CN103819176A - 一种低成本高强度陶瓷地砖的制备工艺 - Google Patents

一种低成本高强度陶瓷地砖的制备工艺 Download PDF

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本发明涉及一种低成本高强度陶瓷地砖的制造工艺，包括以下步骤：（1）、按照重量百分比取钢渣30～40%、拜耳法赤泥40～55%以及滑石20～30%，备用；（2）、将钢渣经过破碎机粗碎成10mm以下的颗粒；（3）、将钢渣颗粒以及拜耳法赤泥和滑石分别用球磨机球磨8h，过250目筛；（4）、将过筛后的原料放入在三维立体混料机中混合10h；（5）、在混合料中加入水，用油压机在25MPa压力下，制得生坯，然后将烘干的生坯试样置入马弗炉内进行焙烧得到陶瓷地砖成品。本发明的陶瓷地砖以赤泥、钢渣为主要原料，替代了较为昂贵和稀缺的优质高岭土，可减轻我国陶瓷行业对高岭土的依赖，缓解工业快速发展带来的优质高岭土匮乏的危机。

Description

一种低成本高强度陶瓷地砖的制备工艺
技术领域
本发明涉及陶瓷地砖制造技术领域，具体涉及一种低成本高强度陶瓷地砖的制造工艺。
背景技术
在我国，钢渣产生率约为粗钢量的10%左右，我国每年粗钢产量已接近8亿吨，大量钢渣作为废弃物遗弃，不仅占用良田，还污染了环境。目前钢渣综合利用主要在以下几个领域：返回冶金再用；作水泥；作筑路与回填工程材料；作农肥和酸性土壤的改良剂；用于废水处理等。但是，由于钢渣理化性能的特点制约了钢渣的再利用，譬如，渣中的磷限制了返回冶金的量，渣中游离氧化钙在道路工程中受到很大的影响。在拜耳法氧化铝生产过程中，铝土矿经强碱溶液高温高压浸出时产生的固体废弃物叫赤泥。我国每年赤泥排放量已接近700万吨，目前赤泥的综合利用主要在以下几个领域：利用赤泥中硅、钙生产硅钙肥；水泥和路面材料。赤泥成分变动大，有害成分多且难以控制，因此赤泥的回收和再利用一直处在实验室研究阶段。随着建筑陶瓷工业的迅猛发展，我国陶瓷砖年产量已接近40亿m2，传统陶瓷砖以优质高岭土为主要原料，越来越多的高岭土应用于造纸工业，使得陶瓷砖的工业原料十分缺乏。另外，当前我国面临的能源形势十分严峻，降低烧成温度可实现陶瓷地砖低碳生产。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种低成本高强度陶瓷地砖的制造工艺，该陶瓷地砖制造工艺以冶金工业废弃物为主要原料，生产成本较低且制得的地砖强度较高。
    本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种低成本高强度陶瓷地砖的制造工艺，包括以下步骤：
    （1）、按照重量百分比取钢渣30～40%、拜耳法赤泥40～55%以及滑石20～30%，备用；
（2）、将钢渣经过破碎机粗碎成10mm以下的颗粒；
（3）、将步骤（2）破碎过的钢渣颗粒以及步骤（1）取的拜耳法赤泥和滑石分别用球磨机球磨8h，拜耳法赤泥和滑石球磨后过250目筛，钢渣球磨后用磁棒在经过球墨后的钢渣中来回多次除去钢渣中的铁和四氧化三铁，然后再过250目筛；
（4）、将步骤（3）过筛后的原料放入在三维立体混料机中混合10h，得到混合料，备用；
（5）、在混合料中加入水，用油压机在25MPa压力下，制得生坯，然后将烘干的生坯试样置入马弗炉内按下列几个阶段进行焙烧：
25～500℃，升温速率为3℃/min；
500℃保温60min；
500～700℃，升温速率为2℃/min；
700℃保温60min；
700～900℃，升温速率为2℃/min；
900℃保温60min；
900～1130℃，升温速率为2℃/min；
1130℃保温60min；
1130～800℃，降温速率为0.8℃/min；
800～350℃，自然降温，降至250-350℃时出炉即可得到成品。
有益效果
1、本发明的陶瓷地砖以赤泥、钢渣为主要原料，替代了较为昂贵和稀缺的优质高岭土，可减轻我国陶瓷行业对高岭土的依赖，缓解工业快速发展带来的优质高岭土匮乏的危机。
2、本发明的陶瓷地砖原料包含简单氧化物和复杂氧化物（两两氧化物或者多个氧化物结合而成）。钢渣中复杂氧化物在形成时已经吸收了大量潜热，本发明陶瓷地砖烧成过程中利用了该部分潜热，降低了主晶相透辉石的形成温度，比原陶瓷地砖烧成温度降低了100℃，实现了陶瓷地砖低碳生产，节约了能源。
    3、本发明制得的陶瓷地砖抗弯强度达到110MPa，显气孔率低于0.6%，吸水率低于0.05%，可溶性铬含量为3.22mg·kg-1，铬离子有效的固溶在陶瓷坯体中。
具体实施方式
    一种低成本高强度陶瓷地砖的制造工艺，包括以下步骤：
    （1）、按照重量百分比取钢渣30～40%、拜耳法赤泥40～55%以及滑石20～30%，备用；
（2）、将钢渣经过破碎机粗碎成10mm以下的颗粒；
（3）、将步骤（2）破碎过的钢渣颗粒以及步骤（1）取的拜耳法赤泥和滑石分别用球磨机球磨8h，拜耳法赤泥和滑石球磨后过250目筛，钢渣球磨后用磁棒在经过球墨后的钢渣中来回多次除去钢渣中的铁和四氧化三铁，然后再过250目筛；
（4）、将步骤（3）过筛后的原料放入在三维立体混料机中混合10h，得到混合料，备用；
（5）、在混合料中加入水，用油压机在25MPa压力下，制得生坯，然后将烘干的生坯试样置入马弗炉内按下列几个阶段进行焙烧：
25～500℃，升温速率为3℃/min；
500℃保温60min；
500～700℃，升温速率为2℃/min；
700℃保温60min；
700～900℃，升温速率为2℃/min；
900℃保温60min；
900～1130℃，升温速率为2℃/min；
1130℃保温60min；
1130～800℃，降温速率为0.8℃/min；
800～350℃，自然降温，降至250-350℃时出炉即可得到成品。
以下是本发明的具体实施例：
实施例1
    一种低成本高强度陶瓷地砖的制造工艺，包括以下步骤：
    （1）、按照重量百分比取钢渣30%、拜耳法赤泥50%以及滑石20%，备用；
（2）、将钢渣经过破碎机粗碎成10mm以下的颗粒；
（3）、将步骤（2）破碎过的钢渣颗粒以及步骤（1）取的拜耳法赤泥和滑石分别用球磨机球磨8h，拜耳法赤泥和滑石球磨后过250目筛，钢渣球磨后用磁棒在经过球墨后的钢渣中来回多次除去钢渣中的铁和四氧化三铁，然后再过250目筛；
（4）、将步骤（3）过筛后的原料放入在三维立体混料机中混合10h，得到混合料，备用；
（5）、在混合料中加入水，用油压机在25MPa压力下，制得生坯，然后将烘干的生坯试样置入马弗炉内按下列几个阶段进行焙烧：
25～500℃，升温速率为3℃/min；
500℃保温60min；
500～700℃，升温速率为2℃/min；
700℃保温60min；
700～900℃，升温速率为2℃/min；
900℃保温60min；
900～1130℃，升温速率为2℃/min；
1130℃保温60min；
1130～800℃，降温速率为0.8℃/min；
800～350℃，自然降温，降至250-350℃时出炉即可得到成品。
对得到的陶瓷地砖按照GB-T 3810.3的测试方法进行检测：抗弯强度112MPa，吸水率0.03%，显气孔率0.6%，磨损体积110mm2，破坏强度3500.3 N，光泽度66，陶瓷样品全项性能检测均符合国家标准。
实施例2
    一种低成本高强度陶瓷地砖的制造工艺，包括以下步骤：
    （1）、按照重量百分比取钢渣40%、拜耳法赤泥40%以及滑石20%，备用；
（2）、将钢渣经过破碎机粗碎成10mm以下的颗粒；
（3）、将步骤（2）破碎过的钢渣颗粒以及步骤（1）取的拜耳法赤泥和滑石分别用球磨机球磨8h，拜耳法赤泥和滑石球磨后过250目筛，钢渣球磨后用磁棒在经过球墨后的钢渣中来回多次除去钢渣中的铁和四氧化三铁，然后再过250目筛；
（4）、将步骤（3）过筛后的原料放入在三维立体混料机中混合10h，得到混合料，备用；
（5）、在混合料中加入水，用油压机在25MPa压力下，制得生坯，然后将烘干的生坯试样置入马弗炉内按下列几个阶段进行焙烧：
25～500℃，升温速率为3℃/min；
500℃保温60min；
500～700℃，升温速率为2℃/min；
700℃保温60min；
700～900℃，升温速率为2℃/min；
900℃保温60min；
900～1130℃，升温速率为2℃/min；
1130℃保温60min；
1130～800℃，降温速率为0.8℃/min；
800～350℃，自然降温，降至250-350℃时出炉即可得到成品。
实施例3
    一种低成本高强度陶瓷地砖的制造工艺，包括以下步骤：
    （1）、按照重量百分比取钢渣35%、拜耳法赤泥40%以及滑石25%，备用；
（2）、将钢渣经过破碎机粗碎成10mm以下的颗粒；
（3）、将步骤（2）破碎过的钢渣颗粒以及步骤（1）取的拜耳法赤泥和滑石分别用球磨机球磨8h，拜耳法赤泥和滑石球磨后过250目筛，钢渣球磨后用磁棒在经过球墨后的钢渣中来回多次除去钢渣中的铁和四氧化三铁，然后再过250目筛；
（4）、将步骤（3）过筛后的原料放入在三维立体混料机中混合10h，得到混合料，备用；
（5）、在混合料中加入水，用油压机在25MPa压力下，制得生坯，然后将烘干的生坯试样置入马弗炉内按下列几个阶段进行焙烧：
25～500℃，升温速率为3℃/min；
500℃保温60min；
500～700℃，升温速率为2℃/min；
700℃保温60min；
700～900℃，升温速率为2℃/min；
900℃保温60min；
900～1130℃，升温速率为2℃/min；
1130℃保温60min；
1130～800℃，降温速率为0.8℃/min；
800～350℃，自然降温，降至250-350℃时出炉即可得到成品。

Claims (1)

1.一种低成本高强度陶瓷地砖的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、按照重量百分比取钢渣30～40%、拜耳法赤泥40～55%以及滑石20～30%，备用；
（2）、将钢渣经过破碎机粗碎成10mm以下的颗粒；
（3）、将步骤（2）破碎过的钢渣颗粒以及步骤（1）取的拜耳法赤泥和滑石分别用球磨机球磨8h，拜耳法赤泥和滑石球磨后过250目筛，钢渣球磨后用磁棒在经过球墨后的钢渣中来回多次除去钢渣中的铁和四氧化三铁，然后再过250目筛；
（4）、将步骤（3）过筛后的原料放入在三维立体混料机中混合10h，得到混合料，备用；
（5）、在混合料中加入水，用油压机在25MPa压力下，制得生坯，然后将烘干的生坯试样置入马弗炉内按下列几个阶段进行焙烧：
25～500℃，升温速率为3℃/min；
500℃保温60min；
500～700℃，升温速率为2℃/min；
700℃保温60min；
700～900℃，升温速率为2℃/min；
900℃保温60min；
900～1130℃，升温速率为2℃/min；
1130℃保温60min；
1130～800℃，降温速率为0.8℃/min；
800～350℃，自然降温，降至250-350℃时出炉即可得到成品。
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