CN103360034B - 一种干挂空心陶瓷板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种干挂空心陶瓷板，其特征在于其原料组份及各组份占原料总量的质量百分量分别为：铅锌尾矿35～50%、页岩50%～65%。经混合料配置、成型、干燥、切割和烧成后制得，本发明工艺简单易操作，不仅可以有效大量消纳铅锌矿选尾矿、缓解环境压力，节约正日益匮乏的优质陶瓷资源；同时可以降低干挂空心陶瓷板的生产能耗而降低生产成本；还可以因尾矿使用量超30%，享受相关税收优惠政策，提高产品竞争力。

Description

一种干挂空心陶瓷板及其制备方法
技术领域
本发明属于无机固体废弃物资源化利用领域，本发明适用于铅锌尾矿综合利用，具体说是一种利用Si、Al含量低的铅锌尾矿作为原料制得的干挂空心陶瓷板及其制备方法。
背景技术
干挂空心陶瓷板是一种具有保温性能的新型幕墙材料。因其色调自然、强度高、耐久性好、与建筑同寿命等优点而广受青睐。目前，生产干挂空心陶瓷板所采用的主要原料是页岩、长石、高岭土及少量低质量陶瓷原料，其原料组成较复杂。
铅锌尾矿是铅锌矿经选矿后排出的粉状废渣，一般中等规模的铅锌选矿厂年排放尾矿量在10～30万吨左右。铅锌尾矿一般采取堆场堆放的方式，不仅占用大量农田，还对附近的河流和环境造成污染。因此，探寻可以有效消纳且资源化利用铅锌尾矿的途径已迫在眉睫。
铅锌尾矿主要成分是以硅、铝、钙、镁为主的硅酸盐矿物，可以作为硅酸盐制品的原料加以利用。但是铅锌矿成因复杂，生长环境不同造成铅锌矿与伴生矿种类差异较大。不同地质条件、不同地域的铅锌矿产生的尾矿成分差异较大。福建区域的铅锌尾矿利用开展工作。其矿物组成主要是石英、云母、透闪石、绿泥石、长石、黄铁矿（FeS2）、钙铁辉石（CaFe[Si2O6]），其中钙铁辉石、长石、云母、绿泥石、黄铁矿等物相含量之和超过70%、尾矿石英含量不足20%。
中国专利CN101973756A公开了一种煤矸石和建筑垃圾空心陶瓷保温板及制作方法。其主要技术特点是以煤矸石和建筑垃圾为主要原料制备陶瓷中孔薄板，其中配方中使用5～10%的尾矿渣，尾矿的利用率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种在建筑物上具有装饰效果和保温性能优异的干挂空心陶瓷板。该干挂空心陶瓷板以具有铝含量低、钙铁含量高、无塑性等特点的铅锌尾矿作为主要原料，可以大宗消纳尾矿，减少环境污染。本发明还有一目的是提供上述干挂空心陶瓷板的制备方法，该方法是一种工艺简单、成本低廉的铅锌尾矿资源再利用技术。
本发明的技术思路：1、利用铅锌尾矿中含有Si、Al、Ca、Mg等组分的硅酸盐矿物作为陶瓷原料组分，可以有效减少优质陶瓷原料的使用；2、利用铅锌尾矿中含有的K、Na、Zn及其他少量稀有金属组分的溶剂矿物，可以有效降低陶瓷煅烧成型的温度，从而降低产品能耗；3、利用铅锌尾矿中含有的Fe、Ti、V等组分可以获得一般陶瓷原料难以获得的制品颜色；4、通过掺加部分粘土，不仅弥补铅锌尾矿无塑性的缺陷，且改善原料各组分比例使得符合陶瓷原料配方要求。
本发明的技术方案为：一种干挂空心陶瓷板，其特征在于其原料组份及各组份占原料总量的质量百分量分别为：铅锌尾矿35～50%、页岩50%～65%。本发明优选福建地区的铅锌尾矿。
本发明还提供了干挂空心陶瓷板的制备方法，其具体步骤为：
第一步：混合料配置
将铅锌尾矿、页岩按比例放入球磨机中，再加入水进行球磨，磨细并过150目方孔筛后干燥，然后再磨细并过60目方孔筛，取筛下粉料备用；
第二步：成型
将粉料加入水揉练成料块，陈腐32～76小时后，使用挤出机挤出成型；
第三步：干燥
将挤出成型后的湿坯进行烘干；优选干燥温度为120±5℃，干燥至坯体含水率≤1%；
第四步：切割
将干燥的干坯切割成需要的规格；
第五步：烧成
经切割好的干坯放入窑中，以5～10℃/min的升温速率升温，并于1100～1200℃保温20～40min达到烧结，冷却后出窑，得到可替代传统陶瓷原料制备的干挂空心陶瓷板。
有益效果：本发明工艺简单易操作，不仅可以有效大量消纳铅锌矿选尾矿、缓解环境压力，节约正日益匮乏的优质陶瓷资源；同时可以降低干挂空心陶瓷板的生产能耗而降低生产成本；还可以因尾矿使用量超30%，享受相关税收优惠政策，提高产品竞争力。
附图说明
图1为本发明制备干挂空心陶瓷板的工艺流程图。
具体实施方式
下面具体说明本发明的实施方式。
实施例1：该区域福建（丁家山）铅锌尾矿的主要化学组成见表1，利用该铅锌尾矿结合图1，按照表2配方配料。
表1尾矿的主要化学组成wt%
SiO2 Al2O3 CaO MgO K2O Na2O Fe2O3 TiO2
34.39 3.91 7.45 1.36 0.58 0.19 13.26 0.56
表2实施例1混合料配合比
原料类型 铅锌尾矿 页岩
重量公斤 50 50
重量比例 1 1
第一步：混合料制备
将铅锌尾矿50公斤、页岩50公斤和适量的水放入球磨机中球磨，待物料混合均匀、可以通过150目方孔筛，停止搅拌并干燥。然后再粉磨到可以通过60目方孔筛，取筛下粉料待用；
第二步：成型
将混合料加入拌合水揉练成料块，陈腐36小时后，使用挤出机挤出成型；
第三步：干燥
将挤出成型后的湿坯进行烘干（干燥温度为120±5℃）至坯体含水率≤1%；
第四步：切割
将干燥的干坯切割成需要的规格；
第五步：烧成
经切割好的干坯，放入窑中，以10℃/min的升温速率升温，于1120℃保温35min达到烧结。冷却后出窑，得到可替代传统陶瓷原料制备的干挂空心陶瓷板。
实施例2：该区域福建（丰源）铅锌尾矿的主要化学组成见表3，利用该铅锌尾矿结合图1，按照表4配方配料。
表3尾矿的主要化学组成wt%
SiO2 Al2O3 CaO MgO K2O Na2O Fe2O3 TiO2
41.0 5.67 5.3 3.24 0.8 1.0 15.12 0.73
表4实施例2混合料配合比
原料类型 铅锌尾矿 页岩
重量公斤 45 55
重量比例 1 1.22
第一步：混合料制备
将铅锌尾矿45公斤、页岩55公斤和适量的水放入球磨机中球磨，待物料混合均匀、可以通过150目方孔筛，停止搅拌并干燥。然后再粉磨到可以通过60目方孔筛，取筛下粉料待用；
第二步：成型
将混合料加入拌合水揉练成料块，陈腐48小时后，使用挤出机挤出成型；
第三步：干燥
将挤出成型后的湿坯进行烘干（干燥温度为120±5℃）至坯体含水率≤1%；
第四步：切割
将干燥的干坯切割成需要的规格；
第五步：烧成
经切割好的干坯放入窑中，以8℃/min的升温速率升温到1168℃保温28min达到烧结。冷却后出窑，得到可替代传统陶瓷原料制备的干挂空心陶瓷板。
实施例3：该区域福建（谢坑）铅锌尾矿的主要化学组成见表5，利用该铅锌尾矿结合图1，按照表6配方配料。
表5尾矿的主要化学组成wt%
SiO2 Al2O3 CaO MgO K2O Na2O Fe2O3 TiO2
47.12 0.99 9.91 0.73 0.13 0.17 18.85 0.13
表6实施例3混合料配合比
原料类型 铅锌尾矿 页岩
重量公斤 35 65
重量比例 1 1.86
第一步：混合料制备
将铅锌尾矿35公斤、页岩65公斤和适量水放入球磨机中球磨，待物料混合均匀、可以通过150目方孔筛，停止搅拌并干燥。然后再粉磨到可以通过60目方孔筛，取筛下粉料待用；
第二步：成型
将混合料加入拌合水揉练成料块，陈腐76小时后，使用挤出机挤出成型；
第三步：干燥
将挤出成型后的湿坯进行烘干（干燥温度为120±5℃）至坯体含水率≤1%；
第四步：切割
将干燥的干坯切割成需要的规格；
第五步：烧成
经切割好的干坯放入窑中，以5℃/min的升温速率升温到1190℃保温40min达到烧结。冷却后出窑，得到可替代传统陶瓷原料制备的干挂空心陶瓷板。
表7干挂空心陶瓷板的吸水率
实施例序号 实施例1 实施例2 实施例3 备注
吸水率E% 6.2 7.9 9.3
其余性能指标符合国家标准《GB/T27972－2011干挂空心陶瓷板》要求。

Claims (1)

1.一种制备干挂空心陶瓷板的方法，其具体步骤为：
第一步：混合料配置
将铅锌尾矿、页岩按比例放入球磨机中，再加入水进行球磨，磨细并过150目方孔筛后干燥，然后再磨细并过60目方孔筛，取筛下粉料备用；其中原料组份及各组份占原料总量的质量百分量分别为：铅锌尾矿35～50％、页岩50％～65％；
第二步：成型
将粉料加入水揉练成料块，陈腐32～76小时后，使用挤出机挤出成型；
第三步：干燥
将挤出成型后的湿坯进行烘干；
第四步：切割
将干燥的干坯切割成需要的规格；
第五步：烧成
经切割好的干坯放入窑中，以5～10℃/min的升温速率升温，并于1100～1200℃保温20～40min达到烧结，冷却后出窑，得到可替代传统陶瓷原料制备的干挂空心陶瓷板。
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