CN115893982B - 一种回收料的循环利用方法及陶瓷砖 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑陶瓷技术领域，具体涉及一种回收料的循环利用方法及陶瓷砖。该循环利用方法包括以下步骤：将陶瓷砖生产过程产生的回收料与添加剂、溶剂混合，制成泥浆，压制成泥饼，干燥；添加剂包括CMC、膨润土、三聚磷酸钠；将干燥后的泥饼打碎，制得粉体；将粉体与普通陶瓷坯体粉料混合、布料、压制成型、烧制、抛光，制得陶瓷砖。在回收料压制成泥饼的过程中添加CMC、膨润土和三聚磷酸钠，使得回收料、CMC、膨润土和三聚磷酸钠减水剂之间产生相互作用，能够提高所制得的陶瓷砖的抗折强度，其抗折强度能够大于4.5MPa。
Description
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷技术领域，具体涉及一种回收料的循环利用方法及陶瓷砖。
背景技术
陶瓷砖以其低吸水率、高强度、耐磨、耐化学腐蚀、抗冻等优点在家居及建筑装饰领域备受青睐，其产量逐年增加。陶瓷砖生产需要消耗大量的能源和粘土、长石、石英等不可再生的矿物资源。在生产过程中，会产生大量的废粉，如粉料输送时的散落、粉料仓的仓底、压机成型、粉料筛粉、喷雾干燥散落的废粉等。这些废粉不但造成很大资源浪费，而且还给环境造成极大的污染。现有对废粉的处理技术还很少，而且利用废粉生产出的陶瓷砖的强度普遍较低达不到使用的要求。
因此，亟需提出一种回收料的循环利用方法及陶瓷砖，降低企业生产成本，提高资源利用率的同时能够提高陶瓷砖的抗折强度。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，提出一种回收料的循环利用方法及陶瓷砖，提高资源利用率的同时能够提高陶瓷砖的抗折强度。
本发明的发明构思为：在回收料压制成泥饼的过程中添加CMC(羧甲基纤维素)、膨润土复合增强剂和三聚磷酸钠减水剂，使得回收料、CMC(羧甲基纤维素)、膨润土复合增强剂和三聚磷酸钠减水剂之间产生相互作用，能够提高所制得的陶瓷砖的抗折强度。
本发明的第一方面提供一种回收料的循环利用方法，所述循环利用方法包括以下步骤：
(1)将陶瓷砖生产过程产生的回收料与添加剂、溶剂混合，制成泥浆，压制成泥饼，干燥；所述添加剂包括CMC(羧甲基纤维素)、膨润土、三聚磷酸钠中的至少一种；
(2)将干燥后的所述泥饼打碎，制得粉体；
(3)将所述粉体与普通陶瓷坯体粉料混合、布料、压制成型、烧制、抛光，制得陶瓷砖。
相对于现有技术，本发明第一方面提供的一种回收料的循环利用方法的有益效果如下：在回收料压制成泥饼的过程中添加CMC(羧甲基纤维素)、膨润土和三聚磷酸钠，使得回收料、CMC(羧甲基纤维素)、膨润土和三聚磷酸钠减水剂之间产生相互作用，能够提高所制得的陶瓷砖的抗折强度，其陶瓷砖的抗折强度能够大于4.5MPa。
优选的，步骤(1)中，所述回收料为在陶瓷生产过程中所产生的多余粉料经过筛后制得，所述陶瓷生产过程包括喷雾干燥、筛粉料、陈化、储存、压机成型中至少一道工序。
优选的，所述过筛的筛网目数为20-100目。
优选的，步骤(1)中，所述溶剂包括水、乙醇、甲醇、乙二醇、丙三醇中的至少一种。
优选的，步骤(1)中，所述混合的过程还添加色料，所述色料颜色包括灰色、咖色、黑色中的至少一种。
优选的，步骤(1)中，所述压制的过程中所用的仪器为压滤机，所述压滤机为隔膜压滤机。
优选的，步骤(1)中，所述压滤机的仪器参数包括入料压力0.6-0.8MPa、挤压压力1.2-1.4MPa。压滤机的压力过低会造成滤板间跑料、滤饼水分超高或直接形不成滤饼，压力过高，容易造成滤板中部变形而损坏滤板。
优选的，步骤(1)中，所述CMC和膨润土的总质量为所述回收料质量的0.3-1.0wt％；进一步优选的，所述CMC和膨润土的总质量为所述回收料质量的0.5-0.8wt％。
优选的，所述CMC的添加量为所述回收料质量的0.1-0.3wt％；进一步优选的，所述CMC的添加量为所述回收料质量的0.1-0.2wt％。
优选的，所述膨润土的添加量为所述回收料质量的0.2-0.7wt％；进一步优选的，所述膨润土的添加量为所述回收料质量的0.4-0.6wt％。
优选的，所述三聚磷酸钠的添加量为所述回收料质量的0.03-0.2wt％；进一步优选的，所述三聚磷酸钠的添加量为所述回收料质量的0.04-0.1wt％。
有机增强剂CMC是具有足够链长的高分子聚合物，在坯体颗粒之间产生交联作用形成网状结构，使颗粒凝聚。CMC除了上述的作用之外，颗粒之间还会由于表面被高分子材料包裹，而借助于有机高分子而产生氢键作用，很大程度上进一步提高了坯体强度。膨润土的主要矿物成分蒙脱石属于典型层状结构，晶层间靠范德华力连接，结合力较小，并且硅氧四面体中Si4+的与铝氧八面体中A13+的易被其他阳离子置换，使水分子或其他极性分子容易进入晶层中间。蒙脱石的这种特殊结构决定膨润土具有良好的粘结性、可塑性、吸附性等特点，应用于陶瓷坯体中，可改善陶瓷坯体性能；单独使用CMC或膨润土，可使陶瓷砖的抗折强度提高35-40％。CMC和膨润土复合使用，可使陶瓷砖的抗折强度提高60-70％。CMC和膨润土在加入的同时会影响浆料的流动性，因此添加三聚磷酸钠改善浆料的流动性；当CMC和膨润土与三聚磷酸钠质量比为(8-9):1时，泥浆流动性达到最优值。
优选的，步骤(2)中，所述粉体的粒径为20-100目。
优选的，步骤(3)中，按照重量份计，所述粉体的添加量为10-25份，所述普通陶瓷坯体粉料的添加量为75-90份。
优选的，步骤(3)中，所述布料的形式为通体布料，所述布料的图案包括条纹图案、方格图案、圆形图案中的至少一种。
优选的，步骤(3)中，所述压制成型所用的仪器为3000-5000t压机。
优选的，步骤(3)中，所述烧制的温度为1000℃-1300℃，所述烧制的时间为40-60min；进一步优选的，所述烧制的温度为1100℃-1200℃。
优选的，步骤(3)中，所述普通陶瓷坯体粉料的原料组分包括黏土50-55wt％、石英25-30wt％、锂辉石10-15wt％、滑石1-5wt％、铝矾土3-8wt％、羧甲基纤维素0.1-0.5wt％、三聚磷酸钠0.1-0.5wt％。
本发明的第二方面提供一种所述循环利用方法所制得的陶瓷砖，所述陶瓷砖的抗折强度能够大于4.5MPa。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)在回收料压制成泥饼的过程中添加CMC、膨润土和三聚磷酸钠，使得回收料、CMC、膨润土和三聚磷酸钠减水剂之间产生相互作用，能够提高所制得的陶瓷砖的抗折强度，陶瓷砖的抗折强度能够大于4.5MPa。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
本发明中的各实施例和各对比例中的普通陶瓷坯体粉料的原料组成为黏土52.45wt％、石英27wt％、锂辉石12wt％、滑石3wt％、铝矾土5wt％、羧甲基纤维素0.3wt％、三聚磷酸钠0.25wt％。本发明中的各实施例和各对比例中的回收料的原料组成为黏土48.41wt％、石英27.9wt％、锂辉石13.6wt％、滑石5.2wt％、铝矾土4.3wt％、羧甲基纤维素0.43wt％、三聚磷酸钠0.16wt％。
实施例1
回收料的循环利用方法及由该方法所生产的陶瓷砖，循环利用方法包括以下步骤：
(1)陶瓷生产过程中所产生的多余粉料经20目筛网过筛后制得回收料；陶瓷生产过程为喷雾干燥、筛粉料、陈化、储存、压机成型工序；
(2)将回收料与相当于回收料质量的3wt％灰色色料、0.1wt％CMC、0.4wt％膨润土、0.06wt％三聚磷酸钠混合，添加适量的水制成泥浆，通过隔膜压滤机压制成泥饼，隔膜压滤机入料压力为0.6MPa，挤压压力为1.2MPa，干燥；
(3)将干燥后的泥饼打碎成粉体，粉体的粒径为60目；
(4)将粉体与普通陶瓷坯体粉料按10:90的质量比布料，形成条纹图案，经3000t压机压制成型，1190℃烧制45min，再经抛光工序，得成品陶瓷砖。
实施例2
回收料的循环利用方法及由该方法所生产的陶瓷砖，循环利用方法包括以下步骤：
(1)陶瓷生产过程中所产生的多余粉料经20目筛网过筛后制得回收料；陶瓷生产过程为喷雾干燥、筛粉料、陈化、储存、压机成型工序；
(2)将回收料与相当于回收料质量的4wt％灰色色料、0.15wt％CMC、0.5wt％膨润土、0.07wt％三聚磷酸钠混合，添加适量的水制成泥浆，通过隔膜压滤机压制成泥饼，隔膜压滤机入料压力为0.7MPa，挤压压力为1.3MPa，干燥；
(3)将干燥后的泥饼打碎成粉体，粉体的粒径为80目；
(4)将粉体与普通陶瓷坯体粉料按15:85的质量比布料，形成条纹图案，经4000t压机压制成型，1190℃烧制50min，再经抛光工序，得成品陶瓷砖。
实施例3
回收料的循环利用方法及由该方法所生产的陶瓷砖，循环利用方法包括以下步骤：
(1)陶瓷生产过程中所产生的多余粉料经20目筛网过筛后制得回收料；陶瓷生产过程为喷雾干燥、筛粉料、陈化、储存、压机成型工序；
(2)将回收料与相当于回收料质量的5wt％灰色色料、0.2wt％CMC、0.6wt％膨润土、0.1wt％三聚磷酸钠混合，添加适量的水制成泥浆，通过隔膜压滤机压制成泥饼，隔膜压滤机入料压力为0.8MPa，挤压压力为1.4MPa，干燥；
(3)将干燥后的泥饼打碎成粉体，粉体的粒径为100目；
(4)将粉体与普通陶瓷坯体粉料按25:75的质量比布料，形成条纹图案，经5000t压机压制成型，1190℃烧制1小时，再经抛光工序，得成品陶瓷砖。
对比例1
普通陶瓷砖的制备方法及由该方法所生产的陶瓷砖，制备方法包括以下步骤：
(1)将普通陶瓷粉料通过球磨、过筛、除铁、喷雾干燥等工序制备成陶瓷粉体；
(2)将陶瓷粉料布于压机底部，形成条纹图案，经3000t压机压制成型，1190℃烧制45min，再经抛光工序，得成品陶瓷砖。
对比例2
回收料的循环利用方法(步骤(2)不加添加剂)及由该方法所生产的陶瓷砖，循环利用方法包括以下步骤：
(1)陶瓷生产过程中所产生的多余粉料经20目筛网过筛后制得回收料；陶瓷生产过程为喷雾干燥、筛粉料、陈化、储存、压机成型工序；
(2)将回收料与相当于回收料质量的3wt％灰色色料混合，添加适量的水制成泥浆，通过隔膜压滤机压制成泥饼，隔膜压滤机入料压力为0.6MPa，挤压压力为1.2MPa，干燥；
(3)将干燥后的泥饼打碎成粉体，粉体的粒径为60目；
(4)将粉体与普通陶瓷坯体粉料按10:90的质量比布料，形成条纹图案，经3000t压机压制成型，1190℃烧制45min，再经抛光工序，得成品陶瓷砖。
对比例3
回收料的循环利用方法(步骤(2)将膨润土替换为CMC)及由该方法所生产的陶瓷砖，循环利用方法包括以下步骤：
(1)陶瓷生产过程中所产生的多余粉料经20目筛网过筛后制得回收料；陶瓷生产过程为喷雾干燥、筛粉料、陈化、储存、压机成型工序；
(2)将回收料与相当于回收料质量的3wt％灰色色料、0.5wt％CMC、0.06wt％三聚磷酸钠混合，添加适量的水制成泥浆，通过隔膜压滤机压制成泥饼，隔膜压滤机入料压力为0.6MPa，挤压压力为1.2MPa，干燥；
(3)将干燥后的泥饼打碎成粉体，粉体的粒径为60目；
(4)将粉体与普通陶瓷坯体粉料按10:90的质量比布料，形成条纹图案，经3000t压机压制成型，1190℃烧制45min，再经抛光工序，得成品陶瓷砖。
对比例4
普通陶瓷砖的制备方法(将普通陶瓷坯体粉料替换回收料)及由该方法所生产的陶瓷砖，制备方法包括以下步骤：
(1)将普通陶瓷坯体粉料进行筛分，制得筛分粉料；
(2)将筛分粉料与相当于筛分粉料质量的3wt％灰色色料、0.1wt％CMC、0.4wt％膨润土、0.06wt％三聚磷酸钠混合，添加适量的水制成泥浆，通过隔膜压滤机压制成泥饼，隔膜压滤机入料压力为0.6MPa，挤压压力为1.2MPa，干燥；
(3)将干燥后的泥饼打碎成粉体，粉体的粒径为60目；
(4)将粉体与普通陶瓷坯体粉料按10:90的质量比布料，形成条纹图案，经3000t压机压制成型，1190℃烧制45min，再经抛光工序，得成品陶瓷砖。
对比例5
回收料的循环利用方法(步骤(2)不加三聚磷酸钠)及由该方法所生产的陶瓷砖，循环利用方法包括以下步骤：
(1)陶瓷生产过程中所产生的多余粉料经20目筛网过筛后制得回收料；陶瓷生产过程为喷雾干燥、筛粉料、陈化、储存、压机成型工序；
(2)将回收料与相当于回收料质量的3wt％灰色色料、0.1wt％CMC、0.4wt％膨润土混合，添加适量的水制成泥浆，通过隔膜压滤机压制成泥饼，隔膜压滤机入料压力为0.6MPa，挤压压力为1.2MPa，干燥；
(3)将干燥后的泥饼打碎成粉体，粉体的粒径为60目；
(4)将粉体与普通陶瓷坯体粉料按10:90的质量比布料，形成条纹图案，经3000t压机压制成型，1190℃烧制45min，再经抛光工序，得成品陶瓷砖。
效果实施例1
将实施例1-3和对比例1-5所制得的成品陶瓷砖样品分别进行相关性能测试，其中各项性能均采用标准陶瓷砖(GB/T 4100-2015)的方法进行检测，实施例1-3和对比例1-5的陶瓷砖的抗折强度记录于表1.
表1实施例1-3和对比例1-5的陶瓷砖的抗折强度
单独使用CMC或膨润土，可使陶瓷砖的抗折强度提高35-40％。CMC和膨润土复合使用，可使陶瓷砖的抗折强度提高60-70％。CMC和膨润土在加入的同时会影响浆料的流动性，因此添加三聚磷酸钠改善浆料的流动性；当CMC和膨润土与三聚磷酸钠质量比为(8-9):1时，泥浆流动性达到最优值。
在回收料压制成泥饼的过程中添加CMC、膨润土和三聚磷酸钠，使得回收料、CMC、膨润土和三聚磷酸钠减水剂之间产生相互作用，能够提高所制得的陶瓷砖的抗折强度，陶瓷砖的抗折强度能够大于4.5MPa。
Claims (8)
1.一种回收料的循环利用方法，其特征在于，所述循环利用方法包括以下步骤：
(1)将陶瓷砖生产过程产生的回收料与添加剂、溶剂混合，制成泥浆，压制成泥饼，干燥；所述添加剂包括CMC、膨润土、三聚磷酸钠；所述CMC和膨润土的总质量为所述回收料质量的0.3-1.0wt％，所述CMC和所述膨润土的总质量与所述三聚磷酸钠的质量比为(5-10)：1；
所述回收料为在陶瓷生产过程中所产生的多余粉料经过筛后制得，所述陶瓷生产过程包括喷雾干燥、筛粉料、陈化、储存、压机成型中至少一道工序；
(2)将干燥后的所述泥饼打碎，制得粉体；
(3)将所述粉体与普通陶瓷坯体粉料混合、布料、压制成型、烧制、抛光，制得陶瓷砖。
2.根据权利要求1所述的循环利用方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合的过程还添加色料，所述色料的颜色包括灰色、咖色、黑色中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的循环利用方法，其特征在于，步骤(1)中，所述压制过程使用到压滤机，所述压滤机的仪器参数包括入料压力0.6-0.8MPa、挤压压力1.2-1.4MPa。
4.根据权利要求1所述的循环利用方法，其特征在于，步骤(2)中，所述粉体的粒径为20-100目。
5.根据权利要求1所述的循环利用方法，其特征在于，步骤(3)中，按照重量份计，所述粉体的添加量为10-25份，所述普通陶瓷坯体粉料的添加量为75-90份。
6.根据权利要求1所述的循环利用方法，其特征在于，步骤(3)中，所述烧制的温度为1000℃-1300℃、时间为40-60min。
7.根据权利要求1所述的循环利用方法，其特征在于，步骤(3)中，所述普通陶瓷坯体粉料的原料组分包括：黏土50-55wt％、石英25-30wt％、锂辉石10-15wt％、滑石1-5wt％、铝矾土3-8wt％、羧甲基纤维素0.1-0.5wt％、三聚磷酸钠0.1-0.5wt％。
8.权利要求1-7任一项所述的循环利用方法所制得的陶瓷砖，所述陶瓷砖的抗折强度大于4.5MPa。
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