CN110078471B - 基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料及制备方法、系统 - Google Patents

基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料及制备方法、系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料及制备方法、系统，该陶瓷浆料原料包括1～5份石英砂、5～10份高钠石粉、5～10份钾钠长石、8～13份球土、15～20份高岭土、15～20份伊利石类粘土、10～15份叶腊石、1～5份白云石、10～15份绢云母和5～10份废瓷浆；废瓷浆的颗粒级配为：D55 0～10μm，D35≤5μm，D70≤20μm，D95≤45μm。大大减少原料中石英和长石的使用量，降低高压注浆陶瓷浆料的生产成本，废瓷回收利用率达到5‑10wt％，减少环境污染。废瓷浆颗粒分布向中间10μm位置集中，避免因废瓷浆颗粒在粒径较大的位置分布而导致高压注浆陶瓷坯体成型时易分层、产生收坯率低、烧成分层鼓包等缺陷，实现废瓷的高比例利用。

Description

基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料及制备方法、系统
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷领域，尤其涉及基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料及制备方法、系统。
背景技术
我国是名副其实的陶瓷生产和消费大国。随着人口的不断增长，城市建设和经济快速发展，大量的土地被征用，致使我国的人地矛盾的日益突出，如果陶瓷卫浴企业依然把固体废物敲碎填埋，对环境的可持续发展并没有多大利益。由于许多陶瓷生产企业对废料利用的意识不高，加上技术和成本原因，使得废瓷利用产业一时无法做大。企业面临的尴尬现状是一方面，废瓷等固体废物被随意处置或简单填埋，废瓷在回收时无法自然分解，占地又污染，且破坏土壤结构、造成地表沉降；而另一方面，有处置能力的废瓷再生的企业却因成本问题，面临着无法全面实现废瓷回收利用的生存窘境。
现有高压注浆陶瓷浆料配方中使用大量的伊利石及石英等原料，成本高，且吸浆速度一般，而废瓷的强透水性和高强度，可将废瓷作为高压注浆陶瓷浆料的原料；但由于废瓷的硬度高且无可塑性，容易使高压注浆陶瓷浆料发生分层，因此无法直接将废瓷掺入高压注浆陶瓷浆料的原料中，使得废瓷的回收利用率较低。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料，避免因废瓷浆颗粒在粒径较大的位置分布而导致高压注浆陶瓷坯体成型时易分层、产生收坯率低、烧成分层鼓包等缺陷，实现废瓷的高比例利用。
本发明的另一个目的在于提出一种基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的制备方法，废瓷浆和高压注浆陶瓷浆料分开制备，避免了废瓷浆对其他原料的加工带来不良影响。
本发明的另一个目的在于提出一种基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的制备系统，实现产业化生产基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料，按照重量份数，原料包括1～5份石英砂、5～10份高钠石粉、5～10份钾钠长石、8～13份球土、15～20份高岭土、15～20份伊利石类粘土、10～15份叶腊石、1～5份白云石、10～15份绢云母和5～10份废瓷浆；
所述废瓷浆的颗粒级配为：D55 0～10μm，D35≤5μm，D70≤20μm，D95≤45μm。
优选地，按照重量百分比，所述废瓷浆的原料包括1～10％原矿黑泥和90～99％废瓷粉。
优选地，按照重量份数，化学成分组成为62～66份二氧化硅、20～22份氧化铝、0.5～1.5份三氧化二铁、0.1～0.4份氧化钛、0.5～1.5份氧化钙、0.5～2.5份氧化镁、2.5～3.5份氧化钾和0.5～1.5份氧化钠，其中烧失量为7～7.5份；
所述基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的颗粒级配为：D58 0～10μm，D40≤5μm，D75≤20μm，D98≤45μm。
所述基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的制备方法，包括以下步骤：
A.制备废瓷浆
步骤A1，将废瓷料破碎至粒径为5～10mm，制得废瓷粉；
步骤A2，按照重量百分比，称取1～10％原矿黑泥和90～99％所述步骤A1的废瓷粉，加水球磨至出球细度为325目筛余3～8％，制得废瓷浆；
B.制备高压注浆陶瓷浆料
步骤B1，按照重量份数，称取1～5份石英砂、5～10份高钠石粉、5～10份钾钠长石、10～15份叶腊石、1～5份白云石和10～15份绢云母，加水球磨至出球细度为325目筛余10～12％，制得硬质原料浆；
步骤B2，将步骤B1的硬质原料浆全部倒入高速搅拌池，同时按照重量份数，称取8～13份球土、15～20份高岭土和15～20份伊利石类粘土并放入高速搅拌池，一同加水化浆；
步骤B3，按照重量份数，称取5～10份步骤A2制得的废瓷浆并放入化浆完成后的高速搅拌池中，进行搅拌混合，过筛除铁后制得所述基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料。
优选地，所述步骤A1包括：
步骤A1.1，采用颚式粉碎机对废瓷料进行粗破碎，直至废瓷料的粒径为10～20mm；
步骤A1.2，采用锤式粉碎机对经过步骤A1.1的废瓷料进行细破碎，直至废瓷料的粒径为5～10mm；
步骤A1.3，采用滚筒筛对经过步骤A1.2的废瓷料进行过筛，制得粒径≤10mm的废瓷粉。
优选地，所述步骤A2中，球磨时加水量为废瓷粉和原矿黑泥的总重量的35～40％；所述步骤B1中，球磨时加水量为石英砂、高钠石粉、钾钠长石、叶腊石、白云石和绢云母的总重量的45～55％；
所述步骤B2中，化浆时加水量为球土、高岭土和伊利石类粘土的总重量的10～20％，并且化浆至颗粒细度为325目筛余6～8％；
所述步骤B3中，采用三次元旋振筛进行过筛，筛网目数为80目。
优选地，所述步骤B3还包括，过筛除铁后的混合浆料陈腐7天以上，然后对陈腐后的混合浆料再次进行过筛除铁，筛网目数为80目，制得所述基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料。
所述基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的制备方法的制备系统，包括废瓷回收加工单元和高压注浆陶瓷浆料加工单元；从上游至下游，所述废瓷回收加工单元依次包括废瓷粗粉碎设备、废瓷细粉碎设备、过筛设备和废瓷球磨设备。
优选地，从上游至下游，所述高压注浆陶瓷浆料加工单元依次包括硬质原料球磨设备、高速搅拌池、三次元旋振筛和除铁设备。
优选地，所述废瓷粗粉碎设备为颚式粉碎机，所述废瓷细粉碎设备为锤式粉碎机，所述三次元旋振筛的筛网目数为80目；所述高压注浆陶瓷浆料加工单元还包括陈腐池，所述陈腐池设置于所述除铁设备的下游。
所述基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料含有废瓷浆，废瓷浆具有良好的透水性，提高高压注浆陶瓷浆料的吸浆速度，可替代原料中一部分的长石，从而大大减少原料中石英和长石的使用量，大大降低高压注浆陶瓷浆料的生产成本和大大提高高压注浆的效率，废瓷回收利用率达到5-10wt％，减少环境污染。
废瓷浆中粒径小于20μm的废瓷颗粒占70％以上，废瓷浆颗粒分布向中间10μm位置集中，避免因废瓷浆颗粒在粒径较大的位置分布而导致高压注浆陶瓷坯体成型时易分层、产生收坯率低、烧成分层鼓包等缺陷，实现废瓷的高比例利用。
附图说明
附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明其中一个实施例的高压注浆陶瓷浆料的制备系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一种基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料，按照重量份数，原料包括1～5份石英砂、5～10份高钠石粉、5～10份钾钠长石、8～13份球土、15～20份高岭土、15～20份伊利石类粘土、10～15份叶腊石、1～5份白云石、10～15份绢云母和5～10份废瓷浆；所述废瓷浆的颗粒级配为：D55 0～10μm，D35≤5μm，D70≤20μm，D95≤45μm。
所述基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料含有废瓷浆，废瓷浆具有良好的透水性，提高高压注浆陶瓷浆料的吸浆速度，可替代原料中一部分的长石，从而大大减少原料中石英和长石的使用量，大大降低高压注浆陶瓷浆料的生产成本和大大提高高压注浆的效率，废瓷回收利用率达到5-10wt％，减少环境污染。
废瓷浆中粒径小于20μm的废瓷颗粒占70％以上，废瓷浆颗粒分布向中间10μm位置集中，避免因废瓷浆颗粒在粒径较大的位置分布而导致高压注浆陶瓷坯体成型时易分层、产生收坯率低、烧成分层鼓包等缺陷，实现废瓷的高比例利用。
优选地，按照重量百分比，所述废瓷浆的原料包括1～10％原矿黑泥和90～99％废瓷粉。所述废瓷浆的原料含有1～10％原矿黑泥，原矿黑泥可起到悬浮作用，防止废瓷浆发生沉淀、分层等现象。需要说明，本发明的高压注浆陶瓷浆料的原料和废瓷浆的原料均为除水以外的成分。
优选地，按照重量份数，化学成分组成为62～66份二氧化硅、20～22份氧化铝、0.5～1.5份三氧化二铁、0.1～0.4份氧化钛、0.5～1.5份氧化钙、0.5～2.5份氧化镁、2.5～3.5份氧化钾和0.5～1.5份氧化钠，其中烧失量为7～7.5份；所述基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的颗粒级配为：D58 0～10μm，D40≤5μm，D75≤20μm，D98≤45μm。
高压注浆陶瓷浆料的颗粒级配合理，粒径小于20μm的浆料颗粒占75％以上，浆料颗粒分布向中间10μm位置集中，避免因颗粒在粒径较大的位置分布而导致高压注浆陶瓷坯体成型时易分层、产生收坯率低、烧成分层鼓包等缺陷。
所述基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的制备方法，包括以下步骤：
A.制备废瓷浆
步骤A1，将废瓷料破碎至粒径为5～10mm，制得废瓷粉；
步骤A2，按照重量百分比，称取1～10％原矿黑泥和90～99％所述步骤A1的废瓷粉，加水球磨至出球细度为325目筛余3～8％，制得废瓷浆；
B.制备高压注浆陶瓷浆料
步骤B1，按照重量份数，称取1～5份石英砂、5～10份高钠石粉、5～10份钾钠长石、10～15份叶腊石、1～5份白云石和10～15份绢云母，加水球磨至出球细度为325目筛余10～12％，制得硬质原料浆；
步骤B2，将步骤B1的硬质原料浆全部倒入高速搅拌池，同时按照重量份数，称取8～13份球土、15～20份高岭土和15～20份伊利石类粘土并放入高速搅拌池，一同加水化浆；
步骤B3，按照重量份数，称取5～10份步骤A2制得的废瓷浆并放入化浆完成后的高速搅拌池中，进行搅拌混合，过筛除铁后制得所述基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料。
所述基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的原料中，石英砂、高钠石粉、钾钠长石、叶腊石、白云石和绢云母为硬质原料，球土、高岭土和伊利石类粘土为软质原料。
由于废瓷料的硬度很高和没有可塑性，若将废瓷料与上述硬质原料一起球磨，浆料颗粒主要在粒径较大的位置分布，高压注浆陶瓷坯体成型时易分层，造成收坯率低，烧成分层鼓包等缺陷。因此，所述基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的制备方法中，废瓷浆和高压注浆陶瓷浆料是分开制备的，先制备的废瓷浆可储存待用，也可立即用来制备高压注浆陶瓷浆料。
废瓷浆的制备中，由于废瓷料的硬度很高，所以先单独对废瓷料进行破碎至粒径为5～10mm，制得废瓷粉；在将原矿黑泥掺入废瓷粉进行球磨，原矿黑泥防止废瓷浆发生沉淀、分层等现象，要求球磨至325目，筛余3～8％，从而制得的废瓷浆中粒径小于20μm的废瓷颗粒占70％以上，废瓷浆颗粒分布向中间10μm位置集中，废瓷回收利用率达到5-10wt％，减少环境污染，实现废瓷的高比例利用。需要说明的是，步骤A1中废瓷粉制得的重量份数可大于5～10份，因此制得的废瓷浆可储备起来持续使用，步骤A2中原矿黑泥的所需重量根据废瓷粉的重量计算，只要满足重量百分比为1～10％原矿黑泥和90～99％废瓷粉即可。
高压注浆陶瓷浆料的制备中，步骤B1先将硬质原料进行球磨粉碎，避免硬质原料和软质原料混合球磨时浆料颗粒粒径较大；步骤B2将制得的硬质原料浆放入高速搅拌池，作为化浆的基材；同时往高速搅拌池加入软质原料，进行高速搅拌化浆；从而实现了硬质原料和软质原料的分类加工，使浆料的颗粒级配更合理，使最终制得的基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料，粒径小于20μm的浆料颗粒占75％以上，浆料颗粒分布向中间10μm位置集中。
完成步骤B1和B2后，才将废瓷浆放入高速搅拌池中搅拌混合，废瓷浆并不参与其他原料的加工过程，避免了废瓷浆对其他原料的加工带来不良影响。过筛除铁可去除混合浆料中的杂质和含铁物质，提高制得的基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的质量。
高压注浆制备陶瓷坯体时，制得的基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料，可与高压注浆的陶瓷回浆按照一定比例混合，混合比例为1：1，实现陶瓷回浆的回收利用，减少资源浪费。
优选地，所述步骤A1包括：
步骤A1.1，采用颚式粉碎机对废瓷料进行粗破碎，直至废瓷料的粒径为10～20mm；
步骤A1.2，采用锤式粉碎机对经过步骤A1.1的废瓷料进行细破碎，直至废瓷料的粒径为5～10mm；
步骤A1.3，采用滚筒筛对经过步骤A1.2的废瓷料进行过筛，制得粒径≤10mm的废瓷粉。
步骤A1中，先后对废瓷料进行粗破碎和细破碎，并且随后进行过筛，以确保制得的废瓷粉的粒径≤10mm。
优选地，所述步骤A2中，球磨时加水量为废瓷粉和原矿黑泥的总重量的35～40％；
所述步骤B1中，球磨时加水量为石英砂、高钠石粉、钾钠长石、叶腊石、白云石和绢云母的总重量的45～55％；
所述步骤B2中，化浆时加水量为球土、高岭土和伊利石类粘土的总重量的10～20％，并且化浆至颗粒细度为325目筛余6～8％；
所述步骤B3中，采用三次元旋振筛进行过筛，筛网目数为80目。使制得的高压注浆陶瓷浆料的粒径小于20μm的浆料颗粒占75％以上，浆料颗粒分布向中间10μm位置集中。各步骤的加水量根据实际所加入原料的总重量计算，例如步骤A2中，若废瓷粉和原矿黑泥的总重量为10kg，则球磨加水量为3.5～4kg。
优选地，所述步骤B3还包括，过筛除铁后的混合浆料陈腐7天以上，然后对陈腐后的混合浆料再次进行过筛除铁，筛网目数为80目，制得所述基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料。步骤B3还对过筛除铁后的混合浆料进行二次精制，即陈腐和再次过筛除铁，陈腐可使高压注浆陶瓷浆料更为均匀，提高可塑性、悬浮性和流动性；再次过筛除铁，可进一步除去含铁物质和其他杂质。
所述基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的制备方法的制备系统，如图1所示，包括废瓷回收加工单元和高压注浆陶瓷浆料加工单元；从上游至下游，所述废瓷回收加工单元依次包括废瓷粗粉碎设备、废瓷细粉碎设备、过筛设备和废瓷球磨设备。
废瓷回收加工单元用于制备废瓷浆，高压注浆陶瓷浆料加工单元用于制备高压注浆陶瓷浆料，从而实现废瓷浆和高压注浆陶瓷浆料的分开制备，避免将废瓷料与硬质原料一起球磨，浆料颗粒主要在粒径较大的位置分布，高压注浆陶瓷坯体成型时易分层，造成收坯率低，烧成分层鼓包等缺陷。
废瓷回收加工单元制得的废瓷浆可储存待用，也可立即输送至高压注浆陶瓷浆料加工单元来制备高压注浆陶瓷浆料。
由于废瓷料的硬度很高，所以废瓷回收加工单元先通过废瓷粗粉碎设备对废瓷料进行粗粉碎，再通过废瓷细粉碎设备对废瓷料进行细粉碎，并且随后进行过筛，以确保制得的废瓷粉的粒径≤10mm；废瓷球磨设备将原矿黑泥掺入废瓷粉进行球磨，使制得的废瓷浆中粒径小于20μm的废瓷颗粒占70％以上，废瓷浆颗粒分布向中间10μm位置集中，废瓷回收利用率达到5-10wt％，减少环境污染，实现废瓷的高比例利用。
优选地，从上游至下游，所述高压注浆陶瓷浆料加工单元依次包括硬质原料球磨设备、高速搅拌池、三次元旋振筛和除铁设备。所述高压注浆陶瓷浆料加工单元通过设置硬质原料球磨设备对硬质原料进行球磨粉碎，避免硬质原料和软质原料混合球磨时浆料颗粒粒径较大；通过高速搅拌池对软质原料进行高速搅拌化浆；从而实现了硬质原料和软质原料的分类加工，使浆料的颗粒级配更合理，使最终制得的基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料，粒径小于20μm的浆料颗粒占75％以上，浆料颗粒分布向中间10μm位置集中。
优选地，所述废瓷粗粉碎设备为颚式粉碎机，所述废瓷细粉碎设备为锤式粉碎机，所述三次元旋振筛的筛网目数为80目；所述高压注浆陶瓷浆料加工单元还包括陈腐池，所述陈腐池设置于所述除铁设备的下游。在除铁设备的下游设置陈腐池，对过筛除铁后的混合浆料进行陈腐，使高压注浆陶瓷浆料更为均匀，提高可塑性、悬浮性和流动性。
实施例1～4
实施例1至4按照重量份数，根据表1称取各原料；废瓷浆的各原料的重量百分比如表2所示，并按以下步骤制备高压注浆陶瓷浆料：
A.制备废瓷浆
步骤A1.1，采用颚式粉碎机对废瓷料进行粗破碎，直至废瓷料的粒径为10～20mm；
步骤A1.2，采用锤式粉碎机对经过步骤A1.1的废瓷料进行细破碎，直至废瓷料的粒径为5～10mm；
步骤A1.3，采用滚筒筛对经过步骤A1.2的废瓷料进行过筛，制得粒径≤10mm的废瓷粉；
步骤A2，将原矿黑泥和所述步骤A1.3的废瓷粉，加水球磨至出球细度为325目筛余8％，制得废瓷浆；球磨时加水量为废瓷粉和原矿黑泥的总重量的38％；
B.制备高压注浆陶瓷浆料
步骤B1，称取石英砂、高钠石粉、钾钠长石、叶腊石、白云石和绢云母，并加水球磨至出球细度为325目筛余12％，制得硬质原料浆；球磨时加水量为石英砂、高钠石粉、钾钠长石、叶腊石、白云石和绢云母的总重量的50％；
步骤B2，将步骤B1的硬质原料浆全部倒入高速搅拌池，同时将球土、高岭土和伊利石类粘土放入高速搅拌池，一同加水化浆至颗粒细度为325目筛余8％；化浆时加水量为球土、高岭土和伊利石类粘土的总重量的15％；
步骤B3，将步骤A2制得的废瓷浆放入化浆完成后的高速搅拌池中，进行搅拌混合；
然后过筛除铁，其中采用三次元旋振筛进行过筛，筛网目数为80目；过筛除铁后的混合浆料陈腐7天，然后对陈腐后的混合浆料再次进行过筛除铁，筛网目数为80目，制得高压注浆陶瓷浆料。
原料/份 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
石英砂 3 3 1 5
高钠石粉 6 7 5 10
钾钠长石 5 8 10 6
球土 13 10 12 8
高岭土 16 20 15 19
伊利石类粘土 20 17 18 15
叶腊石 10 13 12 15
白云石 1 3 2 5
绢云母 10 15 12 13
废瓷浆 10 5 8 6
表1
原料/％ 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
原矿黑泥 1 3 8 10
废瓷粉 99 97 92 90
表2
对比例1
本对比例的原料及其重量份数和实施例1相同，区别在于本对比例无废瓷浆，并按以下步骤制备高压注浆陶瓷浆料：
步骤C1，称取石英砂、高钠石粉、钾钠长石、叶腊石、白云石和绢云母，加水球磨至出球细度为325目筛余12％，制得硬质原料浆；球磨时加水量为石英砂、高钠石粉、钾钠长石、叶腊石、白云石和绢云母的总重量的50％；
步骤C2，将步骤C1的硬质原料浆全部倒入高速搅拌池，同时将球土、高岭土和伊利石类粘土放入高速搅拌池，一同加水化浆至颗粒细度为325目筛余8％；化浆时加水量为球土、高岭土和伊利石类粘土的总重量的15％；
步骤C3，过筛除铁，其中采用三次元旋振筛进行过筛，筛网目数为80目；过筛除铁后的混合浆料陈腐7天，然后对陈腐后的混合浆料再次进行过筛除铁，筛网目数为80目，制得高压注浆陶瓷浆料。
对比例2
本对比例按照重量份数，原料为10份石英砂、6份高钠石粉、20份钾钠长石、13份球土、16份高岭土、20份伊利石类粘土、10份叶腊石、1份白云石和10份绢云母。本对比例采用对比例1的步骤制备高压注浆陶瓷浆料。
对比例3
本对比例的原料及其重量份数和实施例1相同，区别在于本对比例的废瓷浆为2份。本对比例采用实施例1的步骤制备高压注浆陶瓷浆料。
对比例4
本对比例的原料及其重量份数和实施例3相同，区别在于本对比例的废瓷浆的原料为100％废瓷粉，不含有原矿黑泥。
本对比例采用实施例3的步骤制备高压注浆陶瓷浆料，区别在于步骤A2改为将所述步骤A1.3的废瓷粉加水球磨至出球细度为325目筛余8％，制得废瓷浆。
对比例5
本对比例的原料及其重量份数和实施例2相同，并采用实施例2的步骤制备高压注浆陶瓷浆料，区别在于：
步骤A1.1，采用颚式粉碎机对废瓷料进行粗破碎，直至废瓷料的粒径为30～40mm；
步骤A1.2，采用锤式粉碎机对经过步骤A1.1的废瓷料进行细破碎，直至废瓷料的粒径为25～30mm；
步骤A1.3，采用滚筒筛对经过步骤A1.2的废瓷料进行过筛，制得粒径≤30mm的废瓷粉；
步骤A2，将原矿黑泥和所述步骤A1.3的废瓷粉，加水球磨至粒径D50为20～30μm，球磨时加水量为废瓷粉和原矿黑泥的总重量的38％，制得废瓷浆。
对比例6
本对比例按照重量份数，原料为5份石英砂、10份高钠石粉、6份钾钠长石、8份球土、19份高岭土、15份伊利石类粘土、15份叶腊石、5份白云石、13份绢云母和6份废瓷料。
按以下步骤制备高压注浆陶瓷浆料：
步骤D1，称取石英砂、高钠石粉、钾钠长石、叶腊石、白云石、绢云母和废瓷料，加水球磨至出球细度为325目筛余12％，制得硬质原料浆；球磨时加水量为石英砂、高钠石粉、钾钠长石、叶腊石、白云石、绢云母和废瓷料的总重量的50％；
步骤D2，将步骤D1的硬质原料浆全部倒入高速搅拌池，同时将球土、高岭土和伊利石类粘土放入高速搅拌池，一同加水化浆至颗粒细度为325目筛余8％；化浆时加水量为球土、高岭土和伊利石类粘土的总重量的15％；
步骤D3，过筛除铁，其中采用三次元旋振筛进行过筛，筛网目数为80目；过筛除铁后的混合浆料陈腐7天，然后对陈腐后的混合浆料再次进行过筛除铁，筛网目数为80目，制得高压注浆陶瓷浆料。
对比例7
本对比例的原料及其重量份数和实施例4相同，并采用实施例4的步骤制备高压注浆陶瓷浆料，区别在于：
B.制备高压注浆陶瓷浆料
步骤B1，称取石英砂、高钠石粉、钾钠长石、叶腊石、白云石、绢云母、球土、高岭土、伊利石类粘土和步骤A2制得的废瓷浆，加水球磨至出球细度为325目筛余12％，制得第一原料浆；球磨时加水量为石英砂、高钠石粉、钾钠长石、叶腊石、白云石、绢云母、球土、高岭土和伊利石类粘土的总重量的50％；
步骤B2，将步骤B1的第一原料浆全部倒入高速搅拌池，化浆至颗粒细度为325目筛余8％；
步骤B3，过筛除铁，其中采用三次元旋振筛进行过筛，筛网目数为80目；过筛除铁后的混合浆料陈腐7天，然后对陈腐后的混合浆料再次进行过筛除铁，筛网目数为80目，制得高压注浆陶瓷浆料。
一、检测实施例1至4和对比例1至7的废瓷浆的颗粒分布如表3所示，和高压注浆陶瓷浆料的颗粒分布如表4所示。
Figure BDA0002063780930000141
Figure BDA0002063780930000151
表3
Figure BDA0002063780930000152
Figure BDA0002063780930000161
表4
二、将实施例1至4和对比例1至7的高压注浆陶瓷浆料分别使用模具注浆，高压成型制得坯体，对坯体进行干燥和高温烧制，制得成品。上述高压注浆成型方法为现有方法。检测实施例1至4和对比例1至7制得的坯体和成品的各项性能，结果如表5所示。
Figure BDA0002063780930000162
表5
由表3至表5分析可知，(1)废瓷浆具有良好的透水性，提高高压注浆陶瓷浆料的吸浆速度，可替代原料中一部分的长石，从而大大减少原料中石英和长石的使用量，大大降低高压注浆陶瓷浆料的生产成本和大大提高高压注浆的效率，同时保证成品强度和抗热震性合格，废瓷回收利用率达到5-10wt％，减少环境污染；
(2)当废瓷浆中粒径小于20μm的废瓷颗粒占70％以上，废瓷浆颗粒分布向中间10μm位置集中，可避免因废瓷浆颗粒在粒径较大的位置分布而导致高压注浆陶瓷坯体成型时易分层、产生收坯率低、烧成分层鼓包等缺陷；
(3)废瓷浆的原料含有1～10％原矿黑泥，可起到悬浮作用，防止废瓷浆发生沉淀、分层等现象，进而避免坯体成型时易分层；
(4)实施例1至4制备的高压注浆陶瓷浆料的颗粒级配合理，粒径小于20μm的浆料颗粒占75％以上，浆料颗粒分布向中间10μm位置集中，避免因颗粒在粒径较大的位置分布而导致高压注浆陶瓷坯体成型时易分层、产生收坯率低、烧成分层鼓包等缺陷；
(5)由于废瓷料的硬度很高和没有可塑性，若将废瓷料与硬质原料一起球磨，浆料颗粒主要在粒径较大的位置分布，高压注浆陶瓷坯体成型时易分层，造成收坯率低，烧成分层鼓包等缺陷；
(6)硬质原料和软质原料混合球磨时浆料颗粒粒径较大，需将硬质原料和软质原料的分类加工，使浆料的颗粒级配更合理。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料，其特征在于：按照重量份数，原料包括1～5份石英砂、5～10份高钠石粉、5～10份钾钠长石、8～13份球土、15～20份高岭土、15～20份伊利石类粘土、10～15份叶腊石、1～5份白云石、10～15份绢云母和5～10份废瓷浆；
所述废瓷浆的颗粒级配为：D55 0～10μm，D35≤5μm，D70≤20μm，D95≤45μm；
按照重量百分比，所述废瓷浆的原料包括1～10％原矿黑泥和90～99％废瓷粉；
所述基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的颗粒级配为：D58 0～10μm，D40≤5μm，D75≤20μm，D98≤45μm。
2.根据权利要求1所述的基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料，其特征在于：按照重量份数，化学成分组成为62～66份二氧化硅、20～22份氧化铝、0.5～1.5份三氧化二铁、0.1～0.4份氧化钛、0.5～1.5份氧化钙、0.5～2.5份氧化镁、2.5～3.5份氧化钾和0.5～1.5份氧化钠，其中烧失量为7～7.5份。
3.根据权利要求1或2所述的基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.制备废瓷浆
步骤A1，将废瓷料破碎至粒径为5～10mm，制得废瓷粉；
步骤A2，按照重量百分比，称取1～10％原矿黑泥和90～99％所述步骤A1的废瓷粉，加水球磨至出球细度为325目筛余3～8％，制得废瓷浆；
B.制备高压注浆陶瓷浆料
步骤B1，按照重量份数，称取1～5份石英砂、5～10份高钠石粉、5～10份钾钠长石、10～15份叶腊石、1～5份白云石和10～15份绢云母，加水球磨至出球细度为325目筛余10～12％，制得硬质原料浆；
步骤B2，将步骤B1的硬质原料浆全部倒入高速搅拌池，同时按照重量份数，称取8～13份球土、15～20份高岭土和15～20份伊利石类粘土并放入高速搅拌池，一同加水化浆；
步骤B3，按照重量份数，称取5～10份步骤A2制得的废瓷浆并放入化浆完成后的高速搅拌池中，进行搅拌混合，过筛除铁后制得所述基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料。
4.根据权利要求3所述的基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤A1包括：
步骤A1.1，采用颚式粉碎机对废瓷料进行粗破碎，直至废瓷料的粒径为10～20mm；
步骤A1.2，采用锤式粉碎机对经过步骤A1.1的废瓷料进行细破碎，直至废瓷料的粒径为5～10mm；
步骤A1.3，采用滚筒筛对经过步骤A1.2的废瓷料进行过筛，制得粒径≤10mm的废瓷粉。
5.根据权利要求3所述的基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的制备方法，其特征在于：所述步骤A2中，球磨时加水量为废瓷粉和原矿黑泥的总重量的35～40％；
所述步骤B1中，球磨时加水量为石英砂、高钠石粉、钾钠长石、叶腊石、白云石和绢云母的总重量的45～55％；
所述步骤B2中，化浆时加水量为球土、高岭土和伊利石类粘土的总重量的10～20％，并且化浆至颗粒细度为325目筛余6～8％；
所述步骤B3中，采用三次元旋振筛进行过筛，筛网目数为80目。
6.根据权利要求3所述的基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的制备方法，其特征在于：所述步骤B3还包括，过筛除铁后的混合浆料陈腐7天以上，然后对陈腐后的混合浆料再次进行过筛除铁，筛网目数为80目，制得所述基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料。
7.应用权利要求3至6任意一项所述的基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的制备方法的制备系统，其特征在于：包括废瓷回收加工单元和高压注浆陶瓷浆料加工单元；从上游至下游，所述废瓷回收加工单元依次包括废瓷粗粉碎设备、废瓷细粉碎设备、过筛设备和废瓷球磨设备。
8.根据权利要求7所述的基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的制备系统，其特征在于：从上游至下游，所述高压注浆陶瓷浆料加工单元依次包括硬质原料球磨设备、高速搅拌池、三次元旋振筛和除铁设备。
9.根据权利要求8所述的基于废瓷回收利用的高压注浆陶瓷浆料的制备系统，其特征在于：所述废瓷粗粉碎设备为颚式粉碎机，所述废瓷细粉碎设备为锤式粉碎机，所述三次元旋振筛的筛网目数为80目；所述高压注浆陶瓷浆料加工单元还包括陈腐池，所述陈腐池设置于所述除铁设备的下游。
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