CN108285324A

CN108285324A - 一种大量利用陶瓷厂废榨泥制备陶瓷砖胚体的方法及产品

Info

Publication number: CN108285324A
Application number: CN201810033539.5A
Authority: CN
Inventors: 吴宇风
Original assignee: Enping Huachang Ceramics Co Ltd
Current assignee: Enping Huachang Ceramics Co Ltd
Priority date: 2018-01-15
Filing date: 2018-01-15
Publication date: 2018-07-17
Anticipated expiration: 2038-01-15
Also published as: CN108285324B

Abstract

本发明公开了一种大量利用陶瓷厂废榨泥制备陶瓷砖胚体的方法及产品，所述方法包括：(1)称取原料并混合，用球磨机湿法粉碎后成为泥浆；(2)将所述泥浆过50～100目筛后进行喷雾干燥，然后过8～16目筛得到水分含量为6.5～7.0％的粉状胚料；(3)将粉状胚料陈腐48小时以上，然后输送到自动压砖机压制成型；(4)将成型后的胚体放入辊道干燥器中，在130～160℃下烘干1～2小时后，在表面进行喷釉、印花、再喷釉的釉面工艺处理；(5)然后放入辊道窑中，在1170～1190℃的温度下，烧制60～90mim而成；(6)再进行修边、检验与分选后入库。本发明能大量回收利用陶瓷厂废榨泥，实现废物利用。

Description

一种大量利用陶瓷厂废榨泥制备陶瓷砖胚体的方法及产品

技术领域

本发明属于建筑陶瓷材料技术领域，具体涉及一种大量利用陶瓷厂废榨泥制备陶瓷砖胚体的方法及产品。

背景技术

陶瓷砖是由粘土和其它无机非金属原料经混合、研磨、制粉、成型、烧结、磨边或抛光等工艺生产的板状或块状陶瓷制品。生产陶瓷砖的过程中，会产生大量废弃固体物质，其中主要是烂瓷砖及废榨泥，据调查，前者的产生量一般占陶瓷厂总耗用原料量的0.5％～1.5％，可打成粉状重新加入到配方中加以使用；而后者(即废榨泥，是各厂对含大量泥砂、杂质物的工业污水进行水处理、深沉、压榨回收后的废弃固体物质)的产生量占陶瓷厂总耗用原料量一般会高达5％～10％，却不能完全消化回收。例如，一个年产量500万平方米的小型陶瓷厂，年耗用原料约12.5万吨，也同时每年产生6000～12000吨的废泥、废榨泥，由于各厂的废榨泥的产生量都较大，并且这些废榨泥本身含有大量会严重影响陶瓷砖生产质量的有害物质(如磨块残渣、石灰、聚丙烯酰胺等)而不能大量回收利用，故而目前各厂能回收消化的量不及其产生量的1/2，还有3000～8000吨的废榨泥需要被当作工业垃圾拉运出去倒掉，填埋于地下深处。如果一个陶瓷产区至少有十个陶瓷厂，年总产量会在1亿平方米左右，按此推算每年会产生外运的废榨泥可高达6万吨～12万吨。可以想象，这么庞大数量的工业废固物(废榨泥)造成了非常大的资源浪费和环境压力。而现实却是，各陶瓷厂对于这些废固物的处理，几乎大部分都当作工业垃圾运出去倒弃了。

如此重大的资源浪费和环境破坏行为，就如大气、污水的超标排放一样，势必与当今大力整治环境污染、保护地球家园的大势是严重背道而驰的，如果不能有效的解决，那么建筑陶瓷行业的继续生存与发展就会被拖累，最终免不了被迁移、淘汰的命运。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种大量利用废榨泥制备陶瓷砖胚体的方法及产品，以解决大量废榨泥倒弃而造成的严重环境污染和资源浪费问题，起到变废为宝的作用。

本发明采用以下技术方案：

一种大量利用陶瓷厂废榨泥制备陶瓷砖胚体的方法，包括以下步骤：

(1)按重量百分比计，称取以下原料并混合，然后用球磨机湿法粉碎后成为泥浆，所述泥浆的水分含量为31～34％，250目筛余量在3.5～5％之间，动力粘度在500～800mpa.s之间(用NDJ-1旋转式粘度计测定)；

所述陶瓷砖胚体包括以下原料：

(2)将所述泥浆过50～100目筛(优选80目筛)后进行喷雾干燥，然后过8～16目筛(优选12目筛)得到水分含量为6.5～7.0％的粉状胚料；

(3)将粉状胚料陈腐48小时以上，然后输送到自动压砖机压制成型，压制成指定规格和纹路的陶瓷砖胚体，自动压砖机上安装有产品模具，是为适应本发明而设计的凹凸纹路模具，有利于增大含有大量废榨泥的胚体在烧成过程中、杂质的分解氧化和挥发物排出；

(4)将成型后的胚体放入辊道干燥器中，在130～160℃下烘干1～2小时(优选1.5小时)后，在表面进行喷釉、印花、再喷釉的釉面工艺处理；

(5)然后放入辊道窑中，在1170～1190℃的温度下，烧制60～90mim而成；

(6)再对出窑的产品进行轻微的修边(干磨边)、统一尺寸，经检验与分选后入库，得成品。

进一步优选地，在一些实施例中，所述陶瓷厂废榨泥所占的重量百分比为20～40％；在一些实施例中，所述陶瓷厂废榨泥所占的重量百分比为25～40％；在一些实施例中，所述陶瓷厂废榨泥所占的重量百分比为30～40％；在一些实施例中，所述陶瓷厂废榨泥所占的重量百分比为35～40％。

进一步地，所述高铝泥的主要成分包括：Al₂O₃≥28.5％、K₂O≤2.5％、Na₂O≤1.0％，外观呈灰黑色，干燥强度达到4.5MPa或以上，可以提高陶瓷胚体的干燥强度，改善其成型性能。

进一步地，所述高温砂的主要成分是Al₂O₃≥19％、K₂O≤1.5％、Na₂O≤1.0％的瓷砂，由于这种原料含钾钠(KNaO)较少，在1200℃温度煅烧成的烧饼也不会出现明显的液相，且烧饼吸水率较高(一般大于10％)，如果需要出现液相，烧成的温度需要更高(如升到1250℃或更高)，也称之为高温砂或高温原料，加入后可以减轻废榨泥杂质对配方的不良影响。

进一步地，所述中温砂或中温石粉的主要成分为Al₂O₃≥16.5％、K₂O≥4.0％、Na₂O≥1.5％的瓷砂或石粉，由于这种原料含钾钠(KNaO)成份较高，在1200℃温度煅烧成的烧饼已出现明显的液相，也称之为中温砂、中温石粉或中温原料，可以调节胚体收缩率和产品吸水率。

进一步地，所述粘土的主要成分包括：Al₂O₃≥23％、K₂O≤2.5％、Na₂O≤1.0％，可以提高陶瓷胚体的强度，改善其成型性能。

进一步地，所述膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，具有比一般粘土更强的粘附性和膨胀性，矿物组成中蒙脱石占50％以上，所述膨润土的主要成分包括：SiO₂≥70％、Al₂O₃≥15.5％、K₂O≥1.5％、Na₂O≥1.0％，进一步优选地，主要成分包括：Al₂O₃≥15.5％、K₂O≥2％、Na₂O≥1.5％。所述膨润土外观呈黄色或黄白色，具有较强的粘结力，其干燥强度达到8MPa或以上，加入配方中可以大幅提高陶瓷胎体的干燥强度，改善其成型性能。

进一步地，所述水煤浆炉渣是工厂热风炉将水煤浆燃烧后排出的炉渣、废渣，其主要成分包括：SiO₂ 45～56％、Al₂O₃ 25～39％、Fe₂O₃ 3.5～5％、TiO₂ 0.5～2.0％、CaO 5～10％、MgO 0.5～1.5％、K₂O 0.5～1.5％、Na₂O 0.5～1.5％，烧失量为1～2％。

本发明还可以采用不同陶瓷厂的水煤浆炉渣，表1为不同陶瓷厂的水煤浆炉渣化学成分，从表1可知，两种炉渣的化学成分和含量虽然不相同，但均可用于陶瓷砖胚体的制备。

表1：不同陶瓷厂的水煤浆炉渣化学成分。

主要成分

SiO₂

Al₂O₃

Fe₂O₃

TiO₂

CaO

MgO

K₂O

Na₂O

I.L

本厂炉渣

53-56％

25-29％

3.5-5％

0.5-1％

9-10％

1-1.5％

1-2％

E厂炉渣

45-50％

32-39％

3.5-5％

0.5-1％

6-8％

1-1.5％

0.5-1％

1-2％

进一步地，所述陶瓷厂废榨泥的主要成分包括：SiO₂ 60～73％、Al₂O₃≥17.5％、Fe₂O₃ 0.8～2％、CaO 1～3％、MgO 1～2％、K₂O≥3％、Na₂O≥2％，烧失量为1～5％。所述陶瓷厂废榨泥是生产陶瓷砖过程中，各厂在对自身所产生的工业污水进行净化处理过程中，将其中的固体物、悬浮物用物理化学的方法沉淀后，经由榨泥机或带式压滤机分离出来的固体物，通常称之为“榨泥”、“废泥”或“废榨泥”。由于其含有大量的杂质，故而大部分被外运倒弃、填埋于地下，造成地下水资源的永久污染、土壤污染。而本发明可以大量回收并利用它们，在配方百分比中最高可达40％。

在陶瓷胚体配方中加入废榨泥，是出于废固物的利用和保护环境的需要，同时还能降低烧成温度、降低配方的成本。虽然不同厂家来源的废榨泥成份不同、杂质含量、颜色都有很大的不同，但本发明均能有效地回收使用并成功生产出质量很好的产品。

所述回笼料是指陶瓷厂生产过程中对输送线烂砖胎和压机成型时产生的尾粉的总称，将其收集、回收，于配方中重复使用，其主要成分与胚体相同或接近。

进一步地，所述陶瓷砖胚体的主要成分包括：SiO₂ 65～67％、Al₂O₃ 18.5～20％、Fe₂O₃ 1.5～2.5％、TiO₂≤0.5、CaO 0.5～1％、MgO 0.5～1％、K₂O 2～2.8％、Na₂O 1～1.5％，烧失量为5～6.5％。

所述陶瓷砖胚体也称为KP料胚体，KP料是中吸水率产品的胚料，代号为“KP料”，该胚体料含有大量的陶瓷厂工业废固物--废榨泥，用于生产本发明中特定KP类新产品，该类产品在陶瓷分类中属于“炻质”陶瓷砖，采用一次烧成，其吸水率在6％～10％之间，断裂模数≧25MPa，用于室内的各地面及墙面的装饰。由于该类产品销量和使用广泛，从而可带动废榨泥的大量回收使用。

废榨泥的分类处理：(1)将各厂回收来的废榨泥按指定区域进行分开存放、做好标识；(2)用钩机分别进行钩匀和均化，使它们各自的成分大致相似，否则会影响生产的稳定性、导致产品质量波动过大；(3)对储存的废榨泥进行取样、化学分析、打饼、烧样、判定等技术预处理；(4)对拟用的废榨泥按本发明的陶瓷砖胚体(KP料基础配方)范围进行大量的配方试验工作；(5)选择符合生产质量要求的试验方进行中试，中试合格的配方投入生产使用，并在生产的过程中予以验证和持续的配方改进；(6)不同途径来源的废榨泥，实际所使用的生产配方是不同、有差异的，但仍在基础配方的范围内。

一种大量利用陶瓷厂废榨泥制备陶瓷砖胚体的方法所制备得到的产品，所述产品包括陶瓷砖胚体、陶瓷砖(成品)。

表2：本发明产品的规格和生产模具数量。

本发明的凹凸纹路模具面，有利于含有大量废榨泥的胚体在烧成过程中杂质的分解氧化和挥发物排出，产生的少量轻微发泡鼓起，能与凹凸纹路有机融合成一体，形成具有纹路的特色产品。图1为本发明一仿石纹模具表面图；图2为本发明一仿木纹模具表面图。

在现有的利用陶瓷厂废榨泥制备陶瓷砖胚体的行业中，其配方中的废榨泥只能占到较少的比例(例如3～5％)，进而无法大规模的将废榨泥充分回收利用，或者说其回收利用率低下，而本发明的配方和工艺可以大量回收使用废榨泥制备陶瓷砖胚体，且利用率很高，因此可以将整个工业园区产生的废榨泥都充分回收利用起来。此外，本发明还克服了大量使用这种废料会影响产品质量的问题，使产品的质量不会受到大量使用废榨泥的影响，真正起到变废为宝的作用，同时解决了工业园区产生的大量废榨泥的实际应用问题。

表3：来源于不同陶瓷厂产生的废榨泥化学成份(I.L代表材料化学成份中的烧失量)。

由表3可以看出，不同的陶瓷厂产生的废榨泥以及同一个厂不同污水源压榨出来的废榨泥，成份有着较大的差别，从外观来看，颜色、杂质组成及其含量亦各不相同。由于陶瓷厂工业废榨泥是各厂对工业污水进行水处理过程中产生的废料，除含有不同的工业垃圾、磨块残渣、泥砂石粒外，更是含有在水处理过程中为促使颗粒产生絮凝后加速沉淀以便于对其进行压榨成固态的大量化学添加剂，如大量的石灰、聚丙烯酰胺、聚丙氯化铝等，这些有机、无机的物质大量存在于所有的废榨泥中，导致它们的化学成份差异大、氧化钙含量过高、烧失量(I.L)大。同时，将它们分别研磨细、制粉压制成试饼后于1180℃烧成，试饼都出现严重且不同程度的发泡呈海棉状和过烧、变形扭曲的现象，它们的发色也不相同，按普通的做法或者制备方法，只能少量加入(如5％以下)，否则加入过多就会导致陶瓷砖出现严重的质量问题，如胚泡、夹心、熔洞、针孔及产品变形、脆性过大和产品强度低等，使产品质量和收成率急剧下降，严重者还导致产品质量不符合国家标准。这样就只能回收很少量的陶瓷厂废榨泥。本发明的配方及其工艺技术，彻底解决了因大量使用废榨泥而引起的产品生产和质量问题。图3为将三个厂的废榨泥(a为D厂废榨泥，b为本厂废榨泥，c为A厂废榨泥)分别研磨细制粉、压制成试饼后于1180℃烧成的试饼，虽然它们的颜色差异较大，但本发明均能很好的回收利用它们，并将其转化生产出质量很好的产品。

本发明经过长期的摸索与深入的研究，将配方、工艺与产品研发三者进行了有机结合，实现了较大比例的(例如15％～35％)工业废榨泥作为原料加入到KP料配方的陶瓷胚体中时，而不会导致产生不良的产品质量问题，优等品率可达到98％以上，成功生产出深受市场喜爱的产品，产品性能完全达到国家质量标准，具有优越的物理化学性能。

本发明的有益效果：

(1)本发明的制备方法简单，对设备要求低，生产效率高，安全隐患少，适用于大规模生产；

(2)本发明配方中的陶瓷厂废榨泥可以占到较高的比例，同时不影响最终陶瓷砖产品的质量，从而可以实现大规模利用陶瓷厂废榨泥，不仅极大程度地保护了环境，而且还显著地降低了瓷砖生产厂的原料成本，综合效益显著；

(3)本发明彻底解决了陶瓷厂工业废榨泥难以大量回收利用的重大课题，可以充分利用整个陶瓷工业园区各厂产生的废榨泥的资源，达到废物利用的良好目的，大大减少对环境造成的污染；

(4)本发明彻底摒弃了传统的填埋废固物的处理方式，解决了废榨泥对土壤及地下水造成长久污染的问题，属于绿色环保的技术方案，具有极高的实用价值，对社会具有很高的效益贡献。

附图说明

图1为本发明一仿石纹模具表面图；

图2为本发明一仿木纹模具表面图；

图3为将三个厂的废榨泥(a为D厂废榨泥，b为本厂废榨泥，c为A厂废榨泥)分别研磨细制粉、压制成试饼后于1180℃烧成的试饼实物图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，现结合以下具体实施例做进一步说明，但是本发明不限于具体实施例。

实施例1

所述陶瓷砖胚体包括以下原料：

所述水煤浆炉渣是生产陶瓷砖的热风炉中水煤浆燃烧后排出的炉渣，其组成为表1中的本厂炉渣；

(2)将所述泥浆过80目筛后进行喷雾干燥，然后过12目筛得到水分含量为6.5～7.0％的粉状胚料；

(3)将粉状胚料陈腐48小时以上，再输送到自动压砖机压制成型，压制成指定规格和纹路的陶瓷砖胚体，自动压砖机上安装有产品模具，是为适应本发明而设计的凹凸纹路模具；

(4)将成型后的胚体放入辊道干燥器中，在130～160℃下烘干1.5小时后，在表面进行喷釉、印花、再喷釉的釉面工艺处理；

将实施例1生产的陶瓷砖胚体(KP料胚体)产品的物化性能与国家标准进行对比，结果列在表4中。

表4：实施例1生产的陶瓷砖产品的物化性能。

由表4可以看出，实施例1生产的KP料胚体产品在破坏强度和断裂模数等性能方面均高于国家标准，表明其具有优越的物化性能。

实施例2

所述陶瓷砖胚体包括以下原料：

(3)将粉状胚料陈腐48小时以上，然后输送到自动压砖机压制成型，压制成指定规格和纹路的陶瓷砖胚体，自动压砖机上安装有产品模具，是为适应本发明而设计的凹凸纹路模具；

实施例3

(1)按重量百分比计，称取以下原料并混合，然后用球磨机湿法粉碎后成为泥浆，所述泥浆的水分含量为31～34％，250目筛余量在3.5～5％之间，动力粘度在500～800mpa.s之间；

所述陶瓷砖胚体包括以下原料：

实施例1-3制备得到的陶瓷砖没有产生胚泡、夹心、熔洞、针孔及产品变形、脆性过大等不良问题，制备得到的陶瓷砖产品强度高，产品质量符合国家标准，良品率达98％以上。

以上所述仅为本发明的具体实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明作的等效变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之中。

Claims

1.一种大量利用陶瓷厂废榨泥制备陶瓷砖胚体的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按重量百分比计，称取以下原料并混合，然后用球磨机湿法粉碎后成为泥浆，所述泥浆的水分含量为31～34％；

所述陶瓷砖胚体包括以下原料：

(2)将所述泥浆过50～100目筛后进行喷雾干燥，然后过8～16目筛得到水分含量为6.5～7.0％的粉状胚料；

(3)将粉状胚料陈腐48小时以上，然后输送到自动压砖机压制成型，所述自动压砖机上安装有模具，该模具表面具有凹凸纹路；

(4)将成型后的胚体放入辊道干燥器中，在130～160℃下烘干1～2小时后，在表面进行喷釉、印花、再喷釉的釉面工艺处理；

(6)再对出窑的产品进行修边、统一尺寸，经检验与分选后入库，得成品。

2.根据权利要求1所述的大量利用陶瓷厂废榨泥制备陶瓷砖胚体的方法，其特征在于，所述高铝泥的主要成分包括：Al₂O₃≥28.5％、K₂O≤2.5％、Na₂O≤1.0％。

3.根据权利要求1所述的大量利用陶瓷厂废榨泥制备陶瓷砖胚体的方法，其特征在于，所述高温砂的主要成分包括：Al₂O₃≥19％、K₂O≤1.5％、Na₂O≤1.0％。

4.根据权利要求1所述的大量利用陶瓷厂废榨泥制备陶瓷砖胚体的方法，其特征在于，所述中温砂的主要成分包括：Al₂O₃≥16.5％、K₂O≥4.0％、Na₂O≥1.5％。

5.根据权利要求1所述的大量利用陶瓷厂废榨泥制备陶瓷砖胚体的方法，其特征在于，所述粘土的主要成分包括：Al₂O₃≥23％、K₂O≤2.5％、Na₂O≤1.0％。

6.根据权利要求1所述的大量利用陶瓷厂废榨泥制备陶瓷砖胚体的方法，其特征在于，所述膨润土的主要成分包括：Al₂O₃≥15.5％、K₂O≥2％、Na₂O≥1.5％。

7.根据权利要求1所述的大量利用陶瓷厂废榨泥制备陶瓷砖胚体的方法，其特征在于，所述水煤浆炉渣的成分包括：SiO₂ 45～56％、Al₂O₃ 25～39％、Fe₂O₃ 3.5～5％、TiO₂ 0.5～2.0％、CaO 5～10％、MgO 0.5～1.5％、K₂O 0.5～1.5％、Na₂O 0.5～1.5％，烧失量为1～2％。

8.根据权利要求1所述的大量利用陶瓷厂废榨泥制备陶瓷砖胚体的方法，其特征在于，所述陶瓷厂废榨泥的主要成分包括：SiO₂ 60～73％、Al₂O₃≥17.5％、Fe₂O₃ 0.8～2％、CaO 1～3％、MgO 1～2％、K₂O≥3％、Na₂O≥2％，烧失量为1～5％。

9.根据权利要求1所述的大量利用陶瓷厂废榨泥制备陶瓷砖胚体的方法，其特征在于，所述陶瓷砖胚体的主要成分包括：SiO₂ 65～67％、Al₂O₃ 18.5～20％、Fe₂O₃ 1.5～2.5％、TiO₂≤0.5、CaO 0.5～1％、MgO 0.5～1％、K₂O 2～2.8％、Na₂O 1～1.5％，烧失量为5～6.5％。

10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的大量利用陶瓷厂废榨泥制备陶瓷砖胚体的方法所制备得到的产品，所述产品包括陶瓷砖胚体、陶瓷砖。