CN107141009A - 一种采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法,所述采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法，包括：将制砖原料进行制粉得到制砖粉料；对所述制砖粉料进行造粒得到粒径相近的制砖颗粒，粒径相近的制砖颗粒最小粒径与最大粒径的比值为0.5‑1；利用所述制砖颗粒经成型形成生坯，生坯经过陶瓷烧结砖干燥、烧结等工艺后制成陶瓷透水砖。可以大大简化陶瓷透水砖的制备工艺，使得制备过程质量更加可控，透水砖原料范围大大扩展到各类废弃物、劣质矿物原料等，具有显著的经济、环保和社会效益，应用前景广阔。

Description

一种采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法
技术领域
本发明涉及新材料制备领域，特别是指一种采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法。
背景技术
近年来，随着全球气候变暖趋势的加剧，城市热岛效应明显，地表硬质化导致90％的雨水入城市排水***，一旦遭遇到暴雨袭击会造成城市内涝。另一方面，由于城市地表大多覆盖着无法渗水的混凝土、沥青，很难吸收地表面的积水，雨水不能直接从地表深入地下，增加了地表径流，从而导致大量积水，造成交通堵塞。随着发展中国家城市化进程的加快，大量人口向大城市迁移，也给城市带来了严重的噪音污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法，能够简化陶瓷透水砖的制备工艺，使得制备过程质量更加可控.
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法，所述采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法，包括：
将制砖原料进行制粉得到制砖粉料；
对所述制砖粉料进行造粒得到粒度分布窄的制砖颗粒，所述粒度分布窄的制砖颗粒粒径相近，其平均粒径为0.2mm－8mm，最小粒径与最大粒径的比值为0.5至1利用所述制砖颗粒经成型形成生坯，生坯经过陶瓷烧结砖干燥、烧结等工艺后制成陶瓷透水砖。
优选的，所述制砖原料包括：黏土、粘土、陶土、赤泥、硼泥、钢渣、镍渣、铜渣，粉煤灰、高硅岩、尾矿、尾泥、精炼渣、水淬炉渣、废弃陶瓷砖、废弃烧结砖瓦、煤矸石、高炉渣、铁合金渣、冶金尘泥中的至少两种。
优选的，所述对所述制砖粉料进行造粒，包括：
向所述制砖粉料添加水进行造粒，或者，
利用大粒径制砖原料作为母球，在造粒过程中加入其余制砖粉料包裹母球形成进行造粒。
优选的，所述母球的平均粒径大小为0.1mm至3.9mm。
优选的，所述母球包括废弃陶瓷砖、废弃烧结砖瓦、尾矿、尾泥、高硅岩、高炉渣、粉煤灰、钢渣、精炼渣、铜渣、水淬炉渣和铁合金渣中的至少一种；
优选的，所述对所述制砖粉料进行造粒，包括：
在造粒过程中向所述制砖粉料中加入粘结剂、助熔剂、增强剂、塑化剂和着色剂中的至少一种。
优选的，所述对所述制砖粉料进行造粒得到粒度分布窄的制砖颗粒，包括：
对所述制砖粉料进行造粒，造粒后经过筛分机筛分获得粒度分布窄的制砖颗粒。
优选的，所述将制砖原料进行制粉得到制砖粉料，包括：
对所述制砖原料进行粉碎；
所述对所述制砖粉料进行造粒得到粒度分布窄的制砖颗粒，包括：
将粉碎后的制砖原料经过筛分机筛分获得粒径相近的制砖颗粒；
或者，
所述将制砖原料进行制粉得到制砖粉料，包括：
按照尺寸将制砖原料分为大粒径制砖原料和小粒径制砖原料，对小粒径制砖原料进行制粉得到制砖粉料，对大粒径制砖原料进行粉碎得到粉碎颗粒；
所述对所述制砖粉料进行造粒得到粒度分布窄的制砖颗粒，包括：
对所述制砖粉料进行造粒得到窄粒度颗粒，对所述粉碎颗粒进行筛分，得到与窄粒度颗粒粒度相近的筛分颗粒；
窄粒度颗粒与所述筛分颗粒混合得到粒度分布窄的制砖颗粒。
优选的，所述利用所述制砖颗粒经成型形成生坯，包括：
利用所述制砖颗粒经过压力设备加压成型，成型压强为0.1－10MPa。
所述粒径相近的制砖颗粒在压制成型时，可采用平均粒径不同的不同制砖颗粒进行分层布料压制。
优选的，所述制砖颗粒在压制成型形成生坯时，采用平均粒径不同的不同批次制砖颗粒进行分层布料压制。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，可以大大简化陶瓷透水砖的制备工艺，使得制备过程质量更加可控，透水砖原料范围大大扩展到各类废弃物、劣质矿物原料等，具有显著的经济、环保和社会效益，应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明实施例的采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，本发明的实施例一种采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法，所述采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法，包括：
步骤101：将制砖原料进行制粉得到制砖粉料。
其中，所述制砖原料包括：黏土、粘土、陶土、赤泥、硼泥、钢渣、镍渣、铜渣，粉煤灰、高硅岩、尾矿、尾泥、精炼渣、水淬炉渣、废弃陶瓷砖、废弃烧结砖瓦、煤矸石、高炉渣、铁合金渣、冶金尘泥中的至少两种。
步骤102：对所述制砖粉料进行造粒得到粒度分布窄的制砖颗粒，所述粒度分布窄的制砖颗粒粒径相近，其平均粒径为0.2mm－8mm，最小粒径与最大粒径的比值为0.5至1。
其中，所述对所述制砖粉料进行造粒，包括：向所述制砖粉料添加水进行造粒，或者，利用大粒径制砖原料作为母球，在造粒过程中加入其余制砖粉料包裹母球形成进行造粒。优选的，所述母球的平均粒径大小为0.1mm至3.9mm。粒径相近的制砖颗粒最小粒径与最大粒径的比值大于0.5。
所述母球包括废弃陶瓷砖、废弃烧结砖瓦、尾矿、尾泥、高硅岩、高炉渣、粉煤灰、钢渣、精炼渣、铜渣、水淬炉渣和铁合金渣中的至少一种。
步骤103：利用所述制砖颗粒经成型形成生坯，生坯经过陶瓷烧结砖干燥、烧结等工艺后制成陶瓷透水砖。
其中，所述利用所述制砖颗粒经成型形成生坯，包括：
利用所述制砖颗粒经过压力设备加压成型，成型压强为0.1－10MPa。
本发明实施例的采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法，可以大大简化陶瓷透水砖的制备工艺，使得制备过程质量更加可控，透水砖原料范围大大扩展到各类废弃物、劣质矿物原料等，具有显著的经济、环保和社会效益，应用前景广阔。
具体的，所述对所述制砖粉料进行造粒，包括：
在造粒过程中向所述制砖粉料中加入粘结剂、助熔剂、增强剂、塑化剂和着色剂中的至少一种。
优选的，所述对所述制砖粉料进行造粒得到粒度分布窄的制砖颗粒，包括：
对所述制砖粉料进行造粒，造粒后经过筛分机筛分获得粒度分布窄的制砖颗粒。
优选的，所述将制砖原料进行制粉得到制砖粉料，包括：
对所述制砖原料进行粉碎；
所述对所述制砖粉料进行造粒得到粒度分布窄的制砖颗粒，包括：
将粉碎后的制砖原料经过筛分机筛分获得粒度分布窄的制砖颗粒；
或者，
所述将制砖原料进行制粉得到制砖粉料，包括：
按照尺寸将制砖原料分为大粒径制砖原料和小粒径制砖原料，对小粒径制砖原料进行进行制粉得到制砖粉料，对粒径制砖原料进行粉碎得到粉碎颗粒；
所述对所述制砖粉料进行造粒得到粒度分布窄的制砖颗粒，包括：
对所述制砖粉料进行造粒得到窄粒度颗粒，对所述粉碎颗粒进行筛分，得到与窄粒度颗粒粒度相近的筛分颗粒；
窄粒度颗粒与所述筛分颗粒混合得到粒度分布窄的制砖颗粒。
本实施例中，颗粒粒级范围近似为物料被分级的两个筛网的孔径之间的数值，即最小和最大颗粒粒径分别为未通过最大目数筛网(筛下物小于质量百分含量的5％)的孔径尺寸和通过最小目数筛网(筛上物小于质量百分含量的5％)的孔径尺寸。
本发明实施例的采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法，工业固废与黏土类原料成分组成如表1(采用荧光分析仪获得)；物料颗粒粒级范围近似为物料被分级的两个筛网的孔径之间的数值，即最小和最大颗粒粒径分别为未通过最大目数筛网(筛下物小于质量百分含量的5％)的孔径尺寸和通过最小目数筛网(筛上物小于质量百分含量的5％)的孔径尺寸。
表1原料的化学成分
质量分数/％ Fe2O3 Al2O3 SiO2 TiO2 CaO Na2O MgO P2O5 Cr2O3 SO3
黏土1 8.95 23.67 61.81 0.98 0.59 3.02 0.66 0.08 - -
粘土2 5.74 33.3 56.57 1.93 1.23 0.11 0.53 - 0.03 0.03
粘土3 9.96 25.3 54.79 1.23 2.69 0.40 1.26 - 0.034 0.93
陶土 5.95 14.21 54.29 0.81 17.47 0.3 2.87 - - 0.05
赤泥 40.92 20.87 13.75 7.13 6.4 8.51 0.50 0.43 0.17 0.72
钢渣 21.1 1.57 15.63 1.08 48.58 0.01 4.76 2.86 0.12 0.21
粉煤灰 16.35 23.86 42.75 3.26 6.14 1.29 0.84 0.36 0.05 1.52
高硅岩 1.54 22.98 72.20 0.61 - 0.05 4.08 1.77 - -
镍铁合金渣 1.03 23.15 27.53 0.69 31.94 0.41 9.20 - 0.95 -
尾矿 3.37 6.23 82.53 0.24 1.76 0.25 0.70 0.17 0.03 0.013
精炼渣 0.71 17.38 28.25 - 45.66 0 8.64 - - -
水淬炉渣 9.52 23.06 50.27 7.13 8.40 1.02 0.95 0.34 0.86 0.15
实施例1
根据配方性能要求配料，各组分的质量百分配比为：钢渣10％，黏土1为90％，直接筛分颗粒，形成粒径相近的颗粒，其颗粒粒级是2.0－2.8mm，最小粒径与最大粒径的比值为0.71。然后将这些粒径相近的颗粒放入模具，进一步成型、干燥和烧结，成型压强0.5MPa，烧结温度1120℃，烧成后测量得透水砖的抗压强度为46.2MPa，抗折强度8.3MPa，透水系数大于0.092cm/s。
实施例2
根据配方性能要求配料，各组分的质量百分配比为：赤泥10％，黏土2为90％，球磨破碎后形成粉料，进一步造粒，造粒过程中将粉料与质量分数1％的陶瓷添加剂混合，形成粒径相近的造粒颗粒，其颗粒粒级是1.65－2.79mm，最小粒径与最大粒径的比值为0.59；然后将这些粒径相近的颗粒放入模具，进一步成型、干燥和烧结，其成型压强0.5MPa，烧结温度1110℃；烧成后测量得透水砖的抗压强度为48.2MPa，抗折强度8.5MPa，透水系数大于0.061cm/s。
实施例3
根据配方性能要求配料，各组分的质量百分配比为：高硅岩20％和陶土为80％破碎，外掺1％陶瓷添加剂，并以平均粒径约为1.5mm的陶土为母球造粒，形成粒径相近的造粒颗粒。其中造粒颗粒的粒级是1.98－3.32mm，最小粒径与最大粒径的比值为0.60，然后将这些粒径相近的颗粒放入模具，进一步成型、干燥和烧结，成型压强0.3MPa，烧结温度1100℃，烧成后测量得透水砖的抗压强度为31.4MPa，抗折强度4.5MPa，透水系数大于0.16cm/s。
实施例4
根据配方性能要求配料，各组分的质量百分配比为：精炼渣30％，黏土1为70％，球磨破碎后形成粉料，进一步造粒，形成粒径相近的造粒颗粒，其粒级范围是1.65￣2.8mm，最小粒径与最大粒径的比值为0.59，然后将这些粒径相近的颗粒放入模具，进一步成型、干燥和烧结，成型压强0.4MPa，烧结温度1140℃，烧成后测量得透水砖的抗压强度为30.4MPa，透水性能优良。
实施例5
根据配方性能要求配料，各组分的质量百分配比为：黏土3破碎，造粒并以平均粒径约为0.9mm的废烧结砖为母球造粒，并在造粒过程与质量分数1％的陶瓷添加剂混合，形成粒径相近的造粒颗粒，其粒级范围是0.8￣1.4mm，最小粒径与最大粒径的比值为0.57，进一步成型、干燥和烧结，成型压强1.0MPa，烧结温度1160℃，烧成后测量得透水砖的抗压强度为58.9MPa，透水性能优良。
实施例6
根据配方性能要求配料，各组分的质量百分配比为：尾矿50％，黏土1为50％混合破碎，造粒，并在造粒过程与质量分数1％的陶瓷添加剂混合，形成粒径相近的造粒颗粒，其粒级范围是1.2￣2.0mm，最小粒径与最大粒径的比值为0.60；进一步成型、干燥和烧结，其成型压强1.1MPa，烧结温度1160℃；烧成后测量得透水砖的抗压强度为56.4MPa，透水性能优良。
实施例7
根据配方性能要求配料，选取同一级配的黏土1颗粒，喷水造粒，形成造粒颗粒，其粒级范围是1.98￣3.3mm；将废弃烧结砖直接破碎，过筛，形成1.98￣3.3mm的粒级。将造粒颗粒和废烧结砖按照6：4比例混合，形成粒级范围是1.98￣3.3的粒径相近的造粒颗粒，其最小粒级与最大粒级的比值为0.60；进一步成型、干燥和烧结，其成型压强0.5MPa，烧结温度1120℃，烧成后测量得透水砖抗压强度为46.4MPa，透水性能优良。
实施例8
根据配方性能要求配料，选取同一级配的陶土颗粒，喷水造粒，形成粒径相近的造粒颗粒，其粒级范围是1.2￣2mm，最小粒级与最大粒级的比值为0.60，然后将这些粒径相近的颗粒放入模具，进一步成型、干燥和烧结，成型压强0.5MPa，烧结温度1120℃，烧成后测量得透水砖的抗压强度为38.9MPa，透水性能优良。
实施例9
根据配方性能要求配料，各组分的质量百分配比为：黏土3破碎，造粒并以平均粒径约为0.9mm的钢渣为母球造粒，并在造粒过程与质量分数1％的陶瓷添加剂混合，形成粒径相近的造粒颗粒，其粒级范围是1.2￣2mm，最小粒级与最大粒级的比值为0.6，进一步成型、干燥和烧结，成型压强1.0MPa，烧结温度1100℃，烧成后测量得透水砖的抗压强度为51.9MPa，透水性能优良。
实施例10
根据配方性能要求配料，各组分的质量百分配比为：钢渣掺量占50％，黏土3掺量占50％，掺质量分数2％的陶瓷添加剂，筛分颗粒，形成粒径相近的造粒颗粒，其粒级范围是0.7￣1.2mm，最小粒级与最大粒级的比值为0.58，然后将这些粒径相近的颗粒放入模具，进一步成型、干燥和烧结，成型压强3.5MPa，烧结温度1100℃，烧成后测量得透水砖性能良好，抗压强度为65.9MPa，透水性能优良。
实施例11
根据配方性能要求配料，各组分的质量百分配比为：粘土1为50％破碎，粉煤灰50％与粘土粉料混合，造粒，形成粒径相近的造粒颗粒，其粒级范围是1.2￣2.0mm，最小粒径与最大粒径的比值为0.60，然后将这些粒径相近的颗粒放入模具，进一步成型、干燥和烧结，成型压强0.4MPa，烧结温度1150℃，烧成后测量得透水砖的抗压强度为45.8MPa，透水性能优良。
实施例12
根据配方性能要求配料，各组分的质量百分配比为：陶土80％，赤泥20％，混合破碎，造粒，形成粒径相近的造粒颗粒，其粒级范围是2.3￣4.0mm，最小粒径与最大粒径的比值为0.60，然后将这些粒径相近的颗粒放入模具，进一步成型、干燥和烧结，成型压强0.2MPa，烧结温度1130℃，烧成后测量得透水砖的抗压强度为32.8MPa，透水性能优良。
实施例13
根据配方性能要求配料，各组分的质量百分配比为：镍铁合金渣20％，尾矿30％，黏土1为50％，球磨破碎后形成粉料，进一步造粒，形成粒径相近的造粒颗粒，其粒级范围是1.65￣2.8mm，最小粒径与最大粒径的比值为0.59，然后将这些粒径相近的颗粒放入模具，进一步成型、干燥和烧结，成型压强0.6MPa，烧结温度1140℃，烧成后测量得透水砖的抗压强度为56.3MPa，透水性能优良。
实施例14
根据配方性能要求配料，各组分的质量百分配比为：水淬炉渣80％，黏土1为20％，球磨破碎后形成粉料，进一步造粒，形成粒径相近的造粒颗粒，其粒级范围是1.2￣2mm，最小粒径与最大粒径的比值为0.60，然后将这些粒径相近的颗粒放入模具，进一步成型、干燥和烧结，成型压强0.7MPa，烧结温度1120℃，烧成后测量得透水砖的抗压强度为41.4MPa，透水性能优良。
实施例15
根据配方性能要求配料，各组分的质量百分配比为：黏土1破碎形成粉料，水淬炉渣破碎后过筛形成平均粒径约为0.7mm的颗粒；黏土粉料60％以炉渣颗粒40％为母球造粒，并在造粒过程与质量分数1％的陶瓷添加剂混合，形成粒径相近的造粒颗粒，其粒级范围是1.65￣2.3mm，最小粒径与最大粒径的比值为0.72，然后将这些粒径相近的颗粒放入模具，进一步成型、干燥和烧结，成型压强0.5MPa，烧结温度1120℃，烧成后测量得透水砖的抗压强度为60.1MPa，透水性能优良。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法,其特征在于，所述采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法，包括：
将制砖原料进行制粉得到制砖粉料；
对所述制砖粉料进行造粒得到粒度分布窄的制砖颗粒，所述粒度分布窄的制砖颗粒粒径相近，其平均粒径为0.2mm-8mm，最小粒径与最大粒径的比值为0.5至1；
利用所述制砖颗粒经成型形成生坯，生坯经过陶瓷烧结砖干燥、烧结等工艺后制成陶瓷透水砖。
2.根据权利要求1所述的采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法,其特征在于，所述制砖原料包括：黏土、粘土、陶土、赤泥、硼泥、钢渣、镍渣、铜渣，粉煤灰、高硅岩、尾矿、尾泥、精炼渣、水淬炉渣、废弃陶瓷砖、废弃烧结砖瓦、煤矸石、高炉渣、铁合金渣、冶金尘泥中的至少两种。
3.根据权利要求1所述的采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法,其特征在于，所述对所述制砖粉料进行造粒，包括：
向所述制砖粉料添加水进行造粒，或者，
利用大粒径制砖原料作为母球，在造粒过程中加入其余制砖粉料包裹母球形成进行造粒。
4.根据权利要求3所述的采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法,其特征在于，所述母球的平均粒径大小为0.15mm至3.9mm。
5.根据权利要求3所述的采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法,其特征在于，所述母球包括废弃陶瓷砖、废弃烧结砖瓦、尾矿、尾泥、高硅岩、高炉渣、粉煤灰、钢渣、精炼渣、铜渣、水淬炉渣和铁合金渣中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法,其特征在于，所述对所述制砖粉料进行造粒，包括：
在造粒过程中向所述制砖粉料中加入粘结剂、助熔剂、增强剂、塑化剂和着色剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法,其特征在于，所述对所述制砖粉料进行造粒得到粒度分布窄的制砖颗粒，包括：
对所述制砖粉料进行造粒，造粒后经过筛分机筛分获得粒度分布窄的制砖颗粒。
8.根据权利要求1所述的采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法,其特征在于，所述将制砖原料进行制粉得到制砖粉料，包括：
对所述制砖原料进行粉碎；
所述对所述制砖粉料进行造粒得到粒度分布窄的制砖颗粒，包括：
将粉碎后的制砖原料经过筛分机筛分获得粒度分布窄的制砖颗粒；
或者，
所述将制砖原料进行制粉得到制砖粉料，包括：
按照尺寸将制砖原料分为大粒径制砖原料和小粒径制砖原料，对小粒径制砖原料进行制粉得到制砖粉料，对大粒径制砖原料进行粉碎得到粉碎颗粒；
所述对所述制砖粉料进行造粒得到粒度分布窄的制砖颗粒，包括：
对所述制砖粉料进行造粒得到窄粒度颗粒，对所述粉碎颗粒进行筛分，得到与窄粒度颗粒粒度相近的筛分颗粒；
窄粒度颗粒与所述筛分颗粒混合得到粒度分布窄的制砖颗粒。
9.根据权利要求1所述的采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法,其特征在于，所述利用所述制砖颗粒经成型形成生坯，包括：
利用所述制砖颗粒经过压力设备加压成型，成型压强为0.1-10MPa。
10.根据权利要求1所述的采用造粒工艺的陶瓷透水砖制备方法,其特征在于，所述制砖颗粒在压制成型形成生坯时，采用平均粒径不同的不同批次制砖颗粒进行分层布料压制。
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