一種利用工業(yè)固體廢渣干法制備的建筑陶瓷及其工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用工業(yè)固體廢渣干法制備的建筑陶瓷及其工藝，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括30~60%的固體廢渣、40~70%的陶瓷原料以及1~3%的陶瓷添加劑，其中，所述陶瓷原料，選自粘土類原料、長(zhǎng)石類原料或滑石中的一種或幾種組合物，所述陶瓷添加劑為三聚磷酸鈉、硅酸鈉、氯化銨、檸檬酸銨、腐植酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、乙二胺四乙酸中的一種或幾種的組合。固體廢渣經(jīng)過(guò)預(yù)處理后顆粒較細(xì)，用干混方式與噴霧干燥的配料進(jìn)行混勻后直接用于磚坯壓制或進(jìn)入料倉(cāng)備用，降低了球磨能耗及解膠成本，省去了增濕造粒和流化床干燥環(huán)節(jié)，并可根據(jù)產(chǎn)品功能特征快速調(diào)節(jié)配方，工藝控制簡(jiǎn)便，且產(chǎn)品具有保溫隔熱、高強(qiáng)等良好性能。
【專利說(shuō)明】—種利用工業(yè)固體廢渣干法制備的建筑陶瓷及其工藝
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于建筑陶瓷產(chǎn)品的制備領(lǐng)域，具體涉及一種利用工業(yè)固體廢渣干法制備功能化建筑陶瓷的配方及方法。
【背景技術(shù)】
[0003]目前，固體廢渣的有效合理利用一直是我國(guó)政府和相關(guān)行業(yè)非常重視的問(wèn)題。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的資源消耗量將進(jìn)一步加大，由于資源開(kāi)采和利用帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題與過(guò)度依賴資源進(jìn)口引起的資源供應(yīng)安全性問(wèn)題將日益突出，工業(yè)發(fā)展將面臨更為嚴(yán)峻的資源、環(huán)境約束的挑戰(zhàn)。我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)每年需要160億噸以上的非金屬礦物資源，充分利用大宗工業(yè)固體廢渣代替天然礦物資源，可以大幅減少天然非金屬礦物資源的開(kāi)發(fā)。大宗工業(yè)固體廢渣綜合利用是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要舉措，更是確保我國(guó)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略方針。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中利用工業(yè)固體廢渣制備功能化建筑陶瓷產(chǎn)品的主要有以下幾種:
1、利用陶瓷拋光廢渣制備保溫隔熱輕質(zhì)陶瓷磚
2、利用冶金鋼渣制備環(huán)保高強(qiáng)陶瓷磚
3、利用鋁型材廢渣制備陶瓷產(chǎn)品
但這些產(chǎn)品的制備，都是采用傳統(tǒng)陶瓷濕法工藝制備而成的，即將工業(yè)固體廢渣進(jìn)行預(yù)處理，與其他陶瓷原料一起混合后濕法球磨，再進(jìn)行噴粉干燥。此方法的缺點(diǎn)是:(1)工業(yè)固體廢渣與陶瓷原料物理性能差異較大，一起球磨會(huì)出現(xiàn)研磨效率低、粉料顆粒不規(guī)則、流動(dòng)性差、解膠困難等現(xiàn)象；(2)工業(yè)`固體廢渣與陶瓷原料混合經(jīng)過(guò)濕法球磨后，成品燒成收縮較大、工藝難控制，會(huì)影響產(chǎn)品效果和最終產(chǎn)品的性能。
[0005]因此，現(xiàn)有利用廢渣制備陶瓷的技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。同時(shí)，陶瓷制備的干法和半干法工藝正在陶瓷行業(yè)中逐步發(fā)展。
[0006]申請(qǐng)?zhí)枮?01010200057.8的專利是比較典型的陶瓷干法制備專利，即物料稱量
混合后，進(jìn)行干法粉磨并混勻，粉磨干料進(jìn)一步增濕造粒，造粒后物料經(jīng)流化床干燥器干燥，然后進(jìn)入料倉(cāng)陳腐備用；其缺點(diǎn)在于:干法粉磨粉塵大、增濕造粒顆粒度欠佳、粉末效率低、混勻效果差、除鐵困難、篩分困難等。
[0007]申請(qǐng)?zhí)枮?01110328673.6的一種干法短流程制備工藝與申請(qǐng)?zhí)枮?01210058977.X的一種節(jié)能干法制備工藝，基本環(huán)節(jié)與典型的干法造粒相同，也存在與典型干法工藝類似的問(wèn)題，其不同點(diǎn)在于前者將不同易磨性的物料分別干磨后，在混料機(jī)中混勻；而后者將易磨性好的物料濕磨，硬質(zhì)難磨料干磨，然后將兩種料在混料機(jī)中混合。這些方法雖然提高了物料粉磨效率，但是增加了物料混勻的難度。
[0008]申請(qǐng)?zhí)?00710053371.6的半干法專利將制得的干粉又與濕料在噴霧干燥的過(guò)程中混合，而這使得工藝實(shí)施和控制的難度增加，造粒效率難以保證。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種利用工業(yè)固體廢渣干法制備功能化建筑陶瓷產(chǎn)品的配方及工藝方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中利用工業(yè)固體廢渣生產(chǎn)功能化建筑產(chǎn)品效率低下、生產(chǎn)流程不易控制、產(chǎn)品功能效果不佳的問(wèn)題。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種利用工業(yè)固體廢渣干法制備功能化建筑陶瓷產(chǎn)品的配方，其中，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括30~60%的固體廢渣、40~70%的陶瓷原料以及1~3%的陶瓷添加劑。其中，所述固體廢渣為陶瓷拋光廢渣、鋼渣或鋁渣中的一種或幾種組合。
[0011]所述陶瓷原料，包括粘土類原料、長(zhǎng)石類原料、滑石。
[0012]所述粘土類原料為高嶺土、伊利石、膨潤(rùn)土、葉臘石、高密土、廣東白泥、白萊陽(yáng)土、紅萊陽(yáng)土中一種或幾種的組合；
所述長(zhǎng)石類原料為鉀長(zhǎng)石、鉀鈉長(zhǎng)石、蒙陰長(zhǎng)石、萊蕪長(zhǎng)石、霞石中一種或幾種的組合。
[0013]所述陶瓷拋光廢渣，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括65~75%Si02、15~25%A1203、2~4%CaO、I~3%Mg0、l~3%K20 以及 2~4%Na20 ；
所述鋼渣，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括10~20%Si02、l~5%Al203、3(T40%Ca0、5~10%Mg0、
0.2%K20 以及 0.l%Na20 ；
所述鋁渣，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括0.5%Si02、55~65%Al203、2%Ca0、l%Mg0、0.05%K20以及
2.5%Na20o
[0014]所述陶瓷添加劑為三聚磷酸鈉、硅酸鈉、氯化銨、檸檬酸銨、腐植酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、乙二胺四乙酸中的一種或幾種的組合。
[0015]本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)了一種利用工業(yè)固體廢渣的干法制備功能化建筑陶瓷產(chǎn)品的工藝方法，該方法無(wú)需增濕造粒和流化床干燥工藝，直接將混勻后的粉料用于磚坯壓制，主要包括如下步驟:
(1)將按配方稱取的固體廢渣直接進(jìn)行混合或者預(yù)處理后混合，干燥后過(guò)100目篩得到粉料； (2)將按配方稱取的陶瓷原料 混合制成混合物，并采用濕法球磨將混合物制得漿料，漿料粒度為250目篩余0.8~1.2% ；
(3)將漿料過(guò)篩除鐵，并將過(guò)篩除鐵后的漿料進(jìn)行噴霧干燥；
(4)將噴霧干燥后得到的粉料與固體廢渣粉料進(jìn)行干法混合，混合方式為采用混料機(jī)或者打粉機(jī)混合，混勻物料過(guò)20目篩；
(5)將混合后的粉料輸送料倉(cāng)陳腐待用或者直接送至壓機(jī)成型得到磚坯；
(6)將成型好的磚坯干燥，在1155~1220°C燒成。
[0016]有益效果
本發(fā)明利用工業(yè)固體廢渣干法制備建筑陶瓷產(chǎn)品的工藝方法與現(xiàn)有的利用工業(yè)固體廢渣制備陶瓷產(chǎn)品的方法相比，降低了能耗及漿料解膠成本，提高了研磨效率，減少燒成收縮，并可根據(jù)產(chǎn)品功能特征快速調(diào)節(jié)配方，工藝控制簡(jiǎn)便；同時(shí)，與陶瓷干法和半干法制備工藝相比，省去了增濕造粒和流化床干燥環(huán)節(jié)及部分原料(細(xì)度小于100目的固體廢渣)的粉磨環(huán)節(jié)，同時(shí)全部采用傳統(tǒng)工藝設(shè)備，并保證了產(chǎn)品的性能，技術(shù)便于實(shí)施和推廣?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為實(shí)施例1得到的保溫隔熱產(chǎn)品顯微照片-導(dǎo)熱系數(shù)為0.15ff/(m.K)；
圖2為實(shí)施例2得到的高強(qiáng)耐磨產(chǎn)品XRD圖譜-主晶相為石英、鈣長(zhǎng)石及透輝石。
【具體實(shí)施方式】
[0018]一種利用工業(yè)固體廢渣干法制備功能化建筑陶瓷產(chǎn)品的配方，其中，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括30-60%的固體廢渣、40~70%的陶瓷原料以及3%的陶瓷添加劑。其中，所述固體廢渣為陶瓷拋光廢渣、鋼渣或鋁渣中的一種或幾種組合。
[0019]所述陶瓷原料，包括粘土類原料、長(zhǎng)石類原料、滑石。
[0020]所述粘土類原料為高嶺土、伊利石、膨潤(rùn)土、葉臘石、高密土、廣東白泥、白萊陽(yáng)土、紅萊陽(yáng)土中一種或幾種的組合；
所述長(zhǎng)石類原料為鉀長(zhǎng)石、鉀鈉長(zhǎng)石、蒙陰長(zhǎng)石、萊蕪長(zhǎng)石、霞石中一種或幾種的組合。
[0021]所述陶瓷拋光廢渣，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括65~75%Si02、15~25%A1203、2~4%CaO、I~3%Mg0、l~3%K20 以及 2~4%Na20 ；
所述鋼渣，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括10~20%Si02、l~5%Al203、3(T40%Ca0、5~10%Mg0、
0.2%K20 以及 0.l%Na20 ；
所述鋁渣，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括0.5%Si02、55~65%Al203、2%Ca0、l%Mg0、0.05%K20以及
2.5%Na20o
[0022]所述陶瓷添加劑為三聚磷酸鈉、硅酸鈉、氯化銨、檸檬酸銨、腐植酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、乙二胺四乙酸中的一種或幾種的組合。
[0023]本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)了一種利用工業(yè)固體廢渣干法制備功能化建筑陶瓷產(chǎn)品的工藝方法，包括如下步驟:
(O將按配方稱取的固體廢渣直接進(jìn)行混合或者預(yù)處理后混合，干燥后過(guò)100目篩得到粉料；
(2)將按配方稱取的陶瓷原料混合制成混合物，并采用濕法球磨將混合物制得漿料，漿料粒度為250目篩余0.8~1.2% ；
(3)將漿料過(guò)篩除鐵，并將過(guò)篩除鐵后的漿料進(jìn)行噴霧干燥；
(4)將噴霧干燥后得到的粉料與固體廢渣粉料進(jìn)行干法混合，混合方式為采用混料機(jī)或者打粉機(jī)混合，混勻物料過(guò)20目篩；
(5)將混合后的粉料輸送料倉(cāng)陳腐待用或者直接送至壓機(jī)成型得到磚坯；
(6)將成型好的磚坯干燥，在1155~1220°C燒成。
[0024]本發(fā)明的工藝方法原料主要為固體廢渣，所述固體廢渣，包括陶瓷拋光廢渣、鋼渣及鋁渣中的一種或幾種組合。其中的陶瓷拋光廢渣、鋼渣以及鋁渣等都是生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的固體廢渣，所以采用這些固體廢渣為原料重新制備功能陶瓷產(chǎn)品，將大大降低生產(chǎn)成本，而且由于這些固體廢渣經(jīng)過(guò)預(yù)處理后顆粒較細(xì)，直接采用干混方式引入，降低了球磨能耗及解膠成本，避免了增濕造粒、流化床干燥工藝，并可根據(jù)產(chǎn)品功能特征快速調(diào)節(jié)配方，工藝控制簡(jiǎn)便。
[0025]下面以具體的實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明。[0026]實(shí)施例1:
按質(zhì)量百分比計(jì)，將35%的陶瓷拋光廢渣進(jìn)行預(yù)處理，干燥后過(guò)100目篩。將63%的陶瓷原料以及3%的羥甲基纖維素一起混合，濕法球磨至漿料粒度為250目篩余0.8^1.2% ；其中陶瓷原料的組成為20%的高嶺土、10%的伊利石、5%的膨潤(rùn)土、5%的滑石、60%的鉀鈉長(zhǎng)石。將球磨好的漿料過(guò)篩除鐵；漿料進(jìn)行噴霧干燥。噴霧干燥后的粉料與陶瓷拋光廢渣進(jìn)入混料機(jī)進(jìn)行干法混合，混合后過(guò)20目篩。過(guò)篩后的粉料輸送到壓機(jī)成型，壓制好的磚坯進(jìn)入干燥窯干燥，干燥好的磚還進(jìn)入棍道窯經(jīng)1200°C燒成。燒成后的產(chǎn)品容重小于900kg/m3，抗壓強(qiáng)度大于15MPa，具有輕質(zhì)保溫隔熱功能，導(dǎo)熱系數(shù)為0.15W/ (m.K)，保溫隔熱節(jié)能效果顯著。
[0027]實(shí)施例2:
按質(zhì)量百分比計(jì)，將40%的鋼渣進(jìn)行預(yù)處理，干燥后過(guò)100目篩。將59%的陶瓷原料以及1%的硅酸鈉一起混合，濕法球磨至漿料粒度為250目篩余0.8^1.2% ;其中陶瓷原料的組成為22%的白萊陽(yáng)土、14%的紅萊陽(yáng)土、13%的高密土、16%的蒙陰長(zhǎng)石、28%的萊蕪長(zhǎng)石7%的滑石。將球磨好的漿料過(guò)篩除鐵；漿料進(jìn)行噴霧干燥。噴霧干燥后的粉料與陶瓷拋光廢渣送入打粉機(jī)進(jìn)行干法混合，混合后后過(guò)20目篩。過(guò)篩后的粉料輸送到壓機(jī)成型，壓制好的磚坯進(jìn)入干燥窯干燥，干燥好的磚坯進(jìn)入輥道窯經(jīng)1185°C燒成。燒成后的產(chǎn)品主晶相為石英、鈣長(zhǎng)石及透輝石，產(chǎn)品具有高強(qiáng)耐磨的性能，抗折強(qiáng)度可達(dá)到55飛5MPa。
[0028]實(shí)施例3:
按質(zhì)量百分比計(jì)，將20%的陶瓷拋光廢渣、20%的鋼洛、10%的鋁渣進(jìn)行預(yù)處理，干燥后過(guò)100目篩。將48%的陶瓷原料以及2%的阿拉伯樹(shù)膠一起混合，濕法球磨至漿料粒度為250目篩余0.8^1.2% ;其中 陶瓷原料的組成為其中陶瓷原料的組成為18%的葉臘石、20%的高嶺土、43%的鉀長(zhǎng)石、4%的霞石、10%的廣東白泥、5%的滑石。將球磨好的漿料過(guò)篩除鐵；漿料進(jìn)行噴霧干燥。噴霧干燥后的粉料與陶瓷拋光廢渣、鋼渣進(jìn)行干法混合并經(jīng)過(guò)打粉機(jī)打粉混合，混合后過(guò)20目篩。過(guò)篩后的粉料輸送到壓機(jī)成型，壓制好的磚坯進(jìn)入干燥窯干燥，干燥好的磚還進(jìn)入棍道窯經(jīng)1220°C燒成。
[0029]比較實(shí)施例:
【權(quán)利要求】
1.一種利用工業(yè)固體廢渣干法制備的建筑陶瓷，其特征在于:按質(zhì)量百分比計(jì)，包括30~60%的固體廢渣、40~70%的陶瓷原料以及3%的陶瓷添加劑，其中，所述陶瓷原料，選自粘土類原料、長(zhǎng)石類原料或滑石中的一種或幾種組合物，所述陶瓷添加劑為三聚磷酸鈉、硅酸鈉、氯化銨、檸檬酸銨、腐植酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、乙二胺四乙酸中的一種或幾種的組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑陶瓷，其特征在于:所述粘土類原料為高嶺土、伊利石、膨潤(rùn)土、葉臘石、高密土、廣東白泥、白萊陽(yáng)土、紅萊陽(yáng)土中一種或幾種的組合； 所述長(zhǎng)石類原料為鉀長(zhǎng)石、鉀鈉長(zhǎng)石、蒙陰長(zhǎng)石、萊蕪長(zhǎng)石、霞石中一種或幾種的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑陶瓷，其特征在于:所述固體廢渣為陶瓷拋光廢渣、鋼渣或鋁渣中的一種或幾種的組合，其中，所述陶瓷拋光廢渣，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括65~75%Si02、15~25%Α1203、2~4%CaO、l~3%MgO、l~3%Κ20 以及 2~4%Na20 ； 所述鋼渣，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括10~20%Si02、l~5%Al203、3(T40%Ca0、5~10%Mg0、0.2%K20 以及 0.l%Na20 ；
所述鋁渣，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括0.5%Si02、55~65%Al203、2%Ca0、l%Mg0、0.05%K20以及2.5%Na20o
4.一種如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述建筑陶瓷的制備工藝，其特征在于:包括如下步驟， (1)將按配方稱取的固體廢渣直接進(jìn)行混合或者預(yù)處理后混合，干燥后過(guò)篩得到粉料； (2)將按配方稱取的陶瓷原料混合制成混合物，并采用濕法球磨將混合物制得漿料； (3)將漿料過(guò)篩除鐵，并將過(guò)篩除鐵后的漿料進(jìn)行噴霧干燥； (4)將噴霧干燥后得到的粉料與固體廢渣粉料進(jìn)行干法混合，然后將混勻物料直接進(jìn)行過(guò)篩； (5)將過(guò)篩后的粉料輸送料倉(cāng)陳腐待用或者直接送至壓機(jī)成型得到磚坯； (6)將成型好的磚坯干燥及燒成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述工藝，其特征在于，所述步驟(1)中的目數(shù)為:100目。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述工藝，其特征在于，所述步驟(2)中制得的漿料粒度為250目篩余 0.8~1.2%ο
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述工藝，其特征在于，所述步驟(4)中混合方式為采用混料機(jī)或者打粉機(jī)混合，混勻物料進(jìn)行過(guò)篩的目數(shù)為:20目。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述工藝，其特征在于，所述步驟(6)中燒成溫度為1155~1220°C。
【文檔編號(hào)】C04B33/132GK103570340SQ201310536292
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】蒼大強(qiáng), 鄭樹(shù)龍, 李宇, 劉俊榮, 趙立華, 張緹, 周園園 申請(qǐng)人:佛山歐神諾陶瓷股份有限公司, 北京科技大學(xué)