CN110526732A - 干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺 - Google Patents

干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于陶瓷生产工艺技术领域，具体涉及一种干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺，包括以下步骤：(1)原料粉碎：原料为主料和辅料，将主料粉碎研磨至过325目，辅料和发泡剂分别粉碎研磨至过350‑400目；(2)混料均化：将步骤(1)研磨后的发泡剂和辅料混合分散均匀后，再与研磨后的主料通过高速分散机进行混合，混合均匀后，得到陶瓷粉体；(3)烧成：将步骤(2)得到的陶瓷粉体经布料机进行布料后入烧成窑进行烧制，烧制完成后经降温、切割，即得发泡陶瓷成品。本发明实现了传统工艺流程的缩短，同时能够将工业固废有效回收利用，避免了资源的浪费以及对环境的污染，降低了耗能，减少企业的生产成本和人工成本。

Description

干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺
技术领域
本发明属于陶瓷生产工艺技术领域，具体涉及一种干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺。
背景技术
发泡陶瓷作为一种具有高温特性的多孔材料和新型建筑墙体保温材料，发展始于20世纪70年代，因其具有防火阻燃、耐久环保、轻质高强等优势，被广泛应用于房屋建筑墙体保温、船舶船体填充等领域。随着国家装配式建筑的兴起，近几年得到了长足的发展，发泡陶瓷迎来了更大的发展机遇。截至到2019年7月份，国内已建成的发泡陶瓷生产线有43条，正常生产的有29条，未投产和规划筹建的有68条。
发泡陶瓷不但化学性能稳定，而且在低温和高温不同环境下广泛的使用，可以起到良好的隔热性能和防潮、防腐、防火等作用，发泡陶瓷与水泥砂浆、混凝土等相容性好，粘结可靠，膨胀系数接近于高温烧制的建筑陶瓷砖瓦，粘贴后牢固、热胀冷缩不开裂、不变形，同时作为墙材热传导率低、抗震性能优良，是一种理想的耐热材料。
目前国内发泡陶瓷生产的工艺流程主要有两种生产模式，一种是用传统陶瓷生产工艺方法制备，称之为湿法工艺；另一种是干法制粉工艺，称之为干法制粉工艺。
湿法工艺生产发泡陶瓷所用的原材料都是较好的标准陶瓷材料，如长石、石英、粘土等。各种原材料经过配料秤量，进入球磨机中加入稀释剂千分之五到百分之一的比例，球磨到细度250目筛余3-5wt％，泥浆水分在34-38wt％经过筛、陈腐喷雾干燥做成粉料，颗粒水分在8-10wt％，进入料仓陈腐12-24小时后进行堆料铺大板，然后烘干烧成，冷却后切割包装入库。
干法工艺生产发泡陶瓷的原材料用料比较广泛，既可以用好的陶瓷原材料也可以使用工业固废，不存在湿法解胶困难泥浆无法放出的难题。原材料需要控制粒径的大小，一般≤100mm，磨粉后分别进入单独料仓均化，然后秤量混料加水造粒，加水一般在8-12wt％，后续陈腐堆板、烘干烧成切割入库。
湿法工艺所选用的标准陶瓷原料，如长石类材料包含有钾长石和钠长石；粘土如可塑性粘土和膨润土等；辅料如滑石和石灰石；调节成分的如高铝土以及煤矸石等，相对成本较高，主要的原因是湿法工艺要把材料加入到球磨机中加水研磨，质量较差的材料含有机物以及酸碱成分高会造成泥浆的流动性差，泥浆絮凝结块无法排浆等问题。湿法工艺的配方成本在90-120元/吨，稀释剂的成本在8-12元/吨，另外球石的磨损率为千分之三，即加工每吨干料需要球石3公斤，中铝球石2100元/吨，则球石的费用在6元左右，综合起来湿法发泡陶瓷工艺的原材料成本在100-150元之间，原料的成本较高。
湿法工艺主要的能耗在加工环节，一吨粉料的产出要蒸发300公斤的水，热风炉的转化效率按80％计算，需要大约28m3的天然气，天然气按2.7元/m3，仅在泥浆成粉料就需要75.6元。湿法造的粒和普通干法造粒需要的水分约在8-12％，在烘干阶段一吨粉料也需要天然气7方左右，成本在18.9元。
干法制粉发泡陶瓷工艺所用的原材料主要为工业矿产开采及加工后残余固废，以前矿产加工开采的粗放式，造成的大量矿产固废如何综合利用成为时代急需，但是由于固废的成分复杂、酸碱成分高无法实现湿法工艺，唯一的加工方式是干法加工工艺，使用固废生产发泡陶瓷可以实现变废为宝资源化利用，同时材料成本很低，接近正常陶瓷原料成本的20-30％，只是一个材料的运输转运成本10-20元/吨，这些材料如钼矿尾渣、铁矿尾渣、铜尾渣等。另外这些材料由于是工业矿渣或者提取后的残余物，一般细度都较小，不需要二级破碎，加工研磨的时间会短，耗电成本低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺，实现了传统工艺流程的缩短，同时能够将工业固废有效回收利用，避免了资源的浪费以及对环境的污染，能够大幅度的降低耗能，减少企业的生产成本和人工成本。
本发明所述的干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺，包括以下步骤：
(1)原料粉碎
原料为主料和辅料，将主料粉碎研磨至过325目筛余1wt％以下，辅料和发泡剂分别粉碎研磨至过350-400目筛余1wt％以下；
(2)混料均化
将步骤(1)研磨后的发泡剂和辅料混合分散均匀后，再与研磨后的主料通过高速分散机进行混合，混合均匀后，得到陶瓷粉体；
(3)烧成
将步骤(2)得到的陶瓷粉体经布料机进行布料后入烧成窑进行烧制，烧制完成后降至室温，然后经切割后，即得发泡陶瓷成品。
优选地，步骤(1)中所述的主料和辅料的质量比为90-95:5-10。
优选地，所述的主料为矿渣和高岭土，所述的矿渣和高岭土的质量比为7-8:1-2。
优选地，步骤(1)中所述的发泡剂的用量为原料总质量的3-5‰。
优选地，所述的辅料为碳酸盐或硫酸盐类矿物。
所述的辅料可根据主料的成分和实际需要进行选择。
优选地，所述的发泡剂为碳化硅发泡剂。
优选地，步骤(3)中所述的烧制温度为1170-1190℃，烧制时间为16-18小时。
优选地，所述研磨方式为使用立磨或者雷蒙磨进行研磨。
本发明采用的发泡剂研磨后再与辅料混合进行稀释分散，然后再与主料进行混合，能够使得发泡剂与原料混合的更加均匀，满足工艺的需要。
本发明所述的干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺可适用于生产发泡陶瓷墙板。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明节省了造粒、陈腐和烘干的工艺流程，大大降低了设备的投入和热能、电能的生产制造能耗成本，同时节省了人工操作成本。
2、本发明能够将工业固废有效回收利用，避免了资源的浪费以及对环境的污染，减少了原料的成本，增强了产品的竞争力。
3、本发明制备的发泡陶瓷成品的指标完全符合使用标准。
附图说明
图1为本发明所述的干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺流程图；
图2为对比例1湿法工艺生产发泡陶瓷的工艺流程图；
图3为对比例2干法工艺生产发泡陶瓷的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
如图1所示，所述的干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺生产发泡陶瓷墙板，包括以下步骤：
(1)原料粉碎
原料为700kg矿渣、200kg高岭土和100kg碳酸盐类矿物，将矿渣和高岭土采用雷蒙磨分别粉碎研磨至过325目筛余1wt％以下，碳酸盐类矿物和3kg碳化硅发泡剂采用雷蒙磨分别粉碎研磨至过400目筛余1wt％以下；
(2)混料均化
将步骤(1)研磨后的碳化硅发泡剂和碳酸盐类矿物混合分散均匀后，再与研磨后的矿渣和高岭土通过高速分散机进行混合，混合均匀后，得到陶瓷粉体；
(3)烧成
将步骤(2)得到的陶瓷粉体经布料机进行布料后入烧成窑进行烧制，烧制温度为1170℃，烧制时间为18小时，烧制完成后经降温、切割，即得发泡陶瓷成品。
实施例2
如图1所示，所述的干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺生产发泡陶瓷墙板，包括以下步骤：
(1)原料粉碎
原料为805kg矿渣、115kg高岭土和80kg碳酸盐类矿物，将矿渣和高岭土采用雷蒙磨分别粉碎研磨至过325目筛余1wt％以下，碳酸盐类矿物和4kg碳化硅发泡剂采用雷蒙磨分别粉碎研磨至过370目筛余1wt％以下；
(2)混料均化
将步骤(1)研磨后的碳化硅发泡剂和碳酸盐类矿物混合分散均匀后，再与研磨后的矿渣和高岭土通过高速分散机进行混合，混合均匀后，得到陶瓷粉体；
(3)烧成
将步骤(2)得到的陶瓷粉体经布料机进行布料后入烧成窑进行烧制，烧制温度为1180℃，烧制时间为17小时，烧制完成后经降温、切割，即得发泡陶瓷成品。
实施例3
如图1所示，所述的干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺生产发泡陶瓷墙板，包括以下步骤：
(1)原料粉碎
原料为760kg矿渣、190kg高岭土和50kg硫酸盐类矿物，将矿渣和高岭土采用立磨分别粉碎研磨至过325目筛余1wt％以下，碳酸盐类矿物和5kg碳化硅发泡剂采用雷蒙磨分别粉碎研磨至过350目筛余1wt％以下；
(2)混料均化
将步骤(1)研磨后的碳化硅发泡剂和硫酸盐类矿物混合分散均匀后，再与研磨后的矿渣和高岭土通过高速分散机进行混合，混合均匀后，得到陶瓷粉体；
(3)烧成
将步骤(2)得到的陶瓷粉体经布料机进行布料后入烧成窑进行烧制，烧制温度为1190℃，烧制时间为16小时，烧制完成后经降温、切割，即得发泡陶瓷成品。
对比例1
如图2所示，湿法工艺生产发泡陶瓷墙板，包括以下步骤：
(1)原料采用700kg长石、200kg高岭土、100kg碳酸盐类矿物和10kg碳化硅发泡剂外加100kg的水，将上述原料加入球磨机中，加入陶瓷球进行10小时的湿法球磨，研磨至过250目筛余3wt％，得到浆料；
(2)将步骤(1)所得的浆料经浆池陈腐15小时后，采用喷雾塔进行造粒，得到含水率8％的粉料，然后进入料仓陈腐20小时；
(3)将步骤(2)陈腐后的粉料采用布料机布料后将水分烘干，然后入烧成窑进行烧制，烧制温度为1170℃，烧制时间为18小时，烧制完成后经降温、切割，即得发泡陶瓷成品。
对比例2
如图3所示，干法工艺生产发泡陶瓷墙板，包括以下步骤：
(1)原料采用700kg矿渣、200kg高岭土、100kg碳酸盐类矿物和10kg碳化硅发泡剂将上述原料加入雷蒙磨中进行研磨，研磨至过325目筛余1wt％，得到粉料；
(2)将步骤(1)所得的粉料进行混合均化后加入100kg的水利用造粒机进行造粒，得到粒料；
(3)将步骤(2)得到的粒料干燥至粒料含水率为6％，然后进入料仓陈腐20小时，经布料机布料后将水分烘干，然后入烧成窑进行烧制，烧制温度为1170℃，烧制时间为18小时，烧制完成后经降温、切割，即得发泡陶瓷成品。
本发明所述的实施例1与对比例1和对比例2相比，加工每吨材料的耗能对比如表1所示。
表1加工每吨原料的耗能对比
注：天然气的实时价格为2.7元/m3。
如上述表1所示，如果每天正常生产用原料150吨，在耗能方面本发明和对比例1和对比例2相比每天可以分别节省10530元和2835元，按年产300天核算可节约费用315.9万元及85万元，缩减费用相当可观。
对本发明实施例1-3以及对比例1进行性能测试，测试结果如表2所示。
表2实施例1-3以及对比例1性能测试
从上述表2中可以看出，本发明实施例1-3制备的发泡陶瓷墙板与对比例1传统的湿法工艺制备的发泡陶瓷，性能指标基本相同，符合使用标准。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (8)

1.一种干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)原料粉碎
原料为主料和辅料，将主料粉碎研磨至过325目筛，辅料和发泡剂分别粉碎研磨至过350-400目筛；
(2)混料均化
将步骤(1)研磨后的发泡剂和辅料混合分散均匀后，再与研磨后的主料进行混合，得到陶瓷粉体；
(3)烧成
将步骤(2)得到的陶瓷粉体经布料后入烧成窑进行烧制，烧制完成后经降温、切割，即得发泡陶瓷成品。
2.根据权利要求1所述的干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺，其特征在于：步骤(1)中所述的主料和辅料的质量比为90-95:5-10。
3.根据权利要求1所述的干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺，其特征在于：步骤(1)中所述的发泡剂的用量为原料总质量的3-5‰。
4.根据权利要求1或2所述的干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺，其特征在于：所述的主料为矿渣和高岭土。
5.根据权利要求1或2所述的干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺，其特征在于：所述的辅料为碳酸盐或硫酸盐类矿物。
6.根据权利要求4所述的干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺，其特征在于：所述的矿渣和高岭土的质量比为7-8:1-2。
7.根据权利要求1所述的干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺，其特征在于：所述的发泡剂为碳化硅发泡剂。
8.根据权利要求1所述的干法制粉生产发泡陶瓷短流程工艺，其特征在于：步骤(3)中所述的烧制温度为1170-1190℃，烧制时间为16-18小时。
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WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20191203

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