CN115108817B - 一种环保耐磨陶砖及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保耐磨陶砖及其制备工艺，其中制备工艺包括以下步骤：第一步，按照重量份将称取的陶砖粉料混合，加水混合后球磨，形成陶砖浆料；第二步，将陶砖浆料经过喷雾造粒的工艺程序干燥成粉末，并且将得到的粉末密封陈腐，得到陈腐粉末；第三步，准备合适的陶砖模具，将陈腐粉末倒入其中，模压成型，得到陶砖坯料；第四步，将陶砖坯料经过干燥处理后高温烧结，得到环保耐磨陶砖。本发明通过降低粘土在陶砖材料中的含量，同时补充以复合陶瓷废渣和改性二硼化铝作为填料，在保证陶瓷可塑性的同时，还增强了陶瓷的耐磨性、透水性以及其他力学性能。

Description

一种环保耐磨陶砖及其制备工艺
技术领域
本发明涉及聚氨酯弹性体领域，具体涉及一种环保耐磨陶砖及其制备工艺。
背景技术
随着技术的发展，陶瓷越来越多地应用到建筑行业，陶瓷制品广泛地应用于公共设施，建筑行业及家庭中。然而，陶瓷制品生产过程中废弃的陶瓷渣后处理难，以及随之而出现的环境污染和资源短缺等问题，随着社会的发展，也逐渐突显出来，并已成为当今社会可持续发展面临的几大主要问题之一。
由于地面不防滑而导致意外伤害事件，使消费者对地面铺贴材料的防滑性能格外关注，陶砖作为一种最广泛应用于各种公共场所和家庭装修的地面铺贴材料，对其防滑性能的关注度更高。如今市面上的陶砖虽然具有表面粗糙防滑性好的优点，但是其机械强度过低，很容易破裂，且耐磨度不足，使用一段时间后损坏很明显，严重影响了人们的正常使用。
因此，如今需要一种能够将废弃的陶瓷渣重新利用且能够保持耐磨性的环保陶砖。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种环保耐磨陶砖及其制备工艺。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
第一方面，本发明提供一种环保耐磨陶砖的制备工艺，包括以下步骤：
第一步，按照重量份将称取的陶砖粉料混合，加水混合后球磨，形成陶砖浆料；
其中，陶砖粉料按照重量份计算，包括以下成分：
石英粉22-35份、长石粉20-28份、粘土17-24份、复合陶瓷废渣13-22份、矾土12-18份、白垩粉10-14份、菱镁矿7-12份、钛酸钡5-10份、改性二硼化铝4-8份和滑石粉2-5份；
第二步，将陶砖浆料经过喷雾造粒的工艺程序干燥成粉末，并且将得到的粉末密封陈腐，得到陈腐粉末；
第三步，准备合适的陶砖模具，将陈腐粉末倒入其中，模压成型，得到陶砖坯料；
第四步，将陶砖坯料经过干燥处理后高温烧结，得到环保耐磨陶砖。
优选地，所述第一步中陶砖粉料的各成分的粒度为200-250目。
优选地，所述第一步中粘土为高岭石族粘土和蒙脱石族粘土的混合物，高岭石族粘土和蒙脱石族粘土的重量比是1-3:1。
优选地，所述第一步中复合陶瓷废渣是通过使用聚钛硅氧烷对陶瓷废渣处理后得到。
优选地，所述第一步中陶瓷废渣包括生坯废料、废釉料、废瓷颗粒、磨边废料、抛光废料中的至少一种。
优选地，所述陶瓷废渣经过检测，按照重量百分比计算，包括：
SiO2：51.6%-65.2%，Al2O3：13%-18.3%，C：4.6%-10.5%，K2O：2.1%-5.4%，CaO：3.2%-8.7%，Na2O：1.5%-4.3%，MgO：1.2%-4.6%，TiO2：0.3%-0.8%，Fe2O3：0.5-1.2%，余量为杂质。
优选地，所述第一步中陶砖粉料与水混合的质量比是0.3-0.5:1。
优选地，所述第一步中球磨是在球磨机内进行，氧化锆球作为研磨球，球磨速度是200-400rpm，球料比是8-12:1，球磨时间是2-4h。
优选地，所述第二步中的喷雾造粒干燥之后的粉末的含水量为4%-6%，密封陈腐时间至少24h。
优选地，所述第三步中模压成型是在模具与液压机的配合作用下，一次压制成型，压力为20-50MPa。
优选地，所述第四步中干燥处理的温度是200-300℃，高温烧结的温度是1150-1250℃，烧结的时间是1-2h。
优选地，所述复合陶瓷废渣的制备方法为：
a.将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、钛酸正丁酯和乙酰醋酸乙酯混合于无水乙醇内，搅拌0.5-1h，混合均匀，然后在搅拌的状态下滴加纯水，升温至35-45℃，保温搅拌5-7h，然后降温至室温静置过夜（8-12h），得到聚钛硅氧烷溶液；其中，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、钛酸正丁酯、乙酰醋酸乙酯与无水乙醇的质量比是2.4-3.6:3.4-5.1:0.2-0.6:3-5；
b.将陶瓷废渣洗涤、干燥、粉碎后，混合至聚钛硅氧烷溶液中，超声条件处理均匀，放置于水浴锅内升温至70-80℃，冷凝回流处理3-7h，减压除去溶剂，然后收集产物在110-120℃的烘箱内干燥，得到复合陶瓷废渣；其中，陶瓷废渣与聚钛硅氧烷溶液的质量比是1:6-10。
更优选地，所述陶瓷废渣的洗涤是依次使用清水洗涤后筛选掉杂质；所述干燥是将洗涤后的陶瓷废渣在80-100℃烘箱内干燥处理；粉碎是将干燥后的陶瓷废渣粉碎过200目筛。
优选地，所述改性二硼化铝的制备方法为：
（1）分别称取氢化铝锂（LiAlH4）与硼氢化锂（LiBH4）于球磨机内，以氧化锆球作为研磨球，球磨速度是300-400rpm，球料比是10-15:1，球磨时间是4-6h，球磨结束，得到球磨混合料；其中，氢化铝锂（LiAlH4）与硼氢化锂（LiBH4）的质量比是1:0.58-1.74；
（2）将球磨混合料收集在坩埚内，铺平后，将坩埚放置于高温炉内，向高温炉内通入氢气替换出空气，保持炉内压强为10MPa，然后以5℃/min的速度升温至500-600℃，保温烧结4-6h，得到多孔二硼化铝粉末；
（3）称取伊毛缟石粉末分散于pH=3.5-4.0的酸液中，超声混合均匀，加入多孔二硼化铝粉末，在室温下搅拌过夜（8-12h），然后滴加碱液至液体pH=8.0-9.0，持续搅拌并升温至沸腾，待液体蒸干后，收集固体，依次使用饱和的碳酸氢钠溶液和纯净水清洗，烘干，得到改性二硼化铝；其中，伊毛缟石粉末的直径是5-10nm，伊毛缟石粉末、多孔二硼化铝粉末与酸液的质量比是1:3-5:12-18。
更优选地，所述酸液的成分包括硫酸、盐酸、硝酸等无机酸，所述碱液的溶质包括氢氧化钠、氢氧化钾等无机碱。
第二方面，本发明提供一种环保耐磨陶砖，采用上述制备工艺制备得到。
本发明的有益效果为：
1.本发明公开了一种环保耐磨陶砖的制备工艺，所采用的成分中含有石英粉、长石粉、矾土、白垩粉、菱镁矿、钛酸钡和滑石粉等一些陶砖常用的矿粉填料，还含有高岭石族粘土和蒙脱石族粘土组成的粘土混合物，含有复合陶瓷废渣这种使用废弃陶瓷重新利用的材料，以及添加了少量的改性二硼化铝，用于提升陶砖的整体性能。
2.在常规的陶砖的制备中，粘土由于其具有可塑性和烧结性，一般作为主要的原料使用，粘土使用不足会导致陶砖的塑性不好，成型性不能满足需求，但是粘土的含量过高会导致陶砖的硬度降低、透水率降低，从而使得陶砖耐磨度和透水性不足。本发明通过降低粘土在陶砖材料中的含量，同时补充以复合陶瓷废渣和改性二硼化铝作为填料，在保证陶瓷可塑性的同时，还增强了陶瓷的耐磨性、透水性以及其他力学性能。
3.陶瓷废渣主要成分为SiO2 和Al2O3，具有火山灰质混合材料的特性，因此在再生陶瓷制品方面有着巨大应用潜力。本发明通过先制备一种聚有机钛硅氧烷（聚钛硅氧烷），然后利用聚钛硅氧烷对陶瓷废渣进行改性，使得改性后的陶瓷废渣表面活性增强，在与陶砖粉料混合的过程中能够更加容易分散，且粘合度也得到增加，同时在后续高温烧结的过程中，聚有机钛硅氧烷能够分解生成多种含氧无机物，不仅能够增大与其他粉料的结合度，且增加了陶砖的强度和孔径率，即增加了陶砖的力学性能和透水率。
4.此外，在本发明中还加入了少量的改性二硼化铝，改性二硼化铝是通过先制备出多孔的二硼化铝材料，然后使用伊毛缟石吸附其孔径内得到，伊毛缟石属于一种具有纤维状形态的类晶质水化铝硅酸盐矿物，其独特的性质是在酸性条件下能够在水中分散，在碱性条件下凝聚，本发明利用该性质在酸性条件下使用多孔的二硼化铝材料对其吸附，然后转换至碱性条件使其在二硼化铝材料孔径以及表面凝聚成一体，最终得到了改性二硼化铝。由于伊毛缟石本身属于粘土材料的一种，因此改性二硼化铝具有较好的粘结性，能够方便结合其他粉料，且加入了少量改性二硼化铝后，陶砖的耐磨性却得到了较大程度的提升。
5.在本发明中，复合陶瓷废渣与改性二硼化铝具有相辅相成的作用，在替换掉部分黏土的基础上，不仅克服了黏土的缺陷，还取得比黏土更加优异的性能，同时还使得废物得到再次利用，值得推广使用。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明，对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
陶瓷产业的繁荣发展为我国的经济建设做出了巨大的贡献，但陶瓷属于高能耗、高污染行业，其所带来的生态和环境问题近年来也日益显现。在陶瓷材料的制备和使用过程中会产生大量的废料，而目前大部分的废料采用露天堆放或填埋的方式处理。陶瓷废料主要包括陶瓷制品烧成之前所形成的生坯废料，因配料错误或被污染等原因而不能直接使用的废釉料，陶瓷制品在烧成过程中由于变形、开裂、缺角等生成的烧成废瓷颗粒，生产线上由于生坯破损、冲洗地面等沉淀于水沟中的污泥废料，出窑的陶瓷砖进行磨边处理产生大量的磨边废料，抛光研磨处理产生的抛光废料等。
下面结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种环保耐磨陶砖的制备工艺，包括以下步骤：
第一步，按照重量份将称取的陶砖粉料混合，各成分的粒度为200目，加水混合后在球磨机内球磨，陶砖粉料与水混合的质量比是0.4:1，氧化锆球作为研磨球，球磨速度是300rpm，球料比是10:1，球磨时间是3h，形成陶砖浆料；
第二步，将陶砖浆料经过喷雾造粒的工艺程序干燥成粉末，喷雾造粒干燥之后的粉末的含水量为5%，并且将得到的粉末密封陈腐至少24h，得到陈腐粉末；
第三步，准备合适的陶砖模具，将陈腐粉末倒入其中，在模具与液压机的配合作用下，一次压制成型，压力为35MPa，得到陶砖坯料；
第四步，将陶砖坯料经过250℃干燥处理后高温烧结，烧结的温度是1200℃，烧结的时间是1h，得到环保耐磨陶砖。
其中，陶砖粉料按照重量份计算，包括以下成分：
石英粉28份、长石粉25份、粘土21份、复合陶瓷废渣18份、矾土15份、白垩粉12份、菱镁矿10份、钛酸钡8份、改性二硼化铝6份和滑石粉3份。
粘土为高岭石族粘土和蒙脱石族粘土的混合物，高岭石族粘土和蒙脱石族粘土的重量比是2:1。
复合陶瓷废渣是通过使用聚钛硅氧烷对陶瓷废渣处理后得到，陶瓷废渣包括生坯废料、废釉料、废瓷颗粒、磨边废料、抛光废料中的至少一种；陶瓷废渣经过检测，按照重量百分比计算，包括：SiO2：59.8%，Al2O3：17.7%，C：5.8%，K2O：5.4%，CaO：6.1%，Na2O：1.5%，MgO：2.4%，TiO2：0.4%，Fe2O3：0.5%，余量为杂质。
复合陶瓷废渣的制备方法为：
a.将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、钛酸正丁酯和乙酰醋酸乙酯混合于无水乙醇内，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、钛酸正丁酯、乙酰醋酸乙酯与无水乙醇的质量比是3:4.25:0.4:4，搅拌1h，混合均匀，然后在搅拌的状态下滴加纯水，升温至45℃，保温搅拌6h，然后降温至室温静置过夜（8-12h），得到聚钛硅氧烷溶液；
b.将陶瓷废渣依次使用清水洗涤后筛选掉杂质，然后在80-100℃烘箱内干燥处理，再将陶瓷废渣过200目筛粉碎后，混合至聚钛硅氧烷溶液中，超声条件处理均匀，放置于水浴锅内升温至80℃，冷凝回流处理5h，减压除去溶剂，然后收集产物在120℃的烘箱内干燥，得到复合陶瓷废渣；其中，陶瓷废渣与聚钛硅氧烷溶液的质量比是1:8。
改性二硼化铝的制备方法为：
（1）分别称取氢化铝锂（LiAlH4）与硼氢化锂（LiBH4）于球磨机内，以氧化锆球作为研磨球，球磨速度是300rpm，球料比是12:1，球磨时间是5h，球磨结束，得到球磨混合料；其中，氢化铝锂（LiAlH4）与硼氢化锂（LiBH4）的质量比是1:0.63；
（2）将球磨混合料收集在坩埚内，铺平后，将坩埚放置于高温炉内，向高温炉内通入氢气替换出空气，保持炉内压强为10MPa，然后以5℃/min的速度升温至600℃，保温烧结5h，得到多孔二硼化铝粉末；
（3）称取直径是5-10nm的伊毛缟石粉末分散于pH=3.5-4.0的硫酸中，超声混合均匀，加入多孔二硼化铝粉末，在室温下搅拌过夜（8-12h），伊毛缟石粉末、多孔二硼化铝粉末与硫酸的质量比是1:4:15，然后滴加氢氧化钠溶液至液体pH=8.0-9.0，持续搅拌并升温至沸腾，待液体蒸干后，收集固体，依次使用饱和的碳酸氢钠溶液和纯净水清洗，烘干，得到改性二硼化铝。
实施例2
一种环保耐磨陶砖的制备工艺，包括以下步骤：
第一步，按照重量份将称取的陶砖粉料混合，各成分的粒度为200目，加水混合后在球磨机内球磨，陶砖粉料与水混合的质量比是0.3:1，氧化锆球作为研磨球，球磨速度是400rpm，球料比是8:1，球磨时间是4h，形成陶砖浆料；
第二步，将陶砖浆料经过喷雾造粒的工艺程序干燥成粉末，喷雾造粒干燥之后的粉末的含水量为4%，并且将得到的粉末密封陈腐至少24h，得到陈腐粉末；
第三步，准备合适的陶砖模具，将陈腐粉末倒入其中，在模具与液压机的配合作用下，一次压制成型，压力为20MPa，得到陶砖坯料；
第四步，将陶砖坯料经过200℃干燥处理后高温烧结，烧结的温度是1150℃，烧结的时间是2h，得到环保耐磨陶砖。
其中，陶砖粉料按照重量份计算，包括以下成分：
石英粉22份、长石粉28份、粘土17份、复合陶瓷废渣22份、矾土12份、白垩粉10份、菱镁矿7份、钛酸钡5份、改性二硼化铝4份和滑石粉2份。
粘土为高岭石族粘土和蒙脱石族粘土的混合物，高岭石族粘土和蒙脱石族粘土的重量比是1:1。
复合陶瓷废渣是通过使用聚钛硅氧烷对陶瓷废渣处理后得到，陶瓷废渣包括生坯废料、废釉料、废瓷颗粒、磨边废料、抛光废料中的至少一种；陶瓷废渣经过检测，按照重量百分比计算，包括：SiO2：65.2%，Al2O3：18.3%，C：4.6%，K2O：2.1%，CaO：3.2%，Na2O：3.7%，MgO：1.2%，TiO2：0.3%，Fe2O3：1.2%，余量为杂质。
复合陶瓷废渣的制备方法为：
a.将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、钛酸正丁酯和乙酰醋酸乙酯混合于无水乙醇内，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、钛酸正丁酯、乙酰醋酸乙酯与无水乙醇的质量比是2.4:3.4:0.2:3，搅拌0.5h，混合均匀，然后在搅拌的状态下滴加纯水，升温至35℃，保温搅拌7h，然后降温至室温静置过夜（8-12h），得到聚钛硅氧烷溶液；
b.将陶瓷废渣依次使用清水洗涤后筛选掉杂质，然后在80-100℃烘箱内干燥处理，再将陶瓷废渣过200目筛粉碎后，混合至聚钛硅氧烷溶液中，超声条件处理均匀，放置于水浴锅内升温至70℃，冷凝回流处理7h，减压除去溶剂，然后收集产物在110℃的烘箱内干燥，得到复合陶瓷废渣；其中，陶瓷废渣与聚钛硅氧烷溶液的质量比是1:6。
改性二硼化铝的制备方法为：
（1）分别称取氢化铝锂（LiAlH4）与硼氢化锂（LiBH4）于球磨机内，以氧化锆球作为研磨球，球磨速度是300rpm，球料比是15:1，球磨时间是6h，球磨结束，得到球磨混合料；其中，氢化铝锂（LiAlH4）与硼氢化锂（LiBH4）的质量比是1:0.58；
（2）将球磨混合料收集在坩埚内，铺平后，将坩埚放置于高温炉内，向高温炉内通入氢气替换出空气，保持炉内压强为10MPa，然后以5℃/min的速度升温至500℃，保温烧结6h，得到多孔二硼化铝粉末；
（3）称取直径是5-10nm的伊毛缟石粉末分散于pH=3.5-4.0的盐酸中，超声混合均匀，加入多孔二硼化铝粉末，在室温下搅拌过夜（8-12h），伊毛缟石粉末、多孔二硼化铝粉末与盐酸的质量比是1:3:12，然后滴加氢氧化钾溶液至液体pH=8.0-9.0，持续搅拌并升温至沸腾，待液体蒸干后，收集固体，依次使用饱和的碳酸氢钠溶液和纯净水清洗，烘干，得到改性二硼化铝。
实施例3
一种环保耐磨陶砖的制备工艺，包括以下步骤：
第一步，按照重量份将称取的陶砖粉料混合，各成分的粒度为200-250目，加水混合后在球磨机内球磨，陶砖粉料与水混合的质量比是0.5:1，氧化锆球作为研磨球，球磨速度是200rpm，球料比是12:1，球磨时间是2h，形成陶砖浆料；
第二步，将陶砖浆料经过喷雾造粒的工艺程序干燥成粉末，喷雾造粒干燥之后的粉末的含水量为6%，并且将得到的粉末密封陈腐至少24h，得到陈腐粉末；
第三步，准备合适的陶砖模具，将陈腐粉末倒入其中，在模具与液压机的配合作用下，一次压制成型，压力为50MPa，得到陶砖坯料；
第四步，将陶砖坯料经过300℃干燥处理后高温烧结，烧结的温度是1250℃，烧结的时间是1h，得到环保耐磨陶砖。
其中，陶砖粉料按照重量份计算，包括以下成分：
石英粉35份、长石粉20份、粘土24份、复合陶瓷废渣13份、矾土18份、白垩粉14份、菱镁矿12份、钛酸钡10份、改性二硼化铝8份和滑石粉5份。
粘土为高岭石族粘土和蒙脱石族粘土的混合物，高岭石族粘土和蒙脱石族粘土的重量比是3:1。
复合陶瓷废渣是通过使用聚钛硅氧烷对陶瓷废渣处理后得到，陶瓷废渣包括生坯废料、废釉料、废瓷颗粒、磨边废料、抛光废料中的至少一种；陶瓷废渣经过检测，按照重量百分比计算，包括：SiO2：51.6%，Al2O3：13%，C：10.5%，K2O：5.4%，CaO：8.7%，Na2O：4.3%，MgO：4.6%，TiO2：0.8%，Fe2O3：0.7%，余量为杂质。
复合陶瓷废渣的制备方法为：
a.将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、钛酸正丁酯和乙酰醋酸乙酯混合于无水乙醇内，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、钛酸正丁酯、乙酰醋酸乙酯与无水乙醇的质量比是3.6:5.1:0.6:5，搅拌1h，混合均匀，然后在搅拌的状态下滴加纯水，升温至45℃，保温搅拌5h，然后降温至室温静置过夜（8-12h），得到聚钛硅氧烷溶液；
b.将陶瓷废渣依次使用清水洗涤后筛选掉杂质，然后在80-100℃烘箱内干燥处理，再将陶瓷废渣过200目筛粉碎后，混合至聚钛硅氧烷溶液中，超声条件处理均匀，放置于水浴锅内升温至80℃，冷凝回流处理3h，减压除去溶剂，然后收集产物在120℃的烘箱内干燥，得到复合陶瓷废渣；其中，陶瓷废渣与聚钛硅氧烷溶液的质量比是1:10。
改性二硼化铝的制备方法为：
（1）分别称取氢化铝锂（LiAlH4）与硼氢化锂（LiBH4）于球磨机内，以氧化锆球作为研磨球，球磨速度是400rpm，球料比是10:1，球磨时间是4h，球磨结束，得到球磨混合料；其中，氢化铝锂（LiAlH4）与硼氢化锂（LiBH4）的质量比是1:1.74；
（2）将球磨混合料收集在坩埚内，铺平后，将坩埚放置于高温炉内，向高温炉内通入氢气替换出空气，保持炉内压强为10MPa，然后以5℃/min的速度升温至600℃，保温烧结4h，得到多孔二硼化铝粉末；
（3）称取直径是5-10nm的伊毛缟石粉末分散于pH=3.5-4.0的硝酸中，超声混合均匀，加入多孔二硼化铝粉末，在室温下搅拌过夜（8-12h），伊毛缟石粉末、多孔二硼化铝粉末与硝酸的质量比是1:3:12，然后滴加氢氧化钠溶液至液体pH=8.0-9.0，持续搅拌并升温至沸腾，待液体蒸干后，收集固体，依次使用饱和的碳酸氢钠溶液和纯净水清洗，烘干，得到改性二硼化铝。
对比例1
一种环保耐磨陶砖的制备工艺，与实施例1的区别在于陶砖粉料的成分不同，将复合陶瓷废渣替换为陶瓷废渣，陶砖粉料的成分按照重量份计算，包括：
石英粉28份、长石粉25份、粘土21份、陶瓷废渣18份、矾土15份、白垩粉12份、菱镁矿10份、钛酸钡8份、改性二硼化铝6份和滑石粉3份。
陶瓷废渣包括生坯废料、废釉料、废瓷颗粒、磨边废料、抛光废料中的至少一种；陶瓷废渣经过检测，按照重量百分比计算，包括：SiO2：59.8%，Al2O3：17.7%，C：5.8%，K2O：5.4%，CaO：6.1%，Na2O：1.5%，MgO：2.4%，TiO2：0.4%，Fe2O3：0.5%，余量为杂质。
对比例2
一种环保耐磨陶砖的制备工艺，与实施例1的区别在于陶砖粉料的成分不同，将改性二硼化铝替换为二硼化铝，陶砖粉料的成分按照重量份计算，包括：
石英粉28份、长石粉25份、粘土21份、复合陶瓷废渣18份、矾土15份、白垩粉12份、菱镁矿10份、钛酸钡8份、二硼化铝6份和滑石粉3份。
二硼化铝的制备方法为：
（1）分别称取氢化铝锂（LiAlH4）与硼氢化锂（LiBH4）于球磨机内，以氧化锆球作为研磨球，球磨速度是300rpm，球料比是12:1，球磨时间是5h，球磨结束，得到球磨混合料；其中，氢化铝锂（LiAlH4）与硼氢化锂（LiBH4）的质量比是1:0.63；
（2）将球磨混合料收集在坩埚内，铺平后，将坩埚放置于高温炉内，向高温炉内通入氢气替换出空气，保持炉内压强为10MPa，然后以5℃/min的速度升温至600℃，保温烧结5h，得到多孔二硼化铝粉末。
对比例3
一种环保耐磨陶砖的制备工艺，与实施例1的区别在于陶砖粉料的成分不同，将复合陶瓷废渣替换为陶瓷废渣，将改性二硼化铝替换为二硼化铝，陶砖粉料的成分按照重量份计算，包括：
石英粉28份、长石粉25份、粘土21份、陶瓷废渣18份、矾土15份、白垩粉12份、菱镁矿10份、钛酸钡8份、二硼化铝6份和滑石粉3份。
陶瓷废渣包括生坯废料、废釉料、废瓷颗粒、磨边废料、抛光废料中的至少一种；陶瓷废渣经过检测，按照重量百分比计算，包括：SiO2：59.8%，Al2O3：17.7%，C：5.8%，K2O：5.4%，CaO：6.1%，Na2O：1.5%，MgO：2.4%，TiO2：0.4%，Fe2O3：0.5%，余量为杂质。
二硼化铝的制备方法为：
（1）分别称取氢化铝锂（LiAlH4）与硼氢化锂（LiBH4）于球磨机内，以氧化锆球作为研磨球，球磨速度是300rpm，球料比是12:1，球磨时间是5h，球磨结束，得到球磨混合料；其中，氢化铝锂（LiAlH4）与硼氢化锂（LiBH4）的质量比是1:0.63；
（2）将球磨混合料收集在坩埚内，铺平后，将坩埚放置于高温炉内，向高温炉内通入氢气替换出空气，保持炉内压强为10MPa，然后以5℃/min的速度升温至600℃，保温烧结5h，得到多孔二硼化铝粉末。
对比例4
一种环保耐磨陶砖的制备工艺，与实施例1的区别在于陶砖粉料的成分不同，将复合陶瓷废渣和改性二硼化铝替换为粘土，陶砖粉料的成分按照重量份计算，包括：
石英粉28份、长石粉25份、粘土45份、矾土15份、白垩粉12份、菱镁矿10份、钛酸钡8份和滑石粉3份。
为了更加清楚地说明本发明，将本发明实施例1、对比例1-4制备的环保耐磨陶砖的性能进行了检测，水力传导系数检测标准是JCT945-2005，其他性能检测标准是GB/T3810-2016，检测结果如下表1所示：
表1 不同方法制备的陶砖的性能检测比较
实施例1 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
12000转磨损的耐磨等级 5级 4级 4级 3级 3级
抗折强度（MPa） 16.1 14.7 15.4 11.2 15.2
抗压强度（MPa） 53.6 49.8 53.3 37.9 47.6
水力传导系数k（cm/s） 0.042 0.040 0.037 0.045 0.026
从表中能够看出，实施例1具有更高等级的耐磨性，抗折强度和抗压强度也更高，且水力传导系数（水渗透系数）更大，说明具有较好的耐磨性、力学性能和透水率。目前市场上的陶砖如果要提升透水率则相应的机械性能会降低，而如果提升机械性能，则透水性会降低，而本发明中能够将两种优点平衡结合，从而得到一种既具有较好机械性能又具有一定透水性的陶砖，同时其还具有较好的耐磨性，能够满足市场对于陶砖的需求。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种环保耐磨陶砖的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，按照重量份将称取的陶砖粉料混合，加水混合后球磨，形成陶砖浆料；
其中，陶砖粉料按照重量份计算，包括以下成分：
石英粉22-35份、长石粉20-28份、粘土17-24份、复合陶瓷废渣13-22份、矾土12-18份、白垩粉10-14份、菱镁矿7-12份、钛酸钡5-10份、改性二硼化铝4-8份和滑石粉2-5份；
第二步，将陶砖浆料经过喷雾造粒的工艺程序干燥成粉末，并且将得到的粉末密封陈腐，得到陈腐粉末；
第三步，准备合适的陶砖模具，将陈腐粉末倒入其中，模压成型，得到陶砖坯料；
第四步，将陶砖坯料经过干燥处理后高温烧结，得到环保耐磨陶砖；
其中，所述第一步中复合陶瓷废渣是通过使用聚钛硅氧烷对陶瓷废渣处理后得到；
所述复合陶瓷废渣的制备方法为：
a.将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、钛酸正丁酯和乙酰醋酸乙酯混合于无水乙醇内，搅拌0.5-1h，混合均匀，然后在搅拌的状态下滴加纯水，升温至35-45℃，保温搅拌5-7h，然后降温至室温静置8-12h，得到聚钛硅氧烷溶液；其中，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、钛酸正丁酯、乙酰醋酸乙酯与无水乙醇的质量比是2.4-3.6:3.4-5.1:0.2-0.6:3-5；
b.将陶瓷废渣洗涤、干燥、粉碎后，混合至聚钛硅氧烷溶液中，超声条件处理均匀，放置于水浴锅内升温至70-80℃，冷凝回流处理3-7h，减压除去溶剂，然后收集产物在110-120℃的烘箱内干燥，得到复合陶瓷废渣；其中，陶瓷废渣与聚钛硅氧烷溶液的质量比是1:6-10；
所述改性二硼化铝的制备方法为：
（1）分别称取氢化铝锂与硼氢化锂于球磨机内，以氧化锆球作为研磨球，球磨速度是300-400rpm，球料比是10-15:1，球磨时间是4-6h，球磨结束，得到球磨混合料；其中，氢化铝锂与硼氢化锂的质量比是1:0.58-1.74；
（2）将球磨混合料收集在坩埚内，铺平后，将坩埚放置于高温炉内，向高温炉内通入氢气替换出空气，保持炉内压强为10MPa，然后以5℃/min的速度升温至500-600℃，保温烧结4-6h，得到多孔二硼化铝粉末；
（3）称取伊毛缟石粉末分散于pH=3.5-4.0的酸液中，超声混合均匀，加入多孔二硼化铝粉末，在室温下搅拌8-12h，然后滴加碱液至液体pH=8.0-9.0，持续搅拌并升温至沸腾，待液体蒸干后，收集固体，依次使用饱和的碳酸氢钠溶液和纯净水清洗，烘干，得到改性二硼化铝；其中，伊毛缟石粉末的直径是5-10nm，伊毛缟石粉末、多孔二硼化铝粉末与酸液的质量比是1:3-5:12-18。
2.根据权利要求1所述的一种环保耐磨陶砖的制备工艺，其特征在于，所述第一步中陶砖粉料的各成分的粒度为200-250目。
3.根据权利要求1所述的一种环保耐磨陶砖的制备工艺，其特征在于，所述第一步中粘土为高岭石族粘土和蒙脱石族粘土的混合物，高岭石族粘土和蒙脱石族粘土的重量比是1-3:1。
4.根据权利要求1所述的一种环保耐磨陶砖的制备工艺，其特征在于，所述第一步中陶瓷废渣包括生坯废料、废釉料、废瓷颗粒、磨边废料、抛光废料中的至少一种；所述第一步中陶砖粉料与水混合的质量比是0.3-0.5:1；所述第一步中球磨是在球磨机内进行，氧化锆球作为研磨球，球磨速度是200-400rpm，球料比是8-12:1，球磨时间是2-4h。
5.根据权利要求1所述的一种环保耐磨陶砖的制备工艺，其特征在于，所述第二步中的喷雾造粒干燥之后的粉末的含水量为4%-6%，密封陈腐时间至少24h。
6.根据权利要求1所述的一种环保耐磨陶砖的制备工艺，其特征在于，所述第三步中模压成型是在模具与液压机的配合作用下，一次压制成型，压力为20-50MPa。
7.根据权利要求1所述的一种环保耐磨陶砖的制备工艺，其特征在于，所述第四步中干燥处理的温度是200-300℃，高温烧结的温度是1150-1250℃，烧结的时间是1-2h。
8.一种环保耐磨陶砖，其特征在于，采用权利要求1-7任意之一所述的环保耐磨陶砖的制备工艺制备得到。
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