CN1468827A - 瓷渣陶粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及瓷渣陶粒及其制备方法，其特点是：以陶瓷生产过程中产生的瓷渣为基料，加入适当比例的粘结料、发泡材料，利用回转窑烧结而成，所述瓷渣包括陶瓷生产中不合格的瓷土原料、破碎的陶瓷成品/半成品废渣或瓷砖、瓷板、打磨抛光过程中产生的粉末废渣。本发明制成的瓷渣陶粒以陶瓷生产过程中产生的瓷渣为基料，加入适当比例的粘结料、发泡材料，利用回转窑烧结而成，制备程序如下：1)分别对基料、粘结料和发泡材料进行处理；2)按比例配料；3)配好的原料混合；4)混合料制成球；5)干燥；6)烧成，7)制成成品陶粒。本发明既解决了废渣堆放场地、环境污染等问题，又生产出质量好、性能高的陶粒，应用于各个领域，具有重要社会意义和经济效益。

Description

瓷渣陶粒及其制备方法

所属技术领域

本发明涉及一种瓷渣陶粒及其制备方法，属于颗粒型建筑材料及其工业生产技术领域。

背景技术

陶粒是一种无机轻集料，主要用于建筑工程中保温、隔热，轻质墙体、轻集料混凝土、结构用混凝土等方面，也可用于环保过滤、农业种植及建筑装饰等领域。经检索，有关陶粒专利很多，主要是以粘土、页岩、粉煤灰、煤矿剥离物、黄土、污泥等为主要原料，加入膨胀材料制备而成。由于开挖粘土、页岩、黄土、污泥等，会造成水土流失、环境污染，破坏生态平衡，因此，不适宜推广应用。用粉煤灰或煤矿剥离物为基本原料制造的陶粒，陶粒的密度和强度都不理想。

技术内容

本发明需要解决的技术问题是克服现有技术利用粘土为原料制造陶粒、造成水土流失、环境污染的缺点，提供一种瓷渣陶粒及其制备方法。

本发明需要解决的另一个技术问题是变废为宝，将陶瓷工业中排出的废炉渣制成建筑用陶粒。

本发明的技术问题可以通过采取如下措施解决：瓷渣陶粒，其特点是：以陶瓷生产过程中产生的瓷渣为基料，加入特定比例的粘结料、发泡材料，利用回转窑烧结而成，所述瓷渣包括陶瓷生产中不合格的瓷土原料、破碎的陶瓷成品/半成品废渣或瓷砖、瓷板、打磨抛光过程中产生的粉末废渣。

瓷土原料的主要成分为高岭土Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O、石英SiO₂、长石K₂O·Al₂O₃·6SiO₂、石灰石CaCO₃、白云石CaCO₃、MgCO₃，破碎成品/半成品废渣的主要成份为Fe₂O₃、CaO、Na₂O、K₂O、Al₂O₃、SiO₂、NgO、TiO₂，瓷砖、瓷板打磨抛光过程中产生的粉末状废渣的主要成份为Al₂O₃、SiO₂、MgO、CaO、以及少量的Fe₂O₃、Na₂O、K₂O、TiO₂、SiC、有机树脂。

如前所述的瓷渣陶粒的制备方法，其基本流程是：1)分别对基料、粘结料和发泡材料进行处理；2)配料；3)混料；4)成球；5)干燥；6)烧成；7)成品陶粒，其中：

1)对基料、发泡材料和粘结料的处理：

①对基料的处理：

A：清除陶瓷生产过程中排出的瓷土原料废渣的杂物，并进行均化、细化处理，使其主要成分为高岭土Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O、石英SiO₂、长石K₂O·Al₂O₃·6SiO₂、石灰石CaCO₃、白云石CaCO₃、MgCO₃；

B：清除陶瓷生产过程中排出的破碎成品/半成品废渣的杂物，并进行破碎、粉磨、均化、细化处理，使其主要成分如下：

Fe₂O₃ CaO   Na₂O K₂O  Al₂O₃ SiO₂  NgO  TiO₂ 烧失量

0.70     2.61  4.40  0.82  14.20    61.60  8.72 0.15   6.80

C：清除瓷砖、瓷板打磨抛光过程中产生的粉末状废渣中的杂物，使其成为均匀的粉状材料，其主要成份含有Al₂O₃、SiO₂、MgO、CaO、以及少量的Fe₂O₃、Na₂O、K₂O、TiO₂、SiC、有机树脂；

②发泡材料及其处理：

D：以大理石、人造大理石和瓷砖、瓷板打磨抛光过程中产生的粉末状废渣为发泡材料，其中含有CaCO₃、MgCO₃ Fe₂O₃、SiC、Al₂O₃、SiO₂、有机树脂等成分，分别清除其中的杂物，使其成为均匀的粉状材料；

③粘结料及其处理：

E：以粘结性较好的粘土、高岭土为粘结料，主要成份为Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃，将其分别磨成均匀的粉状材料。

2)配料：

将上述基料中A、B、C中的任一种或二种以上构成基本原料，按一定配比配上发泡材料D或粘结材料E，构成配合料，或由的基料中A、B、C中的二种以上构成配合料，所述配合料的成份含量如下：

A∶C＝30～70％∶70～30％，

B∶C∶E＝1～50％∶1～70％∶1～20％，

C∶E＝60～90％∶10～40％，

A∶B∶C＝1～30％∶1～20％∶1～70％，

A∶C∶E＝1～30％∶20～80％∶1～20％，

A∶D＝60～80％∶10～20％；

3)混料：

将按配比称好的原料进行粉末混合或用混合机混合均匀，并加入适量的水10～15％后进行陈伏；

4)成球：

利用成球机将陈伏后的混合料制成粒径为5～20mm的球状或短柱状颗粒；

5)干燥：

将第4)步形成的球状或短柱状颗粒送入400℃左右的烘炉中或利用400℃左右尾气进行烘干干燥；

6)烧成：

采用回转窑进行烧成，将制备好的生料颗粒用皮带运输机送入窑内，经过干燥、烧结、融熔、发泡、冷却制成成品陶粒，

烧成时间为40～50分钟，

烧成最高温度为1050～1200℃。

前述方法制成的瓷质陶粒，是一种超轻和高强的瓷质陶粒，其密度为400～1000Kg/m³，筒压强度为2～12Kpa，吸水率3～8％。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明利用陶瓷工业生产过程中排出的废渣，包括不合格的瓷土原料、瓷板瓷砖等打磨、抛光过程中排出的研磨废渣为主要原料，一方面解决了陶瓷工业生产过程中大量的瓷质废渣占用堆放场地、污染环境等问题，另一方面变废为宝，制造出性能较好的陶粒。

2、由于本发明的主要原料瓷质废渣的成分含量与其他废渣不同，因此成品陶粒及制造方法都不同，成品陶粒的密度可在400～1000Kg/m³范围，筒压强度可在2～12Kpa，吸水率3～8％。

优选实施例

本发明制成的瓷渣陶粒以陶瓷生产过程中产生的瓷渣为基料，加入适当比例的粘结料、发泡材料，利用回转窑烧结而成，制备过程如下：1)分别对基料、粘结料和发泡材料进行处理；2)配料；3)混料；4)成球；5)干燥；6)烧成；7)成品陶粒；其中：

1)对基料、发泡材料和粘结料的处理：

①对基料的处理：

A：清除陶瓷生产过程中排出的瓷土原料废渣的杂物，并进行均化、细化处理，使其主要成分为高岭土Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O、石英SiO₂、长石K₂O·Al₂O₃·6SiO₂、石灰石CaCO₃、白云石CaCO₃、MgCO₃；

B：清除陶瓷生产过程中排出的破碎成品/半成品废渣的杂物，并进行破碎、粉磨、均化、细化处理，使其主要成分及百分含量为：

Fe₂O₃ CaO   Na₂O K₂O  Al₂O₃ SiO₂  NgO  TiO₂  烧失量

0.70     2.61  4.40  0.82  14.20    61.60  8.72  0.15   6.80

C：清除瓷砖、瓷板打磨抛光过程中产生的粉末状废渣中的杂物，使其成为均匀的粉状材料，其主要成份含有Al₂O₃、SiO₂、MgO、CaO、以及少量的Fe₂O₃、Na₂O、K₂O、TiO₂、SiC、有机树脂；

②发泡材料及其处理：

D：以大理石、人造大理石和瓷砖、瓷板打磨抛光过程中产生的粉末状废渣为发泡材料，其中含有CaCO₃、MgCO₃ Fe₂O₃、SiC、Al₂O₃、SiO₂、有机树脂等成分，分别清除其中的杂物，使其成为均匀的粉状材料；

③粘结料及其处理：

E：以粘结性较好的粘土、高岭土为粘结料，主要成份为Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃，将其分别磨成均匀的粉状材料。

2)配料：

将上述基料中A、B、C中的任一种或二种以上构成基本原料，按一定配比配上发泡材料D或粘结材料E，构成配合料，或由的基料中A、B、C中的二种以上构成配合料，所述配合料的成份含量如下：

A∶C＝30～70％∶70～30％，

B∶C∶E＝1～50％∶1～70％∶1～20％，

C∶E＝60～90％∶10～40％，

A∶B∶C＝1～30％∶1～20％∶1～70％，

A∶C∶E＝1～30％∶20～80％∶1～20％，

A∶D＝60～80％∶10～20％；

3)混料：

将按配比称好的原料进行粉末混合或用混合机混合均匀，并加入适量的水10～15％后进行陈伏；

4)成球：

利用成球机将陈伏后的混合料制成粒径为5～20mm的球状或短柱状颗粒；

5)干燥：

将第4)步形成的球状或短柱状颗粒送入400℃左右的烘炉中或利用400℃左右尾气进行烘干干燥；

6)烧成：

采用回转窑进行烧成，将制备好的生料颗粒用皮带运输机送入窑内，经过干燥、烧结、融熔、发泡、冷却制成成品陶粒，

烧成时间为40～50分钟，

烧成最高温度为1050～1200℃。

前述方法制成的瓷质陶粒，是一种超轻和高强的瓷质陶粒，其密度为400-1000Kg/m³，筒压强度为2-12Kpa，吸水率3-8％。

各实施例的原料配比如下：

实施例1：A∶C＝80％∶20％。

实施例2：B∶C∶E＝20％∶60％∶20％。

实施例3：C∶E＝90％∶10％。

实施例4：A∶B∶C＝20％∶10％∶70％。

实施例5：A∶C∶E＝20％∶60％∶10％。

实施例6：A∶D＝85％∶15％。

本发明所述各实施例中所用的原材料是以陶瓷工业中排的废渣为主要原料，陶瓷的生产采用窑外成球、回转窑烧成工艺，生产过程中要求陶粒生料球有一定强度，因此要求原料有一定的粘结性使料球具有一定的粘结强度，同时要求烧成时有一定的膨胀性能。原料A有一定的粘结性，成球性好，生料球有一定强度但膨胀性能差，生产陶粒时需加入发泡材料；原料B自粘性、发泡性均差，生产陶粒时需加入粘结料和发炮材料；原料C自粘性差，但有一定发泡性能，需加入适量的粘结料及发泡材料。

各实施例中所用的发泡材料为石灰石、白云石、铁矿粉以及大理石、人造大理石和瓷板等的抛光过程中排出的粉末。其中含有CaCO₃、MgCO₃、Fe₂O₃、SiC、有机树脂等能发泡的成份。大理石、人造大理石和瓷板等的抛光过程中排出的粉末的发泡性能视打磨加工的产品成份与采用的磨具、磨料的组成而定。当磨具为有机树脂、SiC组成时其抛过程中的粉末具有较好的发泡性能；若采用其它的磨具、磨料其抛光过程中的排出粉末的发泡性能较差。

Claims (4)

1、瓷渣陶粒，其特征是：以陶瓷生产过程中产生的瓷渣为基料，加入适当比例的粘结料、发泡材料，利用回转窑烧结而成，所述瓷渣包括陶瓷生产中不合格的瓷土原料、破碎的陶瓷成品/半成品废渣或瓷砖、瓷板、打磨抛光过程中产生的粉末废渣。

2、如权利要求1所述的瓷渣陶粒，其特征是：所述瓷土原料的主要成分为高岭土Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O、石英SiO₂、长石K₂O·Al₂O₃·6SiO₂、石灰石CaCO₃、白云石CaCO₃、MgCO₃；所述破碎成品/半成品废渣的主要成份为Fe₂O₃、CaO、Na₂O、K₂O、Al₂O₃、SiO₂、NgO、TiO₂；所述瓷砖、瓷板打磨抛光过程中产生的粉末状废渣的主要成份为Al₂O₃、SiO₂、MgO、CaO、以及Fe₂O₃、Na₂O、K₂O、TiO₂、SiC、有机树脂。

3、如如权利要求1或2所述瓷渣陶粒的制备方法，其特征是：制备程序如下：1)分别对基料、粘结料和发泡材料进行处理；2)按比例配料；3)配好的原料混合；4)混合料制成球；5)干燥；6)烧成；7)制成成品陶粒；其中：

1)对基料、发泡材料和粘结料的处理：

①对基料的处理：

A：清除陶瓷生产过程中排出的瓷土原料废渣的杂物，并进行均化、细化处理，使其主要成分为高岭土Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O、石英SiO₂、长石K₂O·Al₂O₃·6SiO₂、石灰石CaCO₃、白云石CaCO₃、MgCO₃；

B：清除陶瓷生产过程中排出的破碎成品/半成品废渣的杂物，并进行破碎、粉磨、均化、细化处理，使其主要成分如下：

Fe₂O₃ CaO   Na₂O K₂O  Al₂O₃ SiO₂  NgO   TiO₂ 烧失量

0.70     2.61  4.40  0.82  14.20    61.60  8.72  0.15  6.80

C：清除瓷砖、瓷板打磨抛光过程中产生的粉末状废渣中的杂物，使其成为均匀的粉状材料，其主要成份含有Al₂O₃、SiO₂、MgO、CaO、以及少量的Fe₂O₃、Na₂O、K₂O、TiO₂、SiC、有机树脂；

②发泡材料及其处理：

D：以大理石、人造大理石和瓷砖、瓷板打磨抛光过程中产生的粉末状废渣为发泡材料，其中含有CaCO₃、MgCO₃ Fe₂O₃、SiC、Al₂O₃、SiO₂、有机树脂等成分，分别清除其中的杂物，使其成为均匀的粉状材料；

③粘结料及其处理：

E：以粘结性较好的粘土、高岭土为粘结料，主要成份为Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃，将其分别磨成均匀的粉状材料。

2)配料：

将上述基料中A、B、C中的任一种或二种以上构成基本原料，按一定配比配上发泡材料D或粘结材料E，构成配合料，或由的基料中A、B、C中的二种以上构成配合料，所述配合料的成份含量如下：

A∶C＝30～70％∶70～30％，

B∶C∶E＝1～50％∶1～70％∶1～20％，

C∶E＝60～90％∶10～40％，

A∶B∶C＝1～30％∶1～20％∶1～70％，

A∶C∶E＝1～30％∶20～80％∶1～20％，

A∶D＝60～80％∶10～20％；

3)混料：

将按配比称好的原料进行粉末混合或用混合机混合均匀，并加入适量的水10-15％后进行陈伏；

4)成球：

利用成球机将陈伏后的混合料制成粒径为5-20mm的球状或短柱状颗粒；

5)干燥：

将第4)步形成的球状或短柱状颗粒送入400℃左右的烘炉中或利用400℃左右尾气进行烘干干燥；

6)烧成：

采用回转窑进行烧成，将制备好的生料颗粒用皮带运输机送入窑内，经过干燥、烧结、融熔、发泡、冷却制成成品陶粒，

烧成时间为40～50分钟，

烧成最高温度为1050～1200℃。

4、如权利要求3所述方法制成的瓷质陶粒，其特征是：瓷质陶粒的密度为400～1000Kg/m³、筒压强度为2～12Kpa、吸水率3～8％。