CN109627041A - 一种利用石材废粉制备多孔陶瓷呼吸材料及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用石材废粉制备的多孔陶瓷呼吸材料及其制作方法，多孔陶瓷呼吸材料由如下重量份数计的组分制备而成：20‑80份的石材废粉料、5‑20份的低温熔块、5‑10份的废熟石膏粉、20‑40份的成孔辅料。本发明是以石材砌割与打磨产生的废石材粉料和成孔辅料为主要原料，通过合理的配合，烧制而成的多孔陶瓷呼吸材料，该多孔陶瓷呼吸材料具有优异的调湿功能和对有害气体进行吸附而达到净化空气的功能。

Description

一种利用石材废粉制备多孔陶瓷呼吸材料及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种建筑材料技术，尤其涉及一种利用石材废粉制备多孔陶瓷材料及其制作方法。
背景技术
现时市面上具有可调节空气湿度的室内装饰材料主要含硅藻土为主要原料的产品。硅藻泥产品，它呈固态粉末状，使用时，需要施工人员添加一定比例的水才能使用。而房屋装修往往受水源限制，给加工造成一定的不便，另外，加水的量也有严格的规定，施工工艺复杂，这对施工人员有较高的技术要求。此外，它的使用成本高。水性液态硅藻涂料是以水为分散介质，利用硅藻土含有大量微孔而具有优异的物理性能，再结合乳胶漆而成的一种呈液态的环保涂料产品。硅藻涂料可以克服硅藻泥产品的不足之处，具有施工简单、使用成本相对较低等优点。但这些产品均以有机材料有基础，硅藻泥是在腻子粉为基础加入硅藻土，配方中均含有胶水等聚合物。水性液态硅藻涂料是乳胶漆为基础的产品，乳胶漆是一种以水为介质，以聚乙烯醇、丙烯酸酯类、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、醋酸乙烯酯类聚合物的水溶液为成膜物质。这些产品均有多孔且具有吸附能力的矿物含量有限的问题，并且是利用聚合物水溶液成膜，有部分孔洞被堵塞，不利于吸附能力的发挥。
石材砌割下的废粉料就指石材加工过程中切锯、抛光产生的细颗粒。石材加工业在福建、广东等到迅猛发展发展，并为地方经济做出了巨大贡献，同时也存在很多问题。石材在加工过程中产生的废弃物污染严重，每生产30m2的板材就产生石粉石渣等废料约1t。目前我国石材年产量已超过千万吨。随着石材产量增大产生的废料量也逐年增加，石材加工区的大量石材砌割下的废粉料、石渣满山遍野堆放成山。由于石材砌割下的废粉料颗粒较细，遇雨即和雨水混合成石粉泥，四处横流，晴天时则随风四处飘飞。对环境造成了二次污染，大片耕地及水资源、空气等受到严重的污染，生态环境遭到严重的破坏。例如在意大利的阿布亚那地区每天都会产生2000吨废浆；在意大利维罗那地区有68家石材企业仅1997年当年就排放了24万吨石材加工废浆。石材废浆中含水50％，剩下的是石材粉末。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种利用石材废粉制备的多孔陶瓷呼吸材料。本发明是以石材砌割与打磨产生的废石材粉料和成孔辅料为主要原料，通过合理的配合，烧制而成的多孔陶瓷呼吸材料。由于成孔辅料为多孔材料，具有很大的比表面积，理论比表面积可达900m2/g。成孔辅料的多通道结构使得它的微孔容积占60％～70％，水可以进入这种贯穿孔之中，因而成孔辅料的筒状中孔结构对应的理论吸放湿回线符合理想调湿材料的吸放湿回线，并且在高相对湿度段有着较高的湿容量和较大的湿容差。因而赋予了产品具有优异的调湿功能和对有害气体进行吸附而达到净化空气的功能。石材砌割与打磨产生的废粉料，在烧制过程中300～500℃时实现脱水而形成多孔结构，同时起到产品的骨架作用，提高产品强度。
本发明的目的之二在于提供一种利用石材废粉制备的多孔陶瓷呼吸材料的制作方法。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：一种利用石材废粉制备的多孔陶瓷呼吸材料，由如下重量份数计的组分制备而成：20-80份的石材废粉料、5-20份的低温熔块、5-10份的废熟石膏粉、20-40份的成孔辅料。
进一步地，所述的多孔陶瓷呼吸材料由如下重量份数计的组分制备而成：30-65份的石材废粉料、8-18份的低温熔块、6-8份的废熟石膏粉、23-38份的成孔辅料。
进一步地，所述成孔辅料选自硅藻土、海泡石、水铝英石、蒙脱石、酸性白土、膨润土、沸石、凹凸棒石、粉煤灰、废石膏、垃圾焚烧灰分中的一种或一种以上的混合物。
进一步地，所述石材废粉料的加工处理过程包括如下步骤：
(1)均化：对废石粉进行均化处理；
(2)球磨、除杂、干燥：对均化后的废石粉进行球磨，球磨细度为250目筛筛余量为0.5～2％；球磨后废石粉采用浮选或/和磁选去除杂质；然后在110-120℃下进行干燥；
(3)表面改性：对上述步骤(2)得到的废石粉颗粒进行表面改性，加入质量分数为5％的PVA和质量分数为2％的水玻璃溶液，进行充分搅拌，使废石粉表面均匀包裹一层表面改性剂；
(4)低温熔块的预处理：对低温熔块进行干法球磨，球磨至325目筛筛余量小于2％；
(5)废石粉表面包裹低温熔块：对改性后的废石粉进行高速搅拌，并逐步加入预处理好的低温熔块，使废石粉与低温熔块均匀分布包裹，即得。
进一步地，所述石材废粉料由如下质量百分数计的组分组成：0.5-1.2％的SiO2、50-58％的CaO、0.1-0.3％的Al2O3、0.05-0.25％的Fe2O3、0.5-1.5％MgO、40-48％的LOI，上述组分的质量百分数之和为100％。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：一种利用石材废粉制备的多孔陶瓷呼吸材料的制作方法，包括如下步骤：
坯料制备的步骤：将石材废粉料、低温熔块、废熟石膏粉、成孔辅料分别进行初步粉碎；称取预处理的石材废粉料和配方量的废熟石膏粉、成孔辅料，依次经过混合、造粒、过20目筛、陈腐，得到坯料；
塑形的步骤：将上述坯料采用粉式干压、湿式挤出或注浆成型；
烘干的步骤：将已塑形的坯料输送至干燥窑内进行干燥；
烧成的步骤：将烘干后的砖体放入辊道窑进行烧制。
进一步地，在坯料制备的步骤中，所述初步粉碎的粉料全过60目筛；所述造粒后的粉料颗粒级配在20～80目，且30～60目占55％以上；所述坯料含水率范围在6％～12％。
进一步地，在坯料制备的步骤中，所述预处理的石材废粉料的过程包括如下步骤：
(1)均化：对废石粉进行均化处理；
(2)球磨、除杂、干燥：对均化后的废石粉进行球磨，球磨细度为250目筛筛余量为0.5～2％；球磨后废石粉采用浮选或/和磁选去除杂质；然后在110-120℃下进行干燥；
(3)表面改性：对上述步骤(2)得到的废石粉颗粒进行表面改性，加入质量分数为5％的PVA和质量分数为2％的水玻璃溶液，进行充分搅拌，使废石粉表面均匀包裹一层表面改性剂；
(4)低温熔块的预处理：对低温熔块进行干法球磨，球磨至325目筛筛余量小于2％；
(5)废石粉表面包裹低温熔块：对改性后的废石粉进行高速搅拌，并逐步加入预处理好的低温熔块，使废石粉与低温熔块均匀分布包裹，即得。
进一步地，在烘干的步骤中，所述干燥窑的干燥温度100～230℃，干燥时间30-50min。
进一步地，在烧成的步骤中，所述烧制温度为680～750℃，烧制时间为30-60min。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明是以石材砌割与打磨产生的废石材粉料和成孔辅料为主要原料，通过合理的配合，烧制而成的多孔陶瓷呼吸材料。由于成孔辅料为多孔材料，具有很大的比表面积，理论比表面积可达900m2/g。成孔辅料的多通道结构使得它的微孔容积占60％～70％，水可以进入这种贯穿孔之中，因而成孔辅料的筒状中孔结构对应的理论吸放湿回线符合理想调湿材料的吸放湿回线，并且在高相对湿度段有着较高的湿容量和较大的湿容差。因而赋予了产品具有优异的调湿功能和对有害气体进行吸附而达到净化空气的功能。石材砌割与打磨产生的废粉料，在烧制过程中300～500℃时实现脱水而形成多孔结构，同时起到产品的骨架作用，提高产品强度。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
一种利用石材废粉制备的多孔陶瓷呼吸材料，由如下重量份数计的组分制备而成：20-80份的石材废粉料、5-20份的低温熔块、5-10份的废熟石膏粉、20-40份的成孔辅料。
作为进一步优选方案，所述的多孔陶瓷呼吸材料由如下重量份数计的组分制备而成：30-65份的石材废粉料、8-18份的低温熔块、6-8份的废熟石膏粉、23-38份的成孔辅料。
组方原理：石材废粉料在配方中起到骨架的作用。同时由于石材废粉料在经过烧制后能产生细孔而有自动吸附能力。对陶瓷材料而言，烧制的目的就是获得致密的产品。由于烧成温度低，通过完全的固相扩散烧结是很难获得致密产品的。需要加入熔块，以形成玻璃相或液相来促进烧结致密化，并可控微观组织结构。烧结温度高于粉末中低熔组分熔点的称为液相烧结，液相烧结的主要目的是加快传质速率，进而提高致密化速率，以获得高致密的陶瓷材料；并且加速晶粒生长或获得特殊的晶界性能。熔块的加入量要合适，因为液相过多会把孔洞堵住，降低产品吸附功能。液相过少不利于烧结，产品强度过低，无法达到运输和使用要求。废熟石膏，主要起到一个增白的作用，同时也能提供一些微孔。由于石材废粉颜色及性能都不稳定，因而利用废石膏粉来调整颜色。石膏虽然有吸附能力，但能力不强，应而加入量不能过多。加入量过大不单会影响吸附性能，还会在烧成过程中炸坯。成孔辅料为多孔材料，具有很大的比表面积，理论比表面积可达800-900m2/g。优选地，成孔辅料选自海泡石。海泡石是一种链状结构的水铝硅酸盐矿物，具有很大的比表面积，理论比表面积可达900m2/g。海泡石晶体的多通道结构使得它的微孔容积占60％～70％，水可以进入这种贯穿孔之中，因而海泡石纤维的筒状中孔结构对应的理论吸放湿回线符合理想调湿材料的吸放湿回线，并且在高相对湿度段有着较高的湿容量和较大的湿容差。因而赋予了产品具有优异的调湿功能和对有害气体进行吸附而达到净化空气的功能。
在配方用量比例上，石材废粉作为骨架料，进入量过小，产品就无法成为产品，产品的强度、吸水率等也无法实现。若加入量再进一步增加＞50％，毕竟石材废粉的吸附能力是相对有限的，其他原料的加入相对减少，产品的功能也略为下降。按理论分析，随着成孔辅料加入量的增加，呼吸性能会增加。但同时随着加入量的增加会带来一系列工艺问题。成孔辅料由于是具有多通道结构可吸附水量是自身重量的1.5～2.5倍，因此对球磨、造粒有很多的不利。因而我们选用了不超过40％较为合适。如果成孔辅料加入量低于20％，那么成孔辅料在产品中体现的作用就不明显了。低温熔块用量低于5％产品的结合度不好；低温熔块用量超过20％，在烧成过程中熔融过细孔都堵塞，严重降低产品的性能。
废石粉料为生料，在烧制过程中会发生物理化学反应，会产生一些孔洞，由于孔洞在部分是微孔及介孔、中孔，这些孔均具有一定的毛细管力，可以自动吸附气体及水蒸气，提高多孔陶瓷呼吸材料的呼吸功能。另外，现有技术中也有利用废陶瓷粉料制备多孔陶瓷呼吸材料，但是废陶瓷粉料为熟料，已经过高温烧制。若加入到配方中，它是不会参与物理化学反应的，只能作为一种填料存在，不能起到制造出孔洞达到呼吸的作用。因此，本发明的多孔陶瓷呼吸材料不能采用废陶瓷粉料代替废石粉料。
其中，石材废粉料可以为花岗石石材废粉料、石灰石石材废粉料等现有技术中常见的石材中的一种。
低温熔块购自购自卡罗比亚公司，型号为FFA-4的低温熔块。
作为进一步优选方案，所述成孔辅料选自硅藻土、海泡石、水铝英石、蒙脱石、酸性白土、膨润土、沸石、凹凸棒石、粉煤灰、废石膏、垃圾焚烧灰分中的一种或一种以上的混合物。
作为进一步优选方案，所述石材废粉料的加工处理过程包括如下步骤：
(1)均化：对废石粉进行均化处理；
(2)球磨、除杂、干燥：对均化后的废石粉进行球磨，球磨细度为250目筛筛余量为0.5～2％；球磨后废石粉采用浮选或/和磁选去除杂质；然后在110-120℃下进行干燥；
(3)表面改性：对上述步骤(2)得到的废石粉颗粒进行表面改性，加入质量分数为5％的PVA和质量分数为2％的水玻璃溶液，进行充分搅拌，使废石粉表面均匀包裹一层表面改性剂；
(4)低温熔块的预处理：对低温熔块进行干法球磨，球磨至325目筛筛余量小于2％；
(5)废石粉表面包裹低温熔块：对改性后的废石粉进行高速搅拌，并逐步加入预处理好的低温熔块，使废石粉与低温熔块均匀分布包裹，即得。
作为进一步优选方案，所述石材废粉料由如下质量百分数计的组分组成：0.5-1.2％的SiO2、50-58％的CaO、0.1-0.3％的Al2O3、0.05-0.25％的Fe2O3、0.5-1.5％MgO、40-48％的LOI，上述组分的质量百分数之和为100％。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：一种利用石材废粉制备的多孔陶瓷呼吸材料的制作方法，包括如下步骤：
坯料制备的步骤：将石材废粉料、低温熔块、废熟石膏粉、成孔辅料分别进行初步粉碎；称取预处理的石材废粉料和配方量的废熟石膏粉、成孔辅料，依次经过混合、造粒、过20目筛、陈腐，得到坯料；
塑形的步骤：将上述坯料采用粉式干压、湿式挤出或注浆成型；
烘干的步骤：将已塑形的坯料输送至干燥窑内进行干燥；
烧成的步骤：将烘干后的砖体放入辊道窑进行烧制。
作为进一步的实施方式，在坯料制备的步骤中，所述初步粉碎的粉料全过60目筛。所有原材料均进行初期破碎，原料均加工到全过60目筛，目的是为了球磨后粒径在较为集中，而不会因原料的硬度不同经过球磨后颗粒大小分布不够理想。通过这种方法可对每一种物料最终的颗粒度范围进行控制。
作为进一步的实施方式，在坯料制备的步骤中，所述预处理的石材废粉料的过程包括如下步骤：
(1)均化：对废石粉进行均化处理；为了保证生产的稳定性，必须对废石粉进行均化处理并保证每批废石粉成分相对稳定。
(2)球磨、除杂、干燥：对均化后的废石粉进行球磨，球磨细度为250目筛筛余量为0.5～2％；球磨后废石粉采用浮选或/和磁选去除有机杂质及云母、铁矿物等不利杂质；然后在110-120℃下进行干燥；
(3)表面改性：对上述步骤(2)得到的废石粉颗粒进行表面改性，加入质量分数为5％的PVA和质量分数为2％的水玻璃溶液，进行充分搅拌，使废石粉表面均匀包裹一层表面改性剂；
(4)低温熔块的预处理：对低温熔块进行干法球磨，球磨至325目筛筛余量小于2％；本申请希望能得到颗粒细小但分散性良好的低温熔块颗粒，但颗粒过细熔块的表面能高易产生团聚，作为进一步优选方案，可以通过加入油酸或乙醇作为分散剂降低颗粒表面能，解决团聚的问题。
(5)废石粉表面包裹低温熔块：对改性后的废石粉进行高速搅拌，并逐步加入预处理好的低温熔块，使废石粉与低温熔块均匀分布包裹，即得。
这样制备预处理的石材废粉料的目的如下：1)在使用最低量低温熔块的情况下能使产品达到运输、使用等各项指标。因为低温熔块的使用量越多，产品的吸附性能降低越多。2)废石粉的颗粒都是不规则、有棱角的，它们之间的堆积都是有空隙的，低温熔块在烧成过程中是收缩的，这些都会产生孔洞。孔洞通过成型、烧成等工艺手段，使孔洞的中心直径在我们需要的范围内，从而使产品具有呼吸功能。
作为进一步的实施方式，在坯料制备的步骤中，所述造粒后的粉料颗粒级配在20～80目，且30～60目占55％以上。粉料的颗粒级配制在20～80目，30～60目占55％以上较为理想，使粉料具有良好的流动性。粉料的流动性好，对成型和产品的尺寸稳定性极有好处。
作为进一步的实施方式，在坯料制备的步骤中，所述坯料含水率范围在6％～12％。粉料的水分视入窑需达到的最低水分和成型工艺最佳水分决定的。对于本申请而言，使用低温快烧的产品生坯入窑水分越低越好，因此，入窑水份我们一般控制在3％以下。压机成型水分控制在6～12％。水分过高产生粘模现象，水份太低无法成型，即使能成型，生坯强度低难以完成后面的工序。
作为进一步的实施方式，在烘干的步骤中，所述干燥窑的干燥温度100～230℃，干燥时间30-50min。
作为进一步的实施方式，在烧成的步骤中，所述烧制温度为680～750℃，烧制时间为30-60min。烧成制度的制定是根据各原料的特性及配方进行的。本申请通过对配方做差热曲线，了解配方在各温度段的状况得以准确制定烧成制度。温度过低出现液相的量较少，不能使产品达到相应的性能指标，无法满足运输、施工、使用的要求。温度过高，液相出现的数量过多，把细孔堵住，使产品失去最好的特性；同时产品进一步烧结，孔洞逐渐消失，产品不再具有可呼吸特性。
为了运输和施工考虑，多孔陶瓷呼吸材料的砖体的抗折强度越高越好。但为了提高强度而升高烧成温度，那随着温度的升高必然会产生越多的液相，而这些液相会把多孔物料的孔洞给堵塞而使呼吸功能降低，同时温度升高到一定温度，多孔材料的孔会崩塌，其结构破坏，功能丧失。因此，本申请经过大量实验发现，多孔陶瓷呼吸材料砖体的抗折强度在9-16N/cm，吸水率在13-18％之间为佳，具有该参数的多孔陶瓷呼吸材料体均能满足运输和施工要求。另外，理论上孔隙率越高，孔容积越大，呼吸性能越好，但孔隙率和孔容积大，砖体的强度就下降，因而会为运输和施工带来不便。综合考虑，本申请多孔陶瓷呼吸材料砖体的孔隙率在25-60％，平均孔径在11-80nm，60nm以上的孔的细孔容积累加大于0.1ml/g为佳。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1：
一种利用石材废粉制备的多孔陶瓷呼吸材料，由如下重量份数计的组分制备而成：30份的花岗石石材废粉料、20份的低温熔块、10份的废熟石膏粉、40份的海泡石粉。
该多孔陶瓷呼吸材料的制作方法，包括如下步骤：
坯料制备的步骤：将石材废粉料、低温熔块、废熟石膏粉、海泡石粉分别进行初步粉碎，所述初步粉碎的粉料全过60目筛；称取预处理的石材废粉料和配方量的废熟石膏粉、海泡石粉，依次经过混合、喷雾造粒，过20目筛，造粒后的粉料颗粒级配在20～80目，且30～60目占55％以上；陈腐，得到坯料，坯料含水率范围在11％；其中，预处理的石材废粉料的过程包括如下步骤：(1)均化：对配方量的废石粉进行均化处理；(2)球磨、除杂、干燥：对均化后的废石粉进行球磨，球磨细度为250目筛筛余量为0.5～2％；球磨后废石粉采用浮选或/和磁选去除杂质；然后在110℃下进行干燥；(3)表面改性：对上述步骤(2)得到的废石粉颗粒进行表面改性，加入质量分数为5％的PVA和质量分数为2％的水玻璃溶液，进行充分搅拌，使废石粉表面均匀包裹一层表面改性剂；(4)低温熔块的预处理：对配方量的低温熔块进行干法球磨，球磨至325目筛筛余量小于2％；(5)废石粉表面包裹低温熔块：对改性后的废石粉进行高速搅拌，并逐步加入预处理好的低温熔块，使废石粉与低温熔块均匀分布包裹，即得。
塑形的步骤：将上述坯料采用恒力泰压机压制，成型压力为22MPA，压制成型；
烘干的步骤：将已塑形的坯料输送至干燥窑内进行干燥；所述干燥窑的干燥温度210℃，干燥时间38min；
烧成的步骤：将烘干后的砖体放入750℃辊道窑进行烧制，烧制时间为30min。砖体产品尺寸小于10cm的采用垫板烧制，大于等于10cm的产品可以在产品底面涂上高温氧化铝粉，防止产品在烧制过程中出现液相物质而粘辊棒。
实施例2：
一种利用石材废粉制备的多孔陶瓷呼吸材料，由如下重量份数计的组分制备而成：50份的花岗石石材废粉料、10份的低温熔块、10份的废熟石膏粉、30份的硅藻土。
该多孔陶瓷呼吸材料的制作方法，包括如下步骤：
坯料制备的步骤：将石材废粉料、低温熔块、废熟石膏粉、硅藻土分别进行初步粉碎，所述初步粉碎的粉料全过60目筛；称取预处理的石材废粉料和配方量的废熟石膏粉、硅藻土，依次经过混合、喷雾造粒，过20目筛，造粒后的粉料颗粒级配在20～80目，且30～60目占55％以上；常规陈腐，得到坯料，坯料含水率范围在7％；其中，预处理的石材废粉料的过程包括如下步骤：(1)均化：对配方量的废石粉进行均化处理；(2)球磨、除杂、干燥：对均化后的废石粉进行球磨，球磨细度为250目筛筛余量为0.5～2％；球磨后废石粉采用浮选或/和磁选去除杂质；然后在110℃下进行干燥；(3)表面改性：对上述步骤(2)得到的废石粉颗粒进行表面改性，加入质量分数为5％的PVA和质量分数为2％的水玻璃溶液，进行充分搅拌，使废石粉表面均匀包裹一层表面改性剂；(4)低温熔块的预处理：对配方量的低温熔块进行干法球磨，球磨至325目筛筛余量小于2％；(5)废石粉表面包裹低温熔块：对改性后的废石粉进行高速搅拌，并逐步加入预处理好的低温熔块，使废石粉与低温熔块均匀分布包裹，即得。
塑形的步骤：将上述坯料采用用恒力泰压机压制，成型压力为20MPA，压制成型；
烘干的步骤：将已塑形的坯料输送至干燥窑内进行干燥；所述干燥窑的干燥温度100℃，干燥时间50min；
烧成的步骤：将烘干后的砖体放入辊道窑进行烧制；所述烧制温度为680℃，烧制时间为50min。产品尺寸小于10cm的采用垫板烧制，大于等于10cm的产品可以在产品底面涂上高温氧化铝粉，防止产品在烧制过程中出现液相物质而粘辊棒。
实施例3：
一种利用石材废粉制备的多孔陶瓷呼吸材料，由如下重量份数计的组分制备而成：40份的花岗石石材废粉料、15份的低温熔块、10份的废熟石膏粉、35份的水铝英石。
该多孔陶瓷呼吸材料的制作方法，包括如下步骤：
坯料制备的步骤：将石材废粉料、低温熔块、废熟石膏粉、水铝英石分别进行初步粉碎，所述初步粉碎的粉料全过60目筛；称取预处理的石材废粉料和配方量的废熟石膏粉、水铝英石，依次经过混合、喷雾造粒，过20目筛，造粒后的粉料颗粒级配在20～80目，且30～60目占55％以上；常规陈腐，得到坯料，坯料含水率范围在12％；其中，预处理的石材废粉料的过程包括如下步骤：(1)均化：对配方量的废石粉进行均化处理；(2)球磨、除杂、干燥：对均化后的废石粉进行球磨，球磨细度为250目筛筛余量为0.5～2％；球磨后废石粉采用浮选或/和磁选去除杂质；然后在110℃下进行干燥；(3)表面改性：对上述步骤(2)得到的废石粉颗粒进行表面改性，加入质量分数为5％的PVA和质量分数为2％的水玻璃溶液，进行充分搅拌，使废石粉表面均匀包裹一层表面改性剂；(4)低温熔块的预处理：对配方量的低温熔块进行干法球磨，球磨至325目筛筛余量小于2％；(5)废石粉表面包裹低温熔块：对改性后的废石粉进行高速搅拌，并逐步加入预处理好的低温熔块，使废石粉与低温熔块均匀分布包裹，即得。
塑形的步骤：将上述坯料采用恒力泰压机压制，成型压力为18MPA，压制成型；
烘干的步骤：将已塑形的坯料输送至干燥窑内进行干燥；所述干燥窑的干燥温度150℃，干燥时间45min；
烧成的步骤：将烘干后的砖体放入辊道窑进行烧制；所述烧制温度为700℃，烧制时间为45min。产品尺寸小于10cm的采用垫板烧制，大于等于10cm的产品可以在产品底面涂上高温氧化铝粉，防止产品在烧制过程中出现液相物质而粘辊棒。
实施例4：
一种利用石材废粉制备的多孔陶瓷呼吸材料，由如下重量份数计的组分制备而成：55份的花岗石石材废粉料、17份的低温熔块、8份的废熟石膏粉、20份的海泡石粉。
该多孔陶瓷呼吸材料的制作方法，包括如下步骤：
坯料制备的步骤：将石材废粉料、海泡石粉、低温熔块、废熟石膏粉分别进行初步粉碎，所述初步粉碎的粉料全过60目筛；称取预处理的石材废粉料和配方量的废熟石膏粉、海泡石粉，依次经过混合、造粒，过20目筛，造粒后的粉料颗粒级配在20～80目，且30～60目占55％以上；常规陈腐，得到坯料，坯料含水率范围在6％；其中，预处理的石材废粉料的过程包括如下步骤：(1)均化：对配方量的废石粉进行均化处理；(2)球磨、除杂、干燥：对均化后的废石粉进行球磨，球磨细度为250目筛筛余量为0.5～2％；球磨后废石粉采用浮选或/和磁选去除杂质；然后在110℃下进行干燥；(3)表面改性：对上述步骤(2)得到的废石粉颗粒进行表面改性，加入质量分数为5％的PVA和质量分数为2％的水玻璃溶液，进行充分搅拌，使废石粉表面均匀包裹一层表面改性剂；(4)低温熔块的预处理：对配方量的低温熔块进行干法球磨，球磨至325目筛筛余量小于2％；(5)废石粉表面包裹低温熔块：对改性后的废石粉进行高速搅拌，并逐步加入预处理好的低温熔块，使废石粉与低温熔块均匀分布包裹，即得。
塑形的步骤：将上述坯料采用恒力泰压机压制，成型压力为18MPA，压制成型；
烘干的步骤：将已塑形的坯料输送至干燥窑内进行干燥；所述干燥窑的干燥温度100℃，干燥时间30min；
烧成的步骤：将烘干后的砖体放入辊道窑进行烧制；所述烧制温度为700℃，烧制时间为40min。产品尺寸小于10cm的采用垫板烧制，大于等于10cm的产品可以在产品底面涂上高温氧化铝粉，防止产品在烧制过程中出现液相物质而粘辊棒。
实施例5：
一种利用石材废粉制备的多孔陶瓷呼吸材料，由如下重量份数计的组分制备而成：45份的花岗石石材废粉料、10份的低温熔块、5份的废熟石膏粉、40份的凹凸棒石。
该多孔陶瓷呼吸材料的制作方法，包括如下步骤：
坯料制备的步骤：将石材废粉料、低温熔块、废熟石膏粉、凹凸棒石分别进行初步粉碎，所述初步粉碎的粉料全过60目筛；称取预处理的石材废粉料和配方量的废熟石膏粉、凹凸棒石，依次经过混合、造粒，过20目筛，造粒后的粉料颗粒级配在20～80目，且30～60目占55％以上；常规陈腐，得到坯料，坯料含水率范围在7％；其中，预处理的石材废粉料的过程包括如下步骤：(1)均化：对配方量的废石粉进行均化处理；(2)球磨、除杂、干燥：对均化后的废石粉进行球磨，球磨细度为250目筛筛余量为0.5～2％；球磨后废石粉采用浮选或/和磁选去除杂质；然后在110℃下进行干燥；(3)表面改性：对上述步骤(2)得到的废石粉颗粒进行表面改性，加入质量分数为5％的PVA和质量分数为2％的水玻璃溶液，进行充分搅拌，使废石粉表面均匀包裹一层表面改性剂；(4)低温熔块的预处理：对配方量的低温熔块进行干法球磨，球磨至325目筛筛余量小于2％；(5)废石粉表面包裹低温熔块：对改性后的废石粉进行高速搅拌，并逐步加入预处理好的低温熔块，使废石粉与低温熔块均匀分布包裹，即得。
塑形的步骤：将上述坯料采用恒力泰压机压制，成型压力为21MPA，压制成型；
烘干的步骤：将已塑形的坯料输送至干燥窑内进行干燥；所述干燥窑的干燥温度120℃，干燥时间35min；
烧成的步骤：将烘干后的砖体放入辊道窑进行烧制；所述烧制温度为730℃，烧制时间为35min。产品尺寸小于10cm的采用垫板烧制，大于等于10cm的产品可以在产品底面涂上高温氧化铝粉，防止产品在烧制过程中出现液相物质而粘辊棒。
实施例6：
一种利用石材废粉制备的多孔陶瓷呼吸材料，由如下重量份数计的组分制备而成：30份的花岗石石材废粉料、20份的低温熔块、10份的废熟石膏粉、35份的粉煤灰。
该多孔陶瓷呼吸材料的制作方法，包括如下步骤：
坯料制备的步骤：将石材废粉料、低温熔块、废熟石膏粉、粉煤灰分别进行初步粉碎，所述初步粉碎的粉料全过60目筛；称取预处理的石材废粉料和配方量的废熟石膏粉、粉煤灰，依次经过混合、造粒，过20目筛，造粒后的粉料颗粒级配在20～80目，且30～60目占55％以上；常规陈腐，得到坯料，坯料含水率范围在11％；其中，预处理的石材废粉料的过程包括如下步骤：(1)均化：对配方量的废石粉进行均化处理；(2)球磨、除杂、干燥：对均化后的废石粉进行球磨，球磨细度为250目筛筛余量为0.5～2％；球磨后废石粉采用浮选或/和磁选去除杂质；然后在110℃下进行干燥；(3)表面改性：对上述步骤(2)得到的废石粉颗粒进行表面改性，加入质量分数为5％的PVA和质量分数为2％的水玻璃溶液，进行充分搅拌，使废石粉表面均匀包裹一层表面改性剂；(4)低温熔块的预处理：对配方量的低温熔块进行干法球磨，球磨至325目筛筛余量小于2％；(5)废石粉表面包裹低温熔块：对改性后的废石粉进行高速搅拌，并逐步加入预处理好的低温熔块，使废石粉与低温熔块均匀分布包裹，即得。
塑形的步骤：将上述坯料采用恒力泰压机压制，成型压力为21MPA，压制成型；
烘干的步骤：将已塑形的坯料输送至干燥窑内进行干燥；所述干燥窑的干燥温度120℃，干燥时间35min；
烧成的步骤：将烘干后的砖体放入辊道窑进行烧制；所述烧制温度为730℃，烧制时间为35min。产品尺寸小于10cm的采用垫板烧制，大于等于10cm的产品可以在产品底面涂上高温氧化铝粉，防止产品在烧制过程中出现液相物质而粘辊棒。
效果评价及性能检测
1.对实施例1-6以及对比例1-2的多孔陶瓷呼吸材料的抗折强度、吸水率、孔隙率、平均孔径、孔容积进行检测，检测项目及结果参见表1。对比例1为市售的呼吸砖，呼吸砖购自安卓陶瓷公司的呼吸砖。对比例2以石材废粉料为原料的多孔陶瓷呼吸材料，其中在实施例1的多孔陶瓷呼吸材料配方基础上，但石材废粉料未处理前的废石材粉料，其余用量以及制作工艺条件一致。其中，抗折强度、吸水率的检测方法参见GB/T 3001-2017，GB/T3810.3-2016国家标准或行业标准，孔隙率、平均孔径、孔容积的检测方法参见BET比表面积测定法，此处不累述。
表1为实施例1-6以及对比例1-2多孔陶瓷呼吸材料的性能参数
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种利用石材废粉制备的多孔陶瓷呼吸材料，其特征在于，由如下重量份数计的组分制备而成：20-80份的石材废粉料、5-20份的低温熔块、5-10份的废熟石膏粉、20-40份的成孔辅料。
2.如权利要求1所述的多孔陶瓷呼吸材料，其特征在于，由如下重量份数计的组分制备而成：30-65份的石材废粉料、8-18份的低温熔块、6-8份的废熟石膏粉、23-38份的成孔辅料。
3.如权利要求1所述的多孔陶瓷呼吸材料，其特征在于，所述成孔辅料选自硅藻土、海泡石、水铝英石、蒙脱石、酸性白土、膨润土、沸石、凹凸棒石、粉煤灰、废石膏、垃圾焚烧灰分中的一种或一种以上的混合物。
4.如权利要求1所述的多孔陶瓷呼吸材料，其特征在于，所述石材废粉料的加工处理过程包括如下步骤：
(1)均化：对废石粉进行均化处理；
(2)球磨、除杂、干燥：对均化后的废石粉进行球磨，球磨细度为250目筛筛余量为0.5～2％；球磨后废石粉采用浮选或/和磁选去除杂质；然后在110-120℃下进行干燥；
(3)表面改性：对上述步骤(2)得到的废石粉颗粒进行表面改性，加入质量分数为5％的PVA和质量分数为2％的水玻璃溶液，进行充分搅拌，使废石粉表面均匀包裹一层表面改性剂；
(4)低温熔块的预处理：对低温熔块进行干法球磨，球磨至325目筛筛余量小于2％；
(5)废石粉表面包裹低温熔块：对改性后的废石粉进行高速搅拌，并逐步加入预处理好的低温熔块，使废石粉与低温熔块均匀分布包裹，即得。
5.如权利要求1所述的多孔陶瓷呼吸材料，其特征在于，所述石材废粉料由如下质量百分数计的组分组成：0.5-1.2％的SiO2、50-58％的CaO、0.1-0.3％的Al2O3、0.05-0.25％的Fe2O3、0.5-1.5％MgO、40-48％的LOI，上述组分的质量百分数之和为100％。
6.一种利用石材废粉制备的多孔陶瓷呼吸材料的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
坯料制备的步骤：将石材废粉料、低温熔块、废熟石膏粉、成孔辅料分别进行初步粉碎；称取预处理的石材废粉料和配方量的废熟石膏粉、成孔辅料，依次经过混合、造粒、过20目筛、陈腐，得到坯料；
塑形的步骤：将上述坯料采用粉式干压、湿式挤出或注浆成型；
烘干的步骤：将已塑形的坯料输送至干燥窑内进行干燥；
烧成的步骤：将烘干后的砖体放入辊道窑进行烧制。
7.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在坯料制备的步骤中，所述初步粉碎的粉料全过60目筛；所述造粒后的粉料颗粒级配在20～80目，且30～60目占55％以上；所述坯料含水率范围在6％～12％。
8.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在坯料制备的步骤中，所述预处理的石材废粉料的过程包括如下步骤：
(1)均化：对废石粉进行均化处理；
(2)球磨、除杂、干燥：对均化后的废石粉进行球磨，球磨细度为250目筛筛余量为0.5～2％；球磨后废石粉采用浮选或/和磁选去除杂质；然后在110-120℃下进行干燥；
(3)表面改性：对上述步骤(2)得到的废石粉颗粒进行表面改性，加入质量分数为5％的PVA和质量分数为2％的水玻璃溶液，进行充分搅拌，使废石粉表面均匀包裹一层表面改性剂；
(4)低温熔块的预处理：对低温熔块进行干法球磨，球磨至325目筛筛余量小于2％；
(5)废石粉表面包裹低温熔块：对改性后的废石粉进行高速搅拌，并逐步加入预处理好的低温熔块，使废石粉与低温熔块均匀分布包裹，即得。
9.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在烘干的步骤中，所述干燥窑的干燥温度100～230℃，干燥时间30-50min。
10.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在烧成的步骤中，所述烧制温度为680～750℃，烧制时间为30-60min。
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