CN103073263A - 一种利用多种固体废物制造陶瓷仿古砖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在仿古砖坯体原料配方中引入大于40％固体废物(其中包括废泥、废砖、抛光渣和粉煤灰)，通过分类、收集、均化处理陶瓷行业各类固体废物，稳定固体废物化学成分和理化性能；通过使用宽烧成温度范围的含固废物仿古砖坯体配方和制定合理烧成制度，达到有效氧化分解排除坯体中有机质和有效延迟坯体气孔封闭时间；同时通过研究仿古砖坯体无放射性增白剂，解决因使用多种固体废物成色稳定性和放射性超标问题。产品吸水率小于0.5％，产品其他性能达到国家标准。本项目不仅为企业节约了生产成本，提高了产品竞争力，而且为建筑陶瓷行业开辟一条固体废物循环利用的环保新路，具有巨大的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷技术领域，尤其一种利用多种固体废物制造仿古砖的方法。
背景技术
随着社会经济及陶瓷工业的快速发展，陶瓷工业废料日益增多，它不仅对城市环境造成巨大压力，而且还限制了城市经济的发展及陶瓷工业的可持续发展，所以陶瓷工业废料的处理与利用非常重要。目前，我国陶瓷工业废料的处理与利用程度比较低，资金紧缺，致使大量废渣挤占耕地，使水和空气受到污染。
特别是近20年的高速发展，陶瓷业随着产量的增加，废料的数量越来越多，根据不完全统计：仅佛山陶瓷产区，各种陶瓷废料的年产量已经超过400万吨，而全国陶瓷废料的年产量估计在1000万吨左右，如此大量的陶瓷废料已经不是简单填埋可以解决的问题，而且随着经济的日益发展和社会的进步，环境已经成为人们关注的焦点，陶瓷废料的堆积挤占土地，影响当地空气的粉尘含量，而陶瓷废料的填埋耗费人力物力，还污染地下水质，如何变废为宝，化废料为资源，已经成为科技和环保部门的当务之急。
目前，建陶工业固体废物利用的整体水平较低，除了只需简单处理的废泥、废坯被建陶企业回收利用外，废品、废渣的利用率不到10％。从调查了解的情况看，废品、废渣的处理现状是：①废品中，除一小部分抛光砖废品被回收利用来加工拼花砖和切割加工成马赛克外，绝大部分被当作废物扔掉；②废渣，除一小部分被运往建筑工地使用外，绝大多数请车运往郊外或乡村，简易填埋甚至露天堆放的方式进行处理(占总量的97％)。大量的废品、废渣如此处理，不但占用了土地，耗用了大量的垃圾清理费(现陶瓷企业运抛光渣费用大约5～6元/吨)，而且在运输中大多未采用封闭式运输车，不可避免地引起撒落、粉尘和灰砂飞扬等问题。
因此，政府高度重视对陶瓷生产中废料的再循环和利用，把它提高到环境材料学的高度加以研究和利用，提高到全民绿色环保的高度加以重视和解决。
废料的来源与分类：
陶瓷工业废料主要是指陶瓷制品生产过程中，由于成形、干燥、施釉、搬运、焙烧及贮存等工序中产生的废料，通常大致分类如下。
(1)坯体废料主要是指陶瓷制品焙烧之前所形成的废料，包括生坯废料、上釉坯体废料及素烧废料。
(2)废泥废料，即废水沉淀物，是在陶瓷制品的生产过程中(抛光砖的研磨、抛光及磨边倒角等深加工工序除外)所形式的污水，污水经净化处理后形成的固体废料，通常含有重金属元素，按其化学含量多少可分为有毒废釉料和有害废釉料。
(3)废品是陶瓷制品经焙烧后生成的废料，主要是烧成废品和在贮存和搬运等生产工序中的损坏而造成的，分为陶质废品、炻质废品和瓷质废品。
(4)采用重油或煤作为燃料的陶瓷窑炉，由于重油及煤的机械不完全燃烧损失及化学不完全燃烧损失偏高，形成了大量未燃烬的游离碳，极易污染陶瓷制品。因此，日用陶瓷制品通常采用隔焰加热的方式进行焙烧。而获得隔焰加热方式最经济的方法是采用匣钵焙烧，此外，极个别的小型墙地砖生产企业采用多孔窑焙烧制品时仍需利用匣钵。由于匣钵多次承受室温，高温室温的热应力作用及装钵过程中的搬运、碰撞等易于损坏而成为匣钵废渣。
(5)瓷质砖及厚釉砖等经刮平定厚、研磨抛光及磨边倒角等一系列深加工成为光亮如镜及平滑细腻的抛光砖制品后，产生大量的砖屑。研磨抛光工序通常将从砖坯表面去除0.5-0.7毫米表面层，有时甚至高达1-2毫米，那么生产1平方米抛光砖将形成1.5公斤左右的砖屑，若以年产40万平方米抛光砖的抛光生产线为例，那么每年约产生840万吨左右的抛光砖废渣。
(6)粉煤灰。目前建筑陶瓷企业，一般采用煤转气制备燃料，煤转气过程中必然产生大量的粉煤灰。其成分见下表。
各种粉煤灰的化学成分
因此，针对以上这种情况，本发明提供了一种大量利用固体废物制造仿古砖的配方体系和生产技术，将对固废循环利用和陶瓷行业的发展发挥极大的推动作用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在仿古砖坯体原料配方中引入大量固体废物(大于40％)，通过分类、收集、均化处理陶瓷行业各类固体废物，稳定固体废物化学成分和理化性能；通过使用宽烧成温度范围的含固废物仿古砖坯体配方和制定合理烧成制度，达到有效氧化分解排除坯体中有机质和有效延迟坯体气孔封闭时间；同时通过研究仿古砖坯体无放射性增白剂，解决因使用多种固体废物成色稳定性和放射性超标问题。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
在仿古砖坯体配方中引入大于40％的固体废物。其中固体废物包括：废泥、废砖、抛光渣、粉煤灰。
| 试样名称 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | K20 | Na2O | Loss |
| 废泥 | 63.32 | 23.62 | 0.73 | 0.53 | 0.67 | 0.01 | 0.66 | 0.31 | 12.30 |
| 抛光渣 | 68.69 | 17.82 | 0.76 | 0.91 | 0.53 | 0.02 | 3.69 | 1.32 | 6.21 |
| 废砖 | 72.31 | 17.98 | 0.59 | 0.65 | 0.36 | 0.01 | 4.93 | 2.32 | 0.20 |
| 普通粉煤灰 | 54.14 | 25.67 | 4.87 | 4.16 | 1.56 | 0.85 | 0.62 | 0.35 | 6.83 |
本发明通过以下技术方案予以实现：
(1)分类处理陶瓷生产过程中各种固体废物。并进行均化处理。
①污泥→沉降(絮凝)→榨泥→待用；
②各类废砖→分类→分类破碎→除铁→待用；
③(抛光渣)→均化→待用；
④(粉煤灰)→破碎→除铁→待用；
⑤均化上述各种原料。
(2)适合使用固体废物的仿古砖坯体配方；延迟坯体中的气孔封闭时间。使固体废物中的有机质有充分时间挥发。同时要求该配方具有较宽的烧成温度范围。研究提高烧成温度范围的坯体配方。
(3)研究制订合理烧成制度，使固体废物中的有机质有充分时间挥发。
(4)研究仿古砖坯体无放射性增白剂，取代部分硅酸锆的使用，一方面解决因使用多种固体废物成色稳定性问题，另一方面解决高档仿古砖中的放射性超标的问题。
(5)生产工艺参数：
②坯浆：细度：2.0～2.5wt％(250目筛余)；
比重：1.72～1.75g/ml；
流速：30～50s；
中转池过筛80目。
②粉料：水份：6.5～7.5wt％
颗粒级配：40目以上≤40wt％；
40～80目≥45wt％；
80～100目≤10wt％；
100以下≤5wt％；
粉料陈腐1～3天。
③釉浆：细度：0.7～1.0wt％(100ml釉浆，325目筛余％)；
比重：1.70～1.75g/ml；
流速：20～30s。
④成型：成型压力：290±10bar(萨克米PH1080)
模具尺寸：535*535mm；
成型厚度：9.5±0.2mm。
具体实施方式：
实施例一
1、本实施例陶瓷仿古砖的组成原料配方：
2、该陶瓷仿古砖的制造方法
1)分类处理陶瓷生产过程中各种固体废物。并进行均化处理。
①污泥→沉降(絮凝)→榨泥→待用；
②各类废砖→分类→分类破碎→除铁→待用；
③(抛光渣)→均化→待用；
④(粉煤灰)→破碎→除铁→待用；
⑤均化上述各种原料。
2)将上述组成原料加入球磨机中后，在加入上述原料重量总和50％的浓度为水，外加减水剂0.5％，羧甲基纤维素钠0.1％，并球磨12小时后，成为泥浆；
3)将泥浆喷雾干燥成6-7.5％的粉料，再将该粉料压制成型；
4)干燥压制成型坯体，并在釉线上进行施釉和印花装饰，然后入窑烧成，烧成温度范围为1185-1195℃，烧成时间为55分钟，产品出窑冷却后进行检验、分级和包装。
实施例二
1、本实施例陶瓷仿古砖的组成原料配方：
2、该陶瓷仿古砖的制造方法
1)分类处理陶瓷生产过程中各种固体废物。并进行均化处理。
①污泥→沉降(絮凝)→榨泥→待用；
②各类废砖→分类→分类破碎→除铁→待用；
③(抛光渣)→均化→待用；
④(粉煤灰)→破碎→除铁→待用；
⑤均化上述各种原料。
2)将上述组成原料加入球磨机中后，在加入上述原料重量总和50％的浓度为水，外加减水剂0.4％，羧甲基纤维素钠0.15％，并球磨14小时后，成为泥浆；
3)将泥浆喷雾干燥成6-7.5％的粉料，再将该粉料压制成型；
4)干燥压制成型坯体，并在釉线上进行施釉和印花装饰，然后入窑烧成，烧成温度范围为1185-1195℃，烧成时间为50分钟，产品出窑冷却后进行检验、分级和包装。
实施例三
1、本实施例陶瓷仿古砖的组成原料配方：
2、该陶瓷仿古砖的制造方法
1)分类处理陶瓷生产过程中各种固体废物。并进行均化处理。
①污泥→沉降(絮凝)→榨泥→待用；
②各类废砖→分类→分类破碎→除铁→待用；
③(抛光渣)→均化→待用；
④(粉煤灰)→破碎→除铁→待用；
⑤均化上述各种原料。
2)将上述组成原料加入球磨机中后，在加入上述原料重量总和50％的浓度为水，外加减水剂0.6％，羧甲基纤维素钠0.06％，并球磨10小时后，成为泥浆；
3)将泥浆喷雾干燥成5-6.5％的粉料，再将该粉料压制成型；
4)干燥压制成型坯体，并在釉线上进行施釉和印花装饰，然后入窑烧成，烧成温度范围为1185-1195℃，烧成时间为65分钟，产品出窑冷却后进行检验、分级和包装。
实施例四
1、本实施例陶瓷仿古砖的组成原料配方：
2、该陶瓷仿古砖的制造方法
1)分类处理陶瓷生产过程中各种固体废物。并进行均化处理。
①污泥→沉降(絮凝)→榨泥→待用；
②各类废砖→分类→分类破碎→除铁→待用；
③(抛光渣)→均化→待用；
④(粉煤灰)→破碎→除铁→待用；
⑤均化上述各种原料。
2)将上述组成原料加入球磨机中后，在加入上述原料重量总和50％的浓度为水，外加减水剂0.3％，羧甲基纤维素钠0.2％，并球磨8小时后，成为泥浆；
3)将泥浆喷雾干燥成6-7％的粉料，再将该粉料压制成型；
4)干燥压制成型坯体，并在釉线上进行施釉和印花装饰，然后入窑烧成，烧成温度范围为1185-1195℃，烧成时间为75分钟，产品出窑冷却后进行检验、分级和包装。
实施例五
1、本实施例陶瓷仿古砖的组成原料配方：
2、该陶瓷仿古砖的制造方法
1)分类处理陶瓷生产过程中各种固体废物。并进行均化处理。
①污泥→沉降(絮凝)→榨泥→待用；
②各类废砖→分类→分类破碎→除铁→待用；
③(抛光渣)→均化→待用；
④(粉煤灰)→破碎→除铁→待用；
⑤均化上述各种原料。
2)将上述组成原料加入球磨机中后，在加入上述原料重量总和50％的浓度为水，外加减水剂0.6％，羧甲基纤维素钠0.22％，并球磨16小时后，成为泥浆；
3)将泥浆喷雾干燥成6.5-7.5％的粉料，再将该粉料压制成型；
4)干燥压制成型坯体，并在釉线上进行施釉和印花装饰，然后入窑烧成，烧成温度范围为1185-1195℃，烧成时间为45分钟，产品出窑冷却后进行检验、分级和包装。
Claims (5)
1.一种陶瓷仿古砖，其特征在于：其坯体配方中含有废泥、废砖、抛光渣和粉煤灰，且废泥、废砖、抛光渣、粉煤灰重量之和占坯体总量的40％以上。
2.根据权利要求1所述的陶瓷仿古砖，按重量百分比其原料组成废泥为15-30％、废砖12-25％、粉煤灰0.5-5％、以及抛光渣2-10％。
3.根据权利要求2所述的陶瓷仿古砖，按重量百分比其原料组成废泥为20-25％、废砖10-20％、粉煤灰0.5-2％、以及抛光渣2-5％。
4.根据权利要求1、2或3所述的陶瓷仿古砖，其中所述废泥、废砖、抛光渣和粉煤灰在使用之前必须经过以下工艺进行处理：
①污泥→沉降(絮凝)→榨泥→待用；
②各类废砖→分类→分类破碎→除铁→待用；
③(抛光渣)→均化→待用；
④(粉煤灰)→破碎→除铁→待用；
⑤均化上述各种原料。
5.根据权利要求1、2或3、4所述的陶瓷仿古砖，其生产工艺参数如下：
①坯浆：细度：2.0～2.5wt％(250目筛余)；
比重：1.72～1.75g/ml；
流速：30～50s；
中转池过筛80目。
②粉料：水份：6.5～7.5wt％
颗粒级配：40目以上≤40wt％；
40～80目≥45wt％；
80～100目≤10wt％；
100以下≤5wt％；
粉料陈腐1～3天。
③釉浆：细度：0.7～1.0wt％(100ml釉浆，325目筛余％)；
比重：1.70～1.75g/ml；
流速：20～30s。
④成型：成型压力：290±10bar(萨克米PH1080)
模具尺寸：535*535mm；
成型厚度：9.5±0.2mm
⑤烧成制度：烧成温度1185-1195℃，烧成时间为40-75分钟。
Priority Applications (1)
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