CN110483017A - 一种建筑陶瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于固废综合利用技术领域，具体涉及一种利用铜尾矿浆和铸钢废砂制备建筑陶瓷的方法。本发明按照以下步骤完成，第一步：铜尾矿浆浓缩、铸钢石英砂大块打碎；第二步：按质量配比入磨球磨；第三步：制粉陈腐；第四步：液压成型；第五步：干燥烧成。本发明将浓缩的铜尾矿浆和铸钢废砂作为建筑陶瓷的原料，不仅实现了固废资源的无害化利用，缓解固废堆积带来的环境污染，为矿山资源的可持续发展缓解压力，而且增加了建筑陶瓷中固废添加量，大量节约陶瓷原料成本，所得建筑陶瓷产品的性能也均满足相应档次产品的国家标准。

Description

一种建筑陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明属于固废综合利用技术领域，具体涉及一种利用铜尾矿浆和铸钢废砂制备建筑陶瓷的方法。
背景技术
随着陶瓷行业的快速发展，优质的原料已经非常稀缺，价格也在步步攀升。多数陶瓷企业将目标转向了品质相对较差的原料，如工业固废。
国内矿产资源大量开采，为人们提供便利优质的物资生活的同时，会产生数量惊人的尾矿。目前，我国尾矿累计堆存量大约120多亿吨，大量的尾矿堆积于尾矿库，不仅占用国家土地资源，污染周边环境，而且耗费高额的管理费用。
中条山有色金属集团有限公司铜尾矿成分稳定、储量可观、无可塑性、无收缩、主要化学成分为中含较为丰富的钾、钠、钙、镁等熔剂氧化物，可以替代陶瓷原料中的长石类；中条山集团机电设备公司的铸钢废砂主要成分为二氧化硅，使用后有少量铁质材料残余，可以替代陶瓷原料中的石英石类；两种工业固体废弃物都满足陶瓷生产需要。如果经过加工充分变废为宝用于生产中，节约生产成本是一件利国利民的好事。
发明内容
本发明的目的是将现有铜尾矿、铸钢废砂两种工业固体废料的变废为宝、替代传统的陶瓷原料，用于制备建筑陶瓷产品，弥补固废综合利用技术中存在的不足，提供一种利用铜尾矿浆和铸钢废砂制备建筑陶瓷的方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种建筑陶瓷，其中，包括下列重量份数的原料：
铜尾矿浆50～100份、铝矾土10～40份、紫木节5～20份、瓷石5～30份、叶腊石5～30份、铸钢废砂10～30份、水10～40份、减水剂0.8～2份。
进一步地，所述的减水剂为偏硅酸钠和腐殖酸钠混合物且二者占比为腐植酸钠85％、偏硅酸钠15％。
进一步地，所述的铜尾矿浆为选矿厂排放的经选铜工艺后的废弃尾砂。
进一步地，所述的铸钢废砂是钢铁铸造成型过程产生的废弃的石英砂
本发明建筑陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
第一步：铜尾矿浆浓缩除铁
①将尾矿浆经过浓密机浓缩至浓度50～55％，作为陶瓷原料备用；
第二步：按质量配比入磨球磨
将浓缩的铜尾矿浆、铸钢废砂、铝矾土、紫木节、瓷石、叶腊石原料按质量配比加入球磨机中，再加入定量的水和减水剂进行混合球磨，浆料浓度控制在35～45％，研磨细度为万孔筛余0.1～1％；将球磨好的浆料用柱塞泵打入地上高位浆池，搅拌均化，均化时间为24～48小时；
第三步：制粉陈腐
用柱塞泵将均化好的浆料送入喷雾干燥塔制粉，粉料从塔底收集送入立式粉料仓存储陈腐，粉料水分控制在6～8％，陈腐时间24～48小时；
第四步：液压成型
用液压成型机，将陈腐好的粉料在压力为30～50Mpa下成型为规定尺寸的正方形和长方形生坯；
第五步：干燥烧成
将成型好的生坯置入干燥窑内烘干，水分控制在0～1％以内，进入烧成窑在1030～1200℃的高温条件下，烧成30～60min，得到建筑陶瓷。
进一步地，所述的减水剂为偏硅酸钠和腐殖酸钠混合物且二者占比为腐植酸钠85％、偏硅酸钠15％。
进一步地，所述的铜尾矿浆为选矿厂排放的经选铜工艺后的废弃尾砂。
进一步地，所述的铸钢废砂是钢铁铸造成型过程产生的废弃的石英砂。
使用本发明技术方案，可以使建筑陶瓷中铜尾矿、铸钢废砂的添加总量高达40～60％，实现固废资源的无害化利用，缓解固废堆积带来的环境污染，变废为宝，不仅节省了生产成本，同时有利于资源综合利用。所得建筑陶瓷断裂模数达17～45MPa，吸水率达0.5％～19％，热震性能、冻融性能、耐磨性能等均满足相应档次产品的国家标准，为矿山资源的可持续发展缓解压力，大量节约陶瓷原料成本。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例所述一种建筑陶瓷，其中，包括下列重量份数的原料：
铜尾矿浆50份、铝矾土10份、紫木节5份、瓷石5份、叶腊石5份、铸钢废砂10份、水10份、减水剂0.8份。
本实施例所述建筑陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
第一步：铜尾矿浆浓缩除铁
①将选矿厂排放的经选铜工艺后的废弃尾砂作为尾矿浆经过浓密机浓缩至浓度50％，作为陶瓷原料备用；
第二步：按质量配比入磨球磨
将浓缩的铜尾矿浆、铸钢废砂(钢铁铸造成型过程产生的废弃的石英砂)、铝矾土、紫木节、瓷石、叶腊石原料按质量配比加入球磨机中，再加入定量的水和减水剂进行混合球磨，浆料浓度控制在35％，研磨细度为万孔筛余0.1％；将球磨好的浆料用柱塞泵打入地上高位浆池，搅拌均化，均化时间为24小时；所述的减水剂为偏硅酸钠和腐殖酸钠混合物且二者占比为腐植酸钠85％、偏硅酸钠15％；
第三步：制粉陈腐
用柱塞泵将均化好的浆料送入喷雾干燥塔制粉，粉料从塔底收集送入立式粉料仓存储陈腐，粉料水分控制在6％，陈腐时间24小时；
第四步：液压成型
用液压成型机，将陈腐好的粉料在压力为30Mpa下成型为规定尺寸的正方形和长方形生坯；
第五步：干燥烧成
将成型好的生坯置入干燥窑内烘干，水分控制在1％以内，进入烧成窑在1030℃的高温条件下，烧成30min，得到建筑陶瓷。
本发明制得的陶瓷可广泛用于陶瓷地砖，经测定，陶瓷地砖抗折强度达2750N，断裂模数35MPa，吸水率1.3％，白度19度，热震性能和冻融性能均符合国家标准。
实施例2
本实施例所述一种建筑陶瓷，其中，包括下列重量份数的原料：
铜尾矿浆100份、铝矾土40份、紫木节20份、瓷石30份、叶腊石30份、铸钢废砂30份、水40份、减水剂2份。
本实施例所述建筑陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
第一步：铜尾矿浆浓缩除铁
①将选矿厂排放的经选铜工艺后的废弃尾砂作为尾矿浆经过浓密机浓缩至浓度55％，作为陶瓷原料备用；
第二步：按质量配比入磨球磨
将浓缩的铜尾矿浆、铸钢废砂(钢铁铸造成型过程产生的废弃的石英砂)、铝矾土、紫木节、瓷石、叶腊石原料按质量配比加入球磨机中，再加入定量的水和减水剂进行混合球磨，浆料浓度控制在45％，研磨细度为万孔筛余1％；将球磨好的浆料用柱塞泵打入地上高位浆池，搅拌均化，均化时间为48小时；所述的减水剂为偏硅酸钠和腐殖酸钠混合物且二者占比为腐植酸钠85％、偏硅酸钠15％；
第三步：制粉陈腐
用柱塞泵将均化好的浆料送入喷雾干燥塔制粉，粉料从塔底收集送入立式粉料仓存储陈腐，粉料水分控制在8％，陈腐时间48小时；
第四步：液压成型
用液压成型机，将陈腐好的粉料在压力为50Mpa下成型为规定尺寸的正方形和长方形生坯；
第五步：干燥烧成
将成型好的生坯置入干燥窑内烘干，水分控制在1％以内，进入烧成窑在1200℃的高温条件下，烧成60min，得到建筑陶瓷。
本发明制得的陶瓷可广泛用于陶瓷地砖，经测定，陶瓷地砖抗折强度达2750N，断裂模数35MPa，吸水率1.3％，白度19度，热震性能和冻融性能均符合国家标准。
实施例3
本实施例所述一种建筑陶瓷，其中，包括下列重量份数的原料：
铜尾矿浆80份、铝矾土30份、紫木节15份、瓷石15份、叶腊石20份、铸钢废砂20份、水25份、减水剂1份。
本实施例所述建筑陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
第一步：铜尾矿浆浓缩除铁
①将选矿厂排放的经选铜工艺后的废弃尾砂作为尾矿浆经过浓密机浓缩至浓度53％，作为陶瓷原料备用；
第二步：按质量配比入磨球磨
将浓缩的铜尾矿浆、铸钢废砂(钢铁铸造成型过程产生的废弃的石英砂)、铝矾土、紫木节、瓷石、叶腊石原料按质量配比加入球磨机中，再加入定量的水和减水剂进行混合球磨，浆料浓度控制在40％，研磨细度为万孔筛余0.5％；将球磨好的浆料用柱塞泵打入地上高位浆池，搅拌均化，均化时间为30小时；所述的减水剂为偏硅酸钠和腐殖酸钠混合物且二者占比为腐植酸钠85％、偏硅酸钠15％；
第三步：制粉陈腐
用柱塞泵将均化好的浆料送入喷雾干燥塔制粉，粉料从塔底收集送入立式粉料仓存储陈腐，粉料水分控制在7％，陈腐时间30小时；
第四步：液压成型
用液压成型机，将陈腐好的粉料在压力为40Mpa下成型为规定尺寸的正方形和长方形生坯；
第五步：干燥烧成
将成型好的生坯置入干燥窑内烘干，水分控制在1％以内，进入烧成窑在1100℃的高温条件下，烧成45min，得到建筑陶瓷。
本发明制得的陶瓷可广泛用于陶瓷地砖，经测定，陶瓷地砖抗折强度达2750N，断裂模数35MPa，吸水率1.3％，白度19度，热震性能和冻融性能均符合国家标准。

Claims (8)

1.一种建筑陶瓷，其特征是，包括下列重量份数的原料：
铜尾矿浆50～100份、铝矾土10～40份、紫木节5～20份、瓷石5～30份、叶腊石5～30份、铸钢废砂10～30份、水10～40份、减水剂0.8～2份。
2.根据权利要求1所述的一种建筑陶瓷，其特征是：所述的减水剂为偏硅酸钠和腐殖酸钠混合物且二者占比为腐植酸钠85％、偏硅酸钠15％。
3.根据权利要求1所述的一种建筑陶瓷，其特征是：所述的铜尾矿浆为选矿厂排放的经选铜工艺后的废弃尾砂。
4.根据权利要求1所述的一种建筑陶瓷，其特征是：所述的铸钢废砂是钢铁铸造成型过程产生的废弃的石英砂。
5.一种制备权利要求1至4所述建筑陶瓷的方法，其特征是包括以下步骤：
第一步：铜尾矿浆浓缩除铁
①将尾矿浆经过浓密机浓缩至浓度50～55％，作为陶瓷原料备用；
第二步：按质量配比入磨球磨
将浓缩的铜尾矿浆、铸钢废砂、铝矾土、紫木节、瓷石、叶腊石原料按质量配比加入球磨机中，再加入定量的水和减水剂进行混合球磨，浆料浓度控制在35～45％，研磨细度为万孔筛余0.1～1％；将球磨好的浆料用柱塞泵打入地上高位浆池，搅拌均化，均化时间为24～48小时；
第三步：制粉陈腐
用柱塞泵将均化好的浆料送入喷雾干燥塔制粉，粉料从塔底收集送入立式粉料仓存储陈腐，粉料水分控制在6～8％，陈腐时间24～48小时；
第四步：液压成型
用液压成型机，将陈腐好的粉料在压力为30～50Mpa下成型为规定尺寸的正方形和长方形生坯；
第五步：干燥烧成
将成型好的生坯置入干燥窑内烘干，水分控制在0～1％以内，进入烧成窑在1030～1200℃的高温条件下，烧成30～60min，得到建筑陶瓷。
6.根据权利要求5所述的一种建筑陶瓷的制备方法，其特征是：所述的减水剂为偏硅酸钠和腐殖酸钠混合物且二者占比为腐植酸钠85％、偏硅酸钠15％。
7.根据权利要求5所述的一种建筑陶瓷的制备方法，其特征是：所述的铜尾矿浆为选矿厂排放的经选铜工艺后的废弃尾砂。
8.根据权利要求5所述的一种建筑陶瓷的制备方法，其特征是：所述的铸钢废砂是钢铁铸造成型过程产生的废弃的石英砂。
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