CN110642599B - 锂云母废料烧结砖及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种锂云母废料烧结砖及制备方法，其中，锂云母废料烧结砖其原料按质量份数计包括如下组分：70～80质量份的锂云母焙烧浸注渣、20～40质量份的页岩、3～8质量份的煤矸石。本发明提供的锂云母废料烧结砖，使得锂云母焙烧浸注渣中含有的钾元素、钙元素、铝元素和硅元素可得到利用，制成锂云母废料烧结砖；通过将锂云母焙烧浸注渣烧结，从而可利用锂云母焙烧浸注渣，废物利用的同时保护环境；煤矸石和粉煤灰含有未燃尽的碳，随砖的焙烧也在坯体中燃烧，因而节约大量焙烧用外投煤，同时使得锂云母废料烧结砖表观密度小，导热系数低，强度高。
Description
技术领域
本发明涉及砖体制造技术领域，具体涉及一种锂云母废料烧结砖及制备方法。
背景技术
烧结砖也称粘土砖，是建筑用的人造小型块材，主要以粘土为原料，经泥料处理、成型、干燥和焙烧而成，有实心和空心的分别。烧结砖的主要原料为粉质或砂质粘土，其主要化学成分为SiO2、Al2O3和Fe2O3和结晶水，由于地质生成条件的不同，可能还含有少量的碱金属和碱土金属氧化物等。在我国，墙体材料约占整个房屋建筑材料的70％，其中粘土砖在墙材中仍居主导地位。
锂云母又称“鳞云母”，单斜晶系。常呈细鳞片状集合体。淡紫色，有时黄绿色。玻璃光泽。锂云母多用于提炼碳酸锂，提炼过程中会产生大量的工业废渣，这些工业废渣无法有效利用，将极大地危害环境。
因此有必要提供一种新型的锂云母废料烧结砖，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种锂云母废料烧结砖及制备方法，以解决现有锂云母焙烧浸注渣无法有效利用的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出的锂云母废料烧结砖，其原料按质量份数计包括如下组分：
70～80质量份的锂云母焙烧浸注渣、20～40质量份的页岩、3～8质量份的煤矸石。
优选的，其原料按质量份数计还包括如下组分：
5～8质量份的粉煤灰、10～14质量份的硅藻土。
优选的，其原料按质量份数计，含有质量百分数0.1～0.5质量份的铷元素，所述铷元素通过锂云母焙烧浸注渣引入。
本发明还提供了一种锂云母废料烧结砖的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、取锂云母焙烧浸注渣、页岩和煤矸石，焙烧生成基体；
步骤二、将步骤一中生产的基体研磨成粉末；
步骤三、将步骤二中获得粉末熔融形成液态物质；
步骤四、将步骤三中熔制获得的液态物质进行水淬，获得块状玻璃态物质，然后将其破碎成熔块颗粒，制成上述的锂云母废料烧结砖。
本发明还提供了，所述步骤一中焙烧温度为900～1000℃。
本发明还提供了，所述步骤一包括：
按质量份数计，取70～80质量份的锂云母焙烧浸注渣、20～40质量份的页岩、3～8质量份的煤矸石，焙烧生成基体。
优选的，所述步骤三包括：
按质量份数计，将5～8质量份的碳酸钡、10～14质量份的氧化铝、1～3质量份的碳酸钾和1～2质量份的碳酸锶加入步骤二中获得粉末，并一同熔融形成液态物质。
本发明还提供了一种使用如上述锂云母废料烧结砖为原料制成的陶瓷釉料。
本发明提供的锂云母废料烧结砖，使得锂云母焙烧浸注渣中含有钾元素、钙元素、铝元素和硅元素可得到利用，制成锂云母废料烧结砖；通过将锂云母焙烧浸注渣烧结，从而可利用锂云母焙烧浸注渣，废物利用的同时保护环境；煤矸石和粉煤灰含有未燃尽的碳，随砖的焙烧也在坯体中燃烧，因而节约大量焙烧用外投煤，同时使得锂云母废料烧结砖表观密度小，导热系数低，强度高。
附图说明
图1为本发明一实施例的锂云母废料烧结砖的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明提供了一种锂云母废料烧结砖，其原料按质量份数计包括如下组分：
70～80质量份的锂云母焙烧浸注渣、20～40质量份的页岩、3～8质量份的煤矸石。
具体地，锂云母，其化学结构式为K((Li2-xAl1+x(Al2xSi4-2xO10)(F，OH)2))，为层状硅酸盐矿物。一般提锂过程中，将锂云母与硫酸盐混合后在高温下进行焙烧，通过高温离子置换，从而使得硫酸盐中的金属离子置换锂离子，形成可溶性的硫酸锂，在通过水或稀酸浸出后过滤，留滤液。所述页岩为黑色页岩、碳质页岩、硅质页岩、铁质页岩、钙质页岩中的一种或多种。优选的，所述页岩为硅质页岩和/或铁质页岩，以补充锂云母焙烧浸注渣中铁元素或硅元素不足。质量分数计，所述锂云母焙烧浸注渣中，SiO2含量大于50％、Al2O3含量大于5％，K2O含量大于1％，当然本领域技术人员可知的是，锂云母焙烧浸注渣中还可以包括Fe2O3、Cs2O、Na2O等。本实施例中，煤矸石为粘土性含碳岩类，锂云母焙烧浸注渣中的SiO2、Al2O3、K2O等，通过煤矸石、页岩等形成莫来石晶，从而使得锂云母废料烧结砖坚固、抗化学腐蚀。
进一步地，其原料还包括如下组分：
5～8质量份的粉煤灰、10～14质量份的硅藻土。
所述锂云母焙烧浸注渣中包括50％～80％SiO2、5％～10％Al2O3，1％～3％K2O，余量为杂质。所述烧结砖是实心砖、空心砖或多孔砖。
锂云母焙烧浸注渣中含有钾元素、钙元素、铝元素和硅元素可得到利用，制成锂云母废料烧结砖；通过将锂云母焙烧浸注渣烧结，从而可利用锂云母焙烧浸注渣，废物利用的同时保护环境；煤矸石和粉煤灰含有未燃尽的碳，随砖的焙烧也在坯体中燃烧，因而节约大量焙烧用外投煤，同时使得锂云母废料烧结砖表观密度小，导热系数低，强度高。
本发明还提供一种锂云母废料烧结砖的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、取锂云母焙烧浸注渣、页岩和煤矸石，粉碎为粉末；
具体地，取70～80质量份的锂云母焙烧浸注渣、20～40质量份的页岩、3～8质量份的煤矸石、5～8质量份的粉煤灰、10～14质量份的硅藻土，粉碎、过筛，制成粒度≤2mm的粉末。
步骤S2、将步骤S1中研磨成的粉末加水，搅拌混匀，并进行陈化处理；
步骤S3、将经过步骤S2陈化处理后的原料挤出成型，烧结，制成所述如前述的锂云母废料烧结砖。
具体地，将经过步骤S2陈化处理后的原料挤出成型，900～1100℃烧结48～64h，制成所述如上述的锂云母废料烧结砖。
具体地，按质量份数计，取70～80质量份的锂云母焙烧浸注渣、20～40质量份的页岩、3～8质量份的煤矸石，温度为900～1000℃焙烧生成基体。
以下通过具体实施例对本发明提出的锂云母废料烧结砖进行具体说明，其中，锂云母焙烧浸注渣采自江西宜春奉新县，锂云母焙烧浸注渣成分如下：
| ％ | ％ | ||
| Li<sub>2</sub>O | 0.2 | Cs<sub>2</sub>O | 0.005 |
| SiO<sub>2</sub> | 68 | Na<sub>2</sub>O | 5 |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 8 | Rb<sub>2</sub>O | 2 |
| K<sub>2</sub>O | 2 | SO<sub>3</sub> | 3 |
| Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.3 |
实施例1
取65g锂云母焙烧浸注渣、30g页岩、5g份煤矸石、粉碎、过筛，制成粒度≤2mm的粉末；加水，搅拌混匀，并进行陈化处理，将原料挤出成型，950℃烧结，制成锂云母废料烧结砖。
实施例2
取65g锂云母焙烧浸注渣、30g页岩、5g份煤矸石、6g粉煤灰、12g硅藻土粉碎、过筛，制成粒度≤2mm的粉末；加水，搅拌混匀，并进行陈化处理，将原料挤出成型，950℃烧结，制成锂云母废料烧结砖。
实施例3
取80g锂云母焙烧浸注渣、40g页岩、8g煤矸石、8g粉煤灰、14g硅藻土粉碎、过筛，制成粒度≤2mm的粉末；加水，搅拌混匀，并进行陈化处理，将原料挤出成型，1100℃烧结，制成锂云母废料烧结砖。
实施例4
取70g锂云母焙烧浸注渣、20g页岩、3g份煤矸石、5g粉煤灰、10g硅藻土粉碎、过筛，制成粒度≤2mm的粉末；加水，搅拌混匀，并进行陈化处理，将原料挤出成型，900℃烧结，制成锂云母废料烧结砖。
实施例5
取70g锂云母焙烧浸注渣、20g页岩、3g份煤矸石，过筛，制成粒度≤2mm的粉末；加水，搅拌混匀，并进行陈化处理，将原料挤出成型，900℃烧结，制成锂云母废料烧结砖。
实施例1至5中制备的锂云母废料烧结砖均制成空心砖，使用实施例1至5中制备的锂云母废料烧结砖采用GB/13545～2003进行测试，测试数据如下：
| 密度平均值 | 抗压强度平均值 | 单块抗压强度 | |
| 实施例1 | 1002 | 8.4 | 6.5 |
| 实施例2 | 1067 | 8.1 | 6.8 |
| 实施例3 | 1089 | 8.3 | 7.1 |
| 实施例4 | 1065 | 8.5 | 7.4 |
| 实施例5 | 1073 | 8.3 | 7.2 |
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种锂云母废料烧结砖，其特征在于，其原料按质量份数计包括如下组分：
70～80质量份的锂云母焙烧浸注渣、20～40质量份的页岩、3～8质量份的煤矸石；5～8质量份的粉煤灰、10～14质量份的硅藻土，所述页岩为硅质页岩和/或铁质页岩，所述煤矸石为粘土性含碳岩类，以质量分数计，所述锂云母焙烧浸注渣中包括50％～80％SiO2、5％～10％Al2O3，1％～3％K2O。
2.根据权利要求1所述的锂云母废料烧结砖，其特征在于，所述烧结砖是实心砖、空心砖或多孔砖。
3.一种锂云母废料烧结砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、取锂云母焙烧浸注渣、页岩、粉煤灰、硅藻土和煤矸石，粉碎为粉末，所述页岩为硅质页岩和/或铁质页岩，所述煤矸石为粘土性含碳岩类；
步骤二、将所述步骤一中研磨成的粉末加水，搅拌混匀，并进行陈化处理；
步骤三、将经过所述步骤二陈化处理后的原料挤出成型，烧结，制成如权利要求1至2中任一项所述的锂云母废料烧结砖。
4.根据权利要求3所述的锂云母废料烧结砖的制备方法，其特征在于，所述步骤一包括：取70～80质量份的锂云母焙烧浸注渣、20～40质量份的页岩、3～8质量份的煤矸石、5～8质量份的粉煤灰、10～14质量份的硅藻土，粉碎、过筛，制成粒度≤2mm的粉末。
5.根据权利要求4所述的锂云母废料烧结砖的制备方法，其特征在于，所述步骤三包括：
将经过所述步骤二陈化处理后的原料挤出成型，900～1100℃烧结48～64h，制成所述锂云母废料烧结砖。
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