的影響，所以最大限度的減少赤泥的堆存量和危害，實現多渠道、大數量的資源化已迫在眉睫。 本科技創(chuàng)新作品在赤泥最高用量50%，赤泥、粉煤灰總廢棄物用量高達90%時，制出了高性能玻璃陶瓷。本創(chuàng)新作品采用一次成型技術，減少了對能源的消耗。其抗折強度高于100MPa、莫氏硬度7-8、化學穩(wěn)定性UA+級、熱穩(wěn)定性優(yōu)異、樣品基本不吸水，而現在市面上的玻璃陶瓷制品對資源、能源消耗較大，且其抗折強度一般低于50 MPa，莫氏硬度為5-6，相比之下，赤泥-粉煤灰玻璃陶瓷性能全面超過現有玻璃陶瓷裝飾面板，達到了國際先進水平。我們的產品：環(huán)保，成本低，能耗低，性能好。本科技創(chuàng)新利用赤泥和粉煤灰固體廢棄物制備高性能玻璃陶瓷建筑裝飾材料，既保護了環(huán)境，又能產生巨大的經濟效益。目前工藝技術已經成熟，可以進行大規(guī)模產業(yè)化推廣。 本科技創(chuàng)新利用廢棄物赤泥（摻量高達50%）和粉煤灰制造出的高附加值玻璃陶瓷產品，不僅能解決赤泥和粉煤灰的占地和環(huán)境污染問題，同時隨著赤泥-粉煤灰玻璃陶瓷的實際應用，又能帶來巨大的社會效益和經濟效益，減少對資源和能源的需求，做到了真正意義上的“變廢為寶”，是一項功在當代，利在千秋的事業(yè)！
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 目的和基本思路： 目前我國赤泥綜合利用率僅為4%，累積堆存量高達2億噸。赤泥大量堆存，既占用土地，浪費資源，又易造成環(huán)境污染和安全隱患。所以最大限度的減少赤泥的堆存量和危害，實現多渠道、大數量的資源化已迫在眉睫。 創(chuàng)新點： 1.將對環(huán)境造成極大危害的固體廢棄物赤泥及粉煤灰變成了高性能、高附加值的高檔建筑裝飾材料。 2.工藝流程優(yōu)化，采用一次成型避免了二次加工帶來的能源浪費問題，大大降低了生產成本。 3.本項目產品的成本低、利潤高，代替原有玻璃陶瓷產品后，能大量消耗赤泥和粉煤灰等固體廢棄物，同時大大減少天然資源的消耗，符合可持續(xù)發(fā)展的基本國策。 技術關鍵： 1.最大限度提高赤泥用量，最高摻量可達50%，使產品仍能保持優(yōu)越的性能。 2.研究各種添加劑對赤泥、粉煤灰制備建筑裝飾玻璃陶瓷材料性能的影響，優(yōu)化添加劑的組成及加入量，使其既要有高廢棄物摻入量（≥90%），同時使材料有多種優(yōu)良性能。 3.采用先進的一次成型技術，既解決了高摻量赤泥、粉煤灰玻璃陶瓷成型困難的問題，又避免了二次成型耗能大的缺點。 技術指標： 1.赤泥摻量高達50%，總廢棄物摻量≥90%，并在此基礎上得到高性能建筑玻璃陶瓷制品； 2.樣品抗折強度≥100MPa； 3.樣品莫氏硬度7-8； 4.化學穩(wěn)定性：UA+級； 5.熱膨脹系數：20-30×10-7℃-1； 6.吸水性：≤0.025%。
科學性、先進性
- 目前，我國赤泥累積堆存量高達2億噸。赤泥大量堆存，既占用土地，浪費資源，又易造成環(huán)境污染和安全隱患。 我國赤泥綜合利用率僅為4%，且這些應用只有社會效益，沒有經濟效益。 本科技創(chuàng)新作品在赤泥最高用量50%，赤泥、粉煤灰總廢棄物用量高達90%時，制出了高性能玻璃陶瓷。本創(chuàng)新作品采用一次成型技術，減少了對能源的消耗。其抗折強度高于100MPa、莫氏硬度7-8、化學穩(wěn)定性UA+級、熱穩(wěn)定性優(yōu)異、樣品不吸水，而現在市面上的玻璃陶瓷制品對資源、能源消耗太大，且其抗折強度一般低于50MPa ，莫氏硬度為5-6。相比之下赤泥-粉煤灰玻璃陶瓷性能全面超過現玻璃陶瓷裝飾面板，達到了國際先進水平。我們的產品：環(huán)保，成本低，能耗低，性能好。本科技創(chuàng)新是利用赤泥和粉煤灰固體廢棄物制備高性能玻璃陶瓷建筑裝飾材料，既能保護環(huán)境，又能產生巨大的經濟效益。目前工藝技術已經成熟，可以進行大規(guī)模產業(yè)化推廣。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 合作生產
作品可展示的形式
- 樣品、圖片、實物等
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 技術特點及優(yōu)勢： 我國赤泥綜合利用率僅為4%，且這些應用只有社會效益，沒有經濟效益。本作品在赤泥最高用量50%，赤泥、粉煤灰總廢棄物用量高達90%時，制出了高性能玻璃陶瓷。 本創(chuàng)新樣品硬度大，測試得莫氏硬度為7-8；抗折強度在100MPa以上，其平均值為123.17MPa；化學穩(wěn)定性優(yōu)異，達UA+級；熱穩(wěn)定性優(yōu)異，熱膨脹系數在20-30×10-7℃-1，不吸水，其市場前景廣闊。推廣前景及市場分析： 據有關資料統(tǒng)計，我國陶瓷面板的年產量為60億平方米，其中國內市場對建筑裝飾用高檔玻璃陶瓷的年需求量高達5000-8000萬平方米。憑借本產品的低成本、高性能優(yōu)勢，部分取代目前市場上已有的玻璃陶瓷建筑裝飾材料和建筑陶瓷制品是完全可能的。本項目產品成本低于50元/平方米，若市場價定為150元-200元/每平方米，則每平米可獲利潤100元-150元。如果我們的產品能占領市場的1/10，其利潤可達上百億元，該項創(chuàng)新的經濟效益相當可觀。
同類課題研究水平概述
- 總的來看，玻璃陶瓷從上個世紀五十年代誕生至今，已經有幾十年的發(fā)展歷程，大致可以將其劃分為三個階段。第一階段：從上世紀五十年代末到七十年代中期，主要以研究具有高強度、低膨脹系數的玻璃陶瓷為主，其中最為典型的是Li2O-Al2O3-SiO2系統(tǒng)玻璃陶瓷；第二階段：從七十年代中期到八十年代中期，開發(fā)可切削玻璃陶瓷，如片狀氟金云母型玻璃陶瓷，其具有與金屬類似的可加工性、較高的強度和韌性，并且在多方面獲得應用；第三階段：從八十年代中期至今，多相和結構更為復雜的玻璃陶瓷被廣泛研究與應用。尤其是在生物材料、超導材料、核廢物處理等方面極大地擴展了玻璃陶瓷的應用領域。 我國對于玻璃陶瓷的研究工作起步比較晚，開始于上世紀70年代，主要以鈣鋁硅系統(tǒng)玻璃陶瓷的研究為主。90年代初，借鑒國外發(fā)達國家的先進技術經驗，我國在玻璃陶瓷裝飾板的生產技術上取得了突破性的進展，采用直接燒結法進行玻璃陶瓷的工業(yè)化生產，成功地解決了以壓延法生產玻璃陶瓷所帶來的一系列技術難題。通過大量研究，在配料組成、熔制工藝等方面取得了很大的進展，但依然與國外有著很大的差距，主要還是體現在玻璃陶瓷的工業(yè)化生產方面。 目前，赤泥-粉煤灰玻璃陶瓷研制者極少，2006年，李寶毅、楊殿范、楊振宇、巍存弟四研究者制備出了赤泥—粉煤灰玻璃陶瓷，但這四位研究者制備出的赤泥-粉煤灰玻璃陶瓷其各項性能均遠遠低于我們的產品，不能滿足市場需求。例如，其抗彎強度僅為55.19MPa，而我們產品的抗彎強度高達123.17MPa。 我們的產品在赤泥最高用量50%，赤泥、粉煤灰總含量高達90%時制備出了性能優(yōu)越的玻璃陶瓷材料，達到了國際領先水平。 本科技創(chuàng)新作品環(huán)保，成本低，能耗少，性能好，既保護了環(huán)境、又能產生巨大的經濟效益。目前工藝技術已經成熟，可以進行大規(guī)模產業(yè)化推廣。
