CN105645911A - 一种利用工业废弃物制备的免烧陶瓷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用工业废弃物制备的免烧陶瓷，其特征在于，由以下重量份的组分制备得到：氧化镁20-30份，菱镁矿渣15-25份、氯化镁12-20份、粉煤灰10-20份、硅藻土10-16份、脱硫石膏6-12份、植物纤维4-8份、硅溶胶3-6份、水15-25份。本发明选用了菱镁矿渣、粉煤灰、脱硫石膏等工业废弃物，充分发挥不同固体废物之间的协同作用，生产得到符合国家标准的免烧陶瓷材料，不仅可实现工业固体废物的综合利用，还能减少固废排放对环境的污染，提高经济效益；采用独特的原料科学配制，生产工艺简单、制作成本低，所得免烧陶瓷产品，不会发生微区破裂和弯曲现象。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种陶瓷制品及其制备方法，具体涉及一种利用工业废弃物制备的免烧陶瓷及其制备方法。
背景技术
人们所熟悉的陶瓷制品，其制作过程中一般需要经过高温烧结，其制作工艺复杂，且需消耗一定的能源，因而其生产成本较高，且对环境造成污染。传统的制备方法不仅工序繁琐，而且要消耗大量能源，污染环境，致使成本增加，投资居高不下。尽管根据原料的不同烧结温度有微小变化，但烧结工艺通常要求1000-2000℃的高温。采用传统烧结工艺制成陶瓷制品不仅成本高，而且用途有限，这是因为其隔热性能和经济效率大大低于普通的热绝缘材料。
粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气;若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。
脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏，主要成分和天然石膏一样，为二水硫酸钙CaSO4.2H2O，含量≥93%。脱硫石膏是燃煤或油的工业企业在治理烟气中的二氧化硫后而得到的工业副产石膏，其加工利用的意义非常重大。它不仅有力地促进了国家环保循环经济的进一步发展，而且还大大降低了矿石膏的开采量，保护了资源。
在全世界能源和自然资源保护日益重要的背景下，随着产业政策的调整和环境保护意识的提高，工业废弃物的利用也呈现上升趋势，大多数国家对工业废弃物在施工过程中具有的经济、环境和技术方面的优势表现出积极的兴趣，许多工业废弃物被证明可以被循环利用，成为发展循环经济和可持续发展的动力。
发明内容
本发明的目的在于充分利用现有资源，选用多种工业废料作为生产原料，提供一种不需高温烧结、工序非常简单、制作容易、无污染、成本低、投资小的免烧陶瓷及其制备方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种利用工业废弃物制备的免烧陶瓷，其特征在于，由以下重量份的组分制备得到：氧化镁20-30份，菱镁矿渣15-25份、氯化镁12-20份、粉煤灰10-20份、硅藻土10-16份、脱硫石膏6-12份、植物纤维4-8份、硅溶胶3-6份、水15-25份。
优选的，由以下重量份的组分制备得到：氧化镁25份，菱镁矿渣20份、氯化镁16份、粉煤灰15份、硅藻土13份、脱硫石膏9份、植物纤维6份、硅溶胶5份、水20份。
优选的，所述植物纤维源于亚麻、大麻、黄麻、槿麻、苎麻中的一种或多种。
一种上述利用工业废弃物制备的免烧陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）按上述各组分配比称重备用，将菱镁矿渣、氧化镁、粉煤灰、硅藻土、脱硫石膏、植物纤维在搅拌机中混合搅拌3-8分钟；（2）将氯化镁、硅溶胶混于水中搅拌均匀得混合液，将该混合液加入到步骤（1）的搅拌机，继续搅拌3-8分钟，得混合均匀的浆料；（3）将浆料注入到模具中，在通风处自然固化，固化3-10小时后脱模即可。
优选的，步骤（1）和步骤（2）中的搅拌时间均为5分钟。
优选的，固化时间为6小时。
本发明具有的优点和积极效果是：
（1）本发明选用了菱镁矿渣、粉煤灰、脱硫石膏等工业废弃物，充分发挥不同固体废物之间的协同作用，生产得到符合国家标准的免烧陶瓷材料，不仅可实现工业固体废物的综合利用，还能减少固废排放对环境的污染，提高经济效益；
（2）本发明提供的免烧陶瓷，采用独特的原料科学配制，生产工艺简单、制作成本低，不会发生微区破裂和弯曲现象，且对环境无任何污染，并可根据不同的模具制作不同的工艺制品，如小陶瓷玩具、佛像、装饰建筑材料等，不需高温烧结从而可以节省大量能源、成本低、投资小；
（3）本发明所用硅藻土是由硅藻类单细胞生物经过沉积并经亿万年的矿化后形成硅藻矿物，含有丰富的二氧化硅，具有微细多孔的特点，是轻质天然的矿物质，将其应用到本发明中，与其他组分搭配，可自动调节环境的干湿度，当空气中水蒸气量大时，湿气可通过毛细孔将水气吸收进陶瓷材料中，当空气太干燥时，又可将储存的湿气释放出来，由此达到调节环境干湿度的效果；
（4）本发明所用菱镁矿渣为工业废弃物，可减少氧化镁和氯化镁的用量，减少天然矿的开采，保护环境；所用植物纤维质柔韧，富于弹力，纤维强度很好，大大提高了产品的抗压、抗拉强度，还在一定程度上限制收缩，提高产品的抗裂能力。
下面通过实施例对本发明进行具体描述和说明：
实施例1
一种利用工业废弃物制备的免烧陶瓷，由以下重量份的组分制备得到：氧化镁20份，菱镁矿渣15份、氯化镁12份、粉煤灰10份、硅藻土10份、脱硫石膏6份、植物纤维4份、硅溶胶3份、水15份。其中植物纤维源于大麻。
实施例2
一种利用工业废弃物制备的免烧陶瓷，由以下重量份的组分制备得到：氧化镁30份，菱镁矿渣25份、氯化镁20份、粉煤灰20份、硅藻土16份、脱硫石膏12份、植物纤维8份、硅溶胶6份、水25份。其中植物纤维源于黄麻。
实施例3
一种利用工业废弃物制备的免烧陶瓷，由以下重量份的组分制备得到：氧化镁25份，菱镁矿渣20份、氯化镁16份、粉煤灰15份、硅藻土13份、脱硫石膏9份、植物纤维6份、硅溶胶5份、水20份。其中植物纤维源于亚麻。
实施例4
一种利用工业废弃物制备的免烧陶瓷，由以下重量份的组分制备得到：氧化镁23份，菱镁矿渣21份、氯化镁16份、粉煤灰16份、硅藻土13份、脱硫石膏9份、植物纤维6份、硅溶胶4份、水21份。其中植物纤维源于亚麻和黄麻。
实施例5
一种利用工业废弃物制备的免烧陶瓷，由以下重量份的组分制备得到：氧化镁22份，菱镁矿渣18份、氯化镁14份、粉煤灰13份、硅藻土12份、脱硫石膏7份、植物纤维5份、硅溶胶4份、水17份。其中植物纤维源于槿麻。
实施例6
一种利用工业废弃物制备的免烧陶瓷，由以下重量份的组分制备得到：氧化镁28份，菱镁矿渣23份、氯化镁18份、粉煤灰17份、硅藻土15份、脱硫石膏11份、植物纤维7份、硅溶胶6份、水22份。其中植物纤维源于苎麻。
其中，实施例1-2中利用工业废弃物制备的免烧陶瓷的制备方法为：（1）按上述各组分配比称重备用，将菱镁矿渣、氧化镁、粉煤灰、硅藻土、脱硫石膏、植物纤维在搅拌机中混合搅拌3分钟；（2）将氯化镁、硅溶胶混于水中搅拌均匀得混合液，将该混合液加入到步骤（1）的搅拌机，继续搅拌3分钟，得混合均匀的浆料；（3）将浆料注入到模具中，在通风处自然固化，固化3小时后脱模即可。
实施例3-4中利用工业废弃物制备的免烧陶瓷的制备方法为：（1）按上述各组分配比称重备用，将菱镁矿渣、氧化镁、粉煤灰、硅藻土、脱硫石膏、植物纤维在搅拌机中混合搅拌5分钟；（2）将氯化镁、硅溶胶混于水中搅拌均匀得混合液，将该混合液加入到步骤（1）的搅拌机，继续搅拌5分钟，得混合均匀的浆料；（3）将浆料注入到模具中，在通风处自然固化，固化6小时后脱模即可。
实施例5-6中利用工业废弃物制备的免烧陶瓷的制备方法为：（1）按上述各组分配比称重备用，将菱镁矿渣、氧化镁、粉煤灰、硅藻土、脱硫石膏、植物纤维在搅拌机中混合搅拌8分钟；（2）将氯化镁、硅溶胶混于水中搅拌均匀得混合液，将该混合液加入到步骤（1）的搅拌机，继续搅拌8分钟，得混合均匀的浆料；（3）将浆料注入到模具中，在通风处自然固化，固化10小时后脱模即可。
Claims (6)
1.一种利用工业废弃物制备的免烧陶瓷，其特征在于，由以下重量份的组分制备得到：氧化镁20-30份，菱镁矿渣15-25份、氯化镁12-20份、粉煤灰10-20份、硅藻土10-16份、脱硫石膏6-12份、植物纤维4-8份、硅溶胶3-6份、水15-25份。
2.根据权利要求1所述的利用工业废弃物制备的免烧陶瓷，其特征在于，由以下重量份的组分制备得到：氧化镁25份，菱镁矿渣20份、氯化镁16份、粉煤灰15份、硅藻土13份、脱硫石膏9份、植物纤维6份、硅溶胶5份、水20份。
3.根据权利要求1所述的利用工业废弃物制备的免烧陶瓷，其特征在于，所述植物纤维源于亚麻、大麻、黄麻、槿麻、苎麻中的一种或多种。
4.一种权利要求1-3任一项所述的利用工业废弃物制备的免烧陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）按上述各组分配比称重备用，将菱镁矿渣、氧化镁、粉煤灰、硅藻土、脱硫石膏、植物纤维在搅拌机中混合搅拌3-8分钟；（2）将氯化镁、硅溶胶混于水中搅拌均匀得混合液，将该混合液加入到步骤（1）的搅拌机，继续搅拌3-8分钟，得混合均匀的浆料；（3）将浆料注入到模具中，在通风处自然固化，固化3-10小时后脱模即可。
5.根据权利要求4所述的利用工业废弃物制备的免烧陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（2）中的搅拌时间均为5分钟。
6.根据权利要求4所述的利用工业废弃物制备的免烧陶瓷的制备方法，其特征在于，固化时间为6小时。
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