CN114988832B - 利用再生石膏和烧成废陶瓷砂制备日用花盆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于固体废弃物综合利用技术领域，公开了一种利用再生石膏和废陶瓷砂制备日用花盆的方法，以再生石膏粉为主要粘结剂，加入少量增强剂白水泥、颜料以及聚羧酸减水剂，再加入废陶瓷机制砂和少量水，采用机械振动混合技术使各物质充分混合，处理后的混合物料再注入模具中压制成型经养护后得到成品日用花盆。本发明所制备的日用花盆可媲美低温烧制的陶花盆，且花盆的压制形状和图案具有可设计性，工艺简单，成本低廉，具有重要的实际应用价值。本发明利用废弃陶瓷石膏模具和废弃陶瓷制备日用花盆，废弃物再生利用，符合国家环保政策，解决废弃物堆放问题，同时可以产生经济价值。

Description

利用再生石膏和烧成废陶瓷砂制备日用花盆的方法
技术领域
本发明属于固体废弃物综合利用技术领域，尤其涉及利用再生石膏和废陶瓷砂制备日用花盆的方法。
背景技术
在陶瓷材料的制备和使用过程中会产生大量的废料，据不完全统计，全国每年产生的陶瓷废料高达1000万吨无法利用，主要包括生坯废料、烧成废瓷，废釉料等。如此大量的陶瓷废料已经不是简单填埋、堆放可以解决的问题。与此同时，在我国陶瓷工业主产区，如：唐山、博山、佛山、景德镇、潮州、德化等地区，每年有大量的废弃石膏模产生，这些石膏废模同样也没有获得很好地利用。
在大量陶瓷废料中，烧成废瓷及废石膏模具是其中难以利用的废弃物，其资源化利用方向主要为：①建筑陶瓷生产中的一些烧结废料，如烧成或磨边阶段破碎的陶瓷砖，经粉碎后也可以直接作为坯用原料，加入量一般小于5％。②利用陶瓷废料制备免烧砖，无需烧结，通过自然养护或常温蒸压即可制备，也是一种低能耗资源化利用固体废弃物的有效途径。③将陶瓷废料作为混凝土的骨料是其再生利用方向之一，即将废弃陶瓷破碎成粗、细再生骨料制备再生混凝土，并详细研究它们的基本力学性能、耐久性、微观机理等；④大量石膏废模具只有极少用于水泥行业。
通过上述分析，现有技术存在的问题为：烧成废瓷综合利用率低，产生的经济价值有限；如用作坯料添加量一般小于5％；烧成废瓷制备免烧砖由于其加工和运输成本限制，产品仅在生产地周边销售；陶瓷废料在混凝土中的研究目前还不能大规模应用。大量石膏废模只有极少量用于水泥行业。
发明内容
针对现有烧成废瓷以及石膏废模无法规模化高值利用的现状，本发明提供了一种利用再生石膏和废陶瓷砂制备日用花盆的方法，尤其涉及一种以废弃再生石膏为主要粘结剂与废陶瓷机制砂制备日用花盆的技术，可实现固体废弃物的规模化高值利用。
本发明是这样实现的，一种利用再生石膏和废陶瓷砂制备日用花盆的方法包括：以再生石膏粉为主要粘结剂，加入少量增强剂白水泥、颜料以及聚羧酸减水剂，再加入废陶瓷机制砂和少量水，采用机械振动混合技术使各物质充分混合，处理后的混合物料再注入模具中压制成型经养护后得到成品日用花盆。
进一步，所述机制砂粒径R≤1mm；再生石膏粉体粒度R粉≤60目。
进一步，所述白水泥为白色硅酸盐水泥，W添加量≤5％；所述颜料为各种颜色氧化铁粉末，包括红色、黄色和蓝色，粒度325目，r≤45μm，W添加量为0.1～0.2％；所述减水剂为高效聚羧酸系减水剂，W添加量为1～2％。
进一步，所述机制砂与再生石膏比率≤50％；成型后的日用花盆养护T≤45℃烘干。
进一步，所述利用再生石膏和废陶瓷砂制备日用花盆的方法包括以下步骤：
步骤一，采用破碎机将废弃陶瓷粉碎制成机制砂，筛分备用；
步骤二，将废石膏模具破碎，用研磨机研磨，再经过筛分机筛分备用；
步骤三，将步骤二得到的石膏粉体高温煅烧(180℃)，石膏粉体制备无水石膏；白色硅酸盐水泥增强剂后混合研磨得石膏粘结剂粉体。
步骤四，将步骤一得到的机制砂和步骤三得到的石膏充分混合后，添加氧化铁颜料、减水剂和少量水(≤50％激活石膏粉体质量)，振动搅拌混合；
步骤五，将搅拌好的半干物料放入模具，压制成型，制得日用花盆。
进一步，所述步骤一中的机制砂筛分后粒径R≤1mm。
进一步，所述步骤二中，经过筛分机筛分制成粒度R粉≤60目。
进一步，所述步骤三中的石膏粉体高温180℃煅烧，时间t≥3h；白色硅酸盐水泥添加量5％，均为石膏重量百分比；
进一步，所述步骤四中的机制砂和石膏粉体的混合比小于50％，所述水与再生石膏的质量比≤2：1，所述振动搅拌的转速为800～1000rpm。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述的利用再生石膏和废陶瓷砂制备日用花盆的方法制备得到的成品日用花盆，所述成品日用花盆的强度为5Mpa≤fc≤7Mpa。
结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
近年来，花卉种植面积、开发品种、生产数量、出口国家逐年增多，已成为世界花卉大国。花卉产业的统计数据显示，2019年我国花卉行业产值为2809亿元，前瞻初步估算2025年我国花卉行业产值约为3511.25亿元。随着花卉市场的繁荣，种花的器皿花盆的需求量剧增，市场现有花盆多为高分子材料制备的花盆，部分为烧制的陶瓷花盆，使用后无法降解或者再生利用，不环保。与此同时，无论是废弃陶瓷还是废弃石膏模具目前都无法大规模工业化再生利用。本发明以再生半水石膏(β型)作为主要粘结剂(由于再生石膏强度差，因此添加白水泥作为增强剂并控制水的添加量)，再生β型半水石膏与水反应生产二水石膏，并具有一定强度，用来制备日用花盆，既解决了废弃物再生利用问题，同时本发明可产生客观的经济价值。
本发明提供的再生石膏和废陶瓷砂制备日用花盆方法，采用破碎机将废弃陶瓷制成机制砂，并用破碎机和研磨机将废弃石膏模具制成粉体；将废弃石膏粉进行升温再生作为主要粘结剂，将再生石膏粘结剂与陶瓷机制砂按一定比例混合，添加少量的增强剂白水泥、颜料以及聚羧酸减水剂振动搅拌均匀，压制成型制备日用花盆。本发明所制备的日用花盆可媲美低温烧制的陶花盆，且本发明的花盆压制形状和图案具有可设计性，工艺简单，成本低廉，符合国家环保政策，解决废弃物堆放问题，同时可以产生经济价值。本发明未见国内外报道。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的利用再生石膏和废陶瓷砂制备日用花盆的方法流程图；
图2是本发明实施例提供的再生石膏和废陶瓷制备的日用花盆实物图；
图3是本发明实施例提供的实施例4方案制备的不同添加量陶瓷砂对花盆强度影响示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用再生石膏和废陶瓷砂制备日用花盆的方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
本发明实施例提供的再生石膏和废陶瓷砂制备日用花盆，是以再生石膏粉为主要粘结剂，并加入少量的增强剂白水泥、颜料以及聚羧酸减水剂，再加入废陶瓷机制砂和少量水，采用机械振动混合技术使各物质充分混合，处理后的混合物料再注入模具中压制成型经养护后即得到成品日用花盆。
本发明实施例提供的成品日用花盆(相对应块体强度)强度5Mpa≤fc≤7Mpa。
本发明的主要原料为废弃陶瓷石膏模具和废弃陶瓷；机制砂与再生石膏比率≤50％；成型后的日用花盆养护T≤45℃烘干。
本发明实施例提供的机制砂粒径R≤1mm；再生石膏粉体粒度R粉≤60目(0.42mm)；白水泥为白色硅酸盐水泥(P·W52.5)W添加量≤5％，颜料为各种颜色氧化铁粉末(如红色、黄色、蓝色等，粒度325目(45μm)，W添加量为0.1％～0.2％)，减水剂为高效聚羧酸系减水剂，W添加量为1％～2％。
如图1所示，本发明实施例提供的利用再生石膏和废陶瓷砂制备日用花盆的方法包括以下步骤：
S101，采用破碎机将废弃陶瓷粉碎制成机制砂，筛分备用；
S102，将废石膏模具破碎，用研磨机研磨，再经过筛分机筛分备用；
S103，将S102得到的石膏粉体低温煅烧，直至石膏粉体再生制备β型半水石膏；
S104，将S101得到的机制砂和S103得到的β型半水石膏充分混合后，添加白色硅酸盐水泥、氧化铁颜料、减水剂和少量水，振动搅拌混合；
S105，将搅拌好的半干物料放入模具，压制成型，制得日用花盆。
本发明实施例提供的再生石膏和废陶瓷制备的日用花盆实物图如图2所示。
实施例1
利用破碎机将废弃陶瓷粉碎制成机制砂，筛分20目(0.82mm)；将废弃石膏粉体R粉≤60目(0.42mm)低温180℃煅烧，时间t≥3h，直至石膏粉体再生制成β型半水石膏。将陶瓷机制砂和再生石膏按照1：1质量比进行充分混合；添加白色硅酸盐水泥3％；氧化铁颜料0.2％；高效聚羧酸系减水剂1％。将所有物料进行振动搅拌(转速800rpm)充分混合，添加水量为再生石膏质量的30％；充分搅拌混合；将搅拌好的半干物料放入模具，压制成型，制成日用花盆。
实施例2
利用破碎机将废弃陶瓷粉碎制成机制砂，筛分20目(0.82mm)；将废弃石膏粉体R粉≤60目(0.42mm)低温180℃煅烧，时间t≥3h，直至石膏粉体再生制成β型半水石膏。将陶瓷机制砂和再生石膏按照1：2质量比进行充分混合；添加白色硅酸盐水泥4％；氧化铁颜料0.1％；高效聚羧酸系减水剂1.5％。将所有物料进行振动搅拌(转速1000rpm)充分混合，添加水量为再生石膏质量的40％；充分搅拌混合；将搅拌好的半干物料放入模具，压制成型，制成日用花盆。
实施例3
利用破碎机将废弃陶瓷粉碎制成机制砂，筛分20目(0.82mm)；将废弃石膏粉体R粉≤60目(0.42mm)低温180℃煅烧，时间t≥3h，直至石膏粉体再生制成β型半水石膏。将陶瓷机制砂和再生石膏按照1：3质量比进行充分混合；添加白色硅酸盐水泥5％；氧化铁颜料0.2％；高效聚羧酸系减水剂2％。将所有物料进行振动搅拌(转速1000rpm)充分混合，添加水量为再生石膏质量的50％；充分搅拌混合；将搅拌好的半干物料放入模具，压制成型，制成日用花盆。
实施例4
利用破碎机将废弃陶瓷粉碎制成机制砂，筛分20目(0.82mm)；将废弃石膏粉体R粉≤60目(0.42mm)低温180℃煅烧，时间t≥3h，直至石膏粉体再生制成β型半水石膏。将陶瓷机制砂和再生石膏按照1：1质量比进行充分混合；添加白色硅酸盐水泥3％；氧化铁颜料0.2％；高效聚羧酸系减水剂2％。将所有物料进行振动搅拌(转速1000rpm)充分混合，添加水量为再生石膏质量的30％；充分搅拌混合；将搅拌好的半干物料放入模具，压制成型，制成日用花盆，实施例四为最佳制备条件。
应用：选取实施例4所得日用花盆方案(同条件下制备试块)强度，测试结果如图3所示。
二、实施例相关效果的证据。本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。
本发明取得的积极效果：①产品的原料采用废弃的陶瓷砂和废石膏；②制备方案节能环保，不产生二次污染；③制备的花盆质量良好，可产生客观的经济价值。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用再生石膏和废陶瓷砂制备日用花盆的方法，其特征在于，所述利用再生石膏和废陶瓷砂制备日用花盆的方法包括以下步骤：
步骤一，采用破碎机将废弃陶瓷粉碎制成机制砂，筛分备用；
步骤二，将废石膏模具破碎，用研磨机研磨，再经过筛分机筛分备用；
步骤三，将步骤二得到的石膏粉体低温煅烧，直至石膏粉体再生制备β型半水石膏；
步骤四，将步骤一得到的机制砂和步骤三得到的β型半水石膏充分混合后，添加白色硅酸盐水泥、氧化铁颜料、减水剂和少量水，振动搅拌混合；所述步骤四中的机制砂和β型半水石膏的混合比小于等于50%，所述水与再生石膏的质量比小于等于50%，所述振动搅拌的转速为800~1000rpm；
步骤五，将搅拌好的半干物料放入模具，压制成型，制得日用花盆；
所述白色硅酸盐水泥，W添加量≤5%；所述氧化铁颜料为各种颜色氧化铁粉末，粒度325目，r≤45μm，W添加量为0.1~0.2%；所述减水剂为高效聚羧酸系减水剂，W添加量为1~2%；
成型后的日用花盆养护T≤ 45℃烘干。
2.如权利要求1所述的利用再生石膏和废陶瓷砂制备日用花盆的方法，其特征在于，所述步骤一中的机制砂筛分后粒径R≤1mm。
3.如权利要求1所述的利用再生石膏和废陶瓷砂制备日用花盆的方法，其特征在于，所述步骤二中，经过筛分机筛分制成粒度R粉≤60目。
4.如权利要求1所述的利用再生石膏和废陶瓷砂制备日用花盆的方法，其特征在于，所述步骤三中的石膏粉体低温180℃煅烧，时间t≥3h。
5.如权利要求1所述的利用再生石膏和废陶瓷砂制备日用花盆的方法，其特征在于，所述步骤四中所述氧化铁颜料包括红色、黄色和蓝色。
6.一种应用如权利要求1~5任意一项所述的方法制备得到的成品日用花盆，其特征在于，所述成品日用花盆的强度为5MPa≤fc≤7MPa。
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