CN103896556A - 利用淤泥、废陶瓷制造的新型环保节能幕墙材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用淤泥、废陶瓷制造的新型环保节能幕墙材料及其制备方法，原料包括天然陶土：25～40%、太湖淤泥：20～35%、废陶瓷粒、粉：10～20%、助熔剂：10～20%、粘结剂：1～7%。制备方式是将原料晒干或烘干，粉磨，配料及混料后，采用湿法高压真空挤出成型方式成型，经过精确的温、湿度干燥曲线干燥，再经过1160℃～1200℃的高温烧结而成。本项目对湖泊淤泥、废陶瓷的无害化处理、资源化利用，以及制成品应用于建筑具有隔音、隔热、保温、无污染、无辐射、耐寒冻、抗腐蚀、抗氧化等功能，对推动低碳经济和生态环境保护具有十分重要的意义。

Description

利用淤泥、废陶瓷制造的新型环保节能幕墙材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种新型幕墙材料，特别是一种利用淤泥、废陶瓷制造的新型环保节能幕墙材料。
背景技术
近几年，我国建筑幕墙的产量始终维持在5000万平方米/年以上的水平。建筑幕墙面板材料主要集中在玻璃、石材、金属板上，以及后来的一些人造板（如陶瓷板、微晶玻璃）。其中，玻璃幕墙、石材幕墙、金属板幕墙的使用量占总量的90％以上。在科技与文明高度发达的时代，幕墙不仅是建筑外结构护体，更是美化城市不可或缺的人文景观。近年来，具有高科技含量的，多样质面的，丰富色彩的，打破常规的新材料进入幕墙领域，为建筑增加了艺术气息。
陶土板就是这样一种新型环保节能的幕墙材料。陶土板又称之陶土板，是以天然陶土为主要原料，不添加任何其它成分，经过高压挤出成型、低温干燥并经过1200℃-1250℃的高温烧制而成，具有绿色环保、无辐射、色泽温和、不会带来光污染等特点。
1985年第一个陶土板项目在德国慕尼黑落成，长期以来中国的陶土板市场完全依赖海外进口，从2006年开始，中国开始自行研发陶土板，国内也陆续有企业上陶土板生产线，到目前为止，共有11家陶土板生产企业。陶土板经过三、四年的推广，已得到大量应用。陶土板以其绿色环保、无辐射、色泽温和、不易带来光污染等特点，兼具保温节能、隔音降噪、防潮等功效，充份体现了生态环保特点，迎合了当代主题，同时在规格、颜色和形式上也给设计师提供了很大的选择余地与创造空间，而以上这些是石材幕墙、玻璃幕墙无法做到的，从而它一出现就轻松地在建筑幕墙产品中占据了一席之地。
陶土板的兴起带来了对天然陶土的大量需求，然而陶土资源毕竟是有限的，且开采陶土必然带来对自然的破坏，另一方面我国每年产生大量的废旧陶瓷，河道及湖泊中也有大量的淤泥清理出，而淤泥和废陶瓷经过本发明的处理，可以生产出合格的陶土板。国内现行淤泥和废陶瓷处理的方法是采取填埋的方法弃置，不仅处理费用昂贵，且浪费了资源。如何实现废物利用，变废为宝，以适应中国现行强调资源再生，资源利用的时代背景，是相关领域技术人员不变的追求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用淤泥、废陶瓷制造的环保节能幕墙材料及其制备方法，该方法生产的陶土板不仅实现了变废为宝，有效利用了资源，且生产出的陶土板完全达到国家标准。
本发明所述的一种利用淤泥、废陶瓷制造的新型环保节能幕墙材料，其原料包括天然陶土：25～40%、太湖淤泥：20～35%、废陶瓷粒、粉：10～20%、助熔剂：10～20%、粘结剂：1～7%，以上配比均为重量比。
所述助熔剂为100目下的钾长石粉或钠长石粉或锂长石粉。
此外，本发明还提供了该新型环保节能幕墙材料的制备方法，其包括以下步骤：
⑴原材料晒干：将天然陶土、太湖淤泥晒干或烘干至水份小于等于4%；
⑵原材料粉磨加工：将天然陶土、太湖淤泥加工成100目以下细度的粉料，把废陶瓷加工成16-24目的颗粒或24目下的粉料；
⑶配料及混料：将天然陶土、太湖淤泥、废陶瓷、助熔剂、粘结剂按照上述重量比称取，先干混均匀，然后加水搅拌，具体加水量以将搅拌后的泥料的水份控制在16.5%～17.5%为准，再将搅拌好的泥料通过圆盘筛造粒机制成粒径为1-3cm的颗粒；
⑷陈腐：将搅拌好的泥料陈腐18-30小时，泥料陈腐的主要作用：经过粗练或真空练泥的泥料在一定的温度和潮湿的环境中放置一段时间，这个过程称为陈腐或闷料。陈腐的主要作用是:
1.通过毛细管的作用使泥料中水分更加均匀分布。
2.粘土和淤泥颗粒充分水化和进行离子交换，一些硅酸盐矿物(如白云母，绿泥右和未风化的长石等)长期与水接触发生水解转变为粘土物质，从而提高可塑性。
3.增加腐植酸物质的含量，改善淤泥的粘性，提高成型性能。
4.发生一些氧化与还原反应使泥料松散而均匀。
⑸成型：采用湿法高压真空挤出成型方式挤制坯体；
⑹干燥：采用精确的温、湿度将坯体干燥至水份低于1%；
⑺烧成：将干燥好的坯体转运到烧成窑中，在1160℃～1200℃温度下烧成；
⑻分选、切割：将烧成好的半成品进行分选后切割成所需的规格尺寸；
⑼检验、包装：对切割好的半成品进行检验，抽检合格后进行包装；即得成品。
作为改进，还可以将整个生产过程中产生的废砖、废坯收集起来，重复步骤⑴～⑼进行再利用。
所述步骤6）是采用三层干燥窑进行干燥，干燥曲线见下表：
三层干燥窑干燥曲线
步骤7）中烧成窑为连续式节能型辊道窑，其烧成温度为：
本发明的有益效果：
1、经济效益分析
经测算，若陶土板年生产能力200万平方米，按现行价格计算，年销售收入2.4亿元，利润4800万元，上缴税金2700万元。
2、社会效益：
①如实现上述生产能力，达产年份年利用淤泥4～5万吨，废陶瓷1～1.5万吨。轮番使用太湖清淤充填区域淤积的土体，为太湖清淤提供固定的淤泥充填区域，减少了清淤占用大片良田土地，避免了清淤对环湖生态或水系产生二次龟面影响，节约了湖泊淤泥处理开支。
②从企业自身做起，建立内部小循环，工业废料全部回收利用建好内部小循环，可以实现零排放。
③项目实施可新增50～80名劳动力就业。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步详细描述，以下实施例的组份均为重量比：
实施例1
⑴原材料晒干：将天然陶土、太湖淤泥晒干或烘干至水份小于等于4%；
⑵原材料粉磨加工：将天然陶土、太湖淤泥加工成100目以下细度的粉料，把废陶瓷加工成16-24目的颗粒或24目下的粉料；
⑶配料及混料：将27%天然陶土、35%太湖淤泥、15%废陶瓷粒、粉、20%的100目下的钾长石粉、3%粘结剂先干混均匀，然后加水搅拌，搅拌后的泥料的水份控制在16.5%～17.5%，再将搅拌好的泥料通过圆盘筛造粒机制成粒径为2cm的颗粒；
⑷陈腐：将搅拌好的泥料陈腐18小时，
⑸成型：采用湿法高压真空挤出成型方式挤制坯体；
⑹干燥：采用精确的温、湿度将坯体干燥至水份低于1%；
⑺烧成：将干燥好的坯体转运到烧成窑中，在1160℃～1200℃温度下烧成；
⑻分选、切割：将烧成好的半成品进行分选后切割成所需的规格尺寸；
⑼检验、包装：对切割好的半成品进行检验，抽检合格后进行包装；即得成品。
实施例2
⑴原材料晒干：将天然陶土、太湖淤泥晒干或烘干至水份小于等于4%；
⑵原材料粉磨加工：将天然陶土、太湖淤泥加工成100目以下细度的粉料，把废陶瓷加工成16-24目的颗粒或24目下的粉料；
⑶配料及混料：将40%天然陶土、28%太湖淤泥、20%废陶瓷粒、粉、10%的100目下的钠长石粉、2%粘结剂先干混均匀，然后加水搅拌，搅拌后的泥料的水份控制在16.5%～17.5%，再将搅拌好的泥料通过圆盘筛造粒机制成粒径为3cm的颗粒；
⑷陈腐：将搅拌好的泥料陈腐24小时，
⑸成型：采用湿法高压真空挤出成型方式挤制坯体；
⑹干燥：采用精确的温、湿度将坯体干燥至水份低于1%；
⑺烧成：将干燥好的坯体转运到烧成窑中，在1160℃～1200℃温度下烧成；
⑻分选、切割：将烧成好的半成品进行分选后切割成所需的规格尺寸；
⑼检验、包装：对切割好的半成品进行检验，抽检合格后进行包装；即得成品。
实施例3
⑴原材料晒干：将天然陶土、太湖淤泥晒干或烘干至水份小于等于4%；
⑵原材料粉磨加工：将天然陶土、太湖淤泥加工成100目以下细度的粉料，把废陶瓷加工成16-24目的颗粒或24目下的粉料；
⑶配料及混料：将34%天然陶土、22%太湖淤泥、12%废陶瓷粒、粉、15%的100目下的锂长石粉、7%粘结剂先干混均匀，然后加水搅拌，搅拌后的泥料的水份控制在16.5%～17.5%，再将搅拌好的泥料通过圆盘筛造粒机制成粒径为1cm的颗粒；
⑷陈腐：将搅拌好的泥料陈腐30小时，
⑸成型：采用湿法高压真空挤出成型方式挤制坯体；
⑹干燥：采用精确的温、湿度将坯体干燥至水份低于1%；
⑺烧成：将干燥好的坯体转运到烧成窑中，在1160℃～1200℃温度下烧成；
⑻分选、切割：将烧成好的半成品进行分选后切割成所需的规格尺寸；
⑼检验、包装：对切割好的半成品进行检验，抽检合格后进行包装；即得成品。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种利用淤泥、废陶瓷制造的新型环保节能幕墙材料，其特征在于原料包括天然陶土：25～40%、太湖淤泥：20～35%、废陶瓷粒、粉：10～20%、助熔剂：10～20%、粘结剂：1～7%，以上配比均为重量比。
2.根据权利要求1所述的新型环保节能幕墙材料的制备方法，其特征在于，所述助熔剂为100目下的钾长石粉或钠长石粉或锂长石粉。
3.权利要求1所述新型环保节能幕墙材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
⑴原材料晒干：将天然陶土、太湖淤泥晒干或烘干至水份小于等于4%；
⑵原材料粉磨加工：将天然陶土、太湖淤泥加工成100目以下细度的粉料，把废陶瓷加工成16-24目的颗粒或24目下的粉料；
⑶配料及混料：将天然陶土、太湖淤泥、废陶瓷、助熔剂、粘结剂按照上述重量比称取，先干混均匀，然后加水搅拌，具体加水量以将搅拌后的泥料的水份控制在16.5%～17.5%为准，再将搅拌好的泥料通过圆盘筛造粒机制成粒径为1-3cm的颗粒；
⑷陈腐：将搅拌好的泥料陈腐18-30小时，
⑸成型：采用湿法高压真空挤出成型方式挤制坯体；
⑹干燥：采用精确的温、湿度将坯体干燥至水份低于1%；
⑺烧成：将干燥好的坯体转运到烧成窑中，在1160℃～1200℃温度下烧成；
⑻分选、切割：将烧成好的半成品进行分选后切割成所需的规格尺寸；
⑼检验、包装：对切割好的半成品进行检验，抽检合格后进行包装；即得成品。
4.根据权利要求3所述的新型环保节能幕墙材料的制备方法，其特征在于，将整个生产过程中产生的废砖、废坯收集起来，重复步骤⑴～⑼进行再利用。
5.根据权利要求3或4所述的新型环保节能幕墙材料的制备方法，其特征在于，所述助熔剂为100目下的钾长石粉或钠长石粉或锂长石粉。
6.根据权利要求3或4所述的新型环保节能幕墙材料的制备方法，其特征在于，步骤3）所述助熔剂为100目下的钾长石粉或钠长石粉或锂长石粉。
7.根据权利要求3或4所述的新型环保节能幕墙材料的制备方法，其特征在于，步骤6）中是采用三层干燥窑进行干燥，干燥曲线见下表：
三层干燥窑干燥曲线
Figure FDA0000472095200000011
Figure FDA0000472095200000021
8.根据权利要求3或4所述的新型环保节能幕墙材料的制备方法，其特征在于，步骤7）中烧成窑为连续式节能型辊道窑，其烧成温度为
Figure FDA0000472095200000022
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