一種低成本陶瓷地磚及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低成本陶瓷地磚及其制造方法，陶瓷地磚由以下重量百分比的原料制成：拜耳法赤泥20～25%、鉻鐵渣20～25%、長英巖型金礦尾礦8～12%、粉煤灰8～12%、沸騰爐渣8～12%、滑石10～15%以及生石灰10～15%。本發(fā)明的陶瓷地磚以赤泥、鉻鐵渣為主要原料，替代了較為昂貴和稀缺的優(yōu)質(zhì)高嶺土，可減輕我國陶瓷行業(yè)對(duì)高嶺土的依賴，緩解工業(yè)快速發(fā)展帶來的優(yōu)質(zhì)高嶺土匱乏的危機(jī)。
【專利說明】一種低成本陶瓷地磚及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及陶瓷地磚制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種低成本陶瓷地磚及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國每年赤泥排放量已接近700萬噸，赤泥成分變動(dòng)大，有害成分多且難以控制，赤泥的回收和再利用一直處在實(shí)驗(yàn)室研究階段。鉻鐵渣堆放在渣場露天久置后轉(zhuǎn)變?yōu)镃r6+，污染了土壤和地下水，對(duì)人類和動(dòng)植物健康產(chǎn)生很大危害。近幾年來，國內(nèi)火力發(fā)電廠為了提高燃煤轉(zhuǎn)換效率，采用了循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，產(chǎn)生高氧化鈣、氧化鋁含量粉煤灰渣。高效處理該種高鈣粉煤灰成為困擾科技工作者的一個(gè)新的難題。合理利用工業(yè)廢棄物，盡量發(fā)揮二次資源的最佳效能。將廢棄物加工成高附加值產(chǎn)品，這樣做對(duì)環(huán)境保護(hù)、資源再生和再利用十分有利。隨著建筑陶瓷工業(yè)的迅猛發(fā)展，我國陶瓷磚年產(chǎn)量已接近40億m2，傳統(tǒng)陶瓷磚以優(yōu)質(zhì)高嶺土為主要原料，越來越多的高嶺土應(yīng)用于造紙工業(yè)，使得陶瓷磚的工業(yè)原料十分缺乏。另外，當(dāng)前我國面臨的能源形勢十分嚴(yán)峻，降低燒成溫度可實(shí)現(xiàn)陶瓷地磚低碳生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為解決上述技術(shù)問題的不足，提供一種低成本陶瓷地磚及其制造方法，該陶瓷地磚以冶金工業(yè)廢棄物為主要原料，生產(chǎn)成本較低且地磚的強(qiáng)度較高。 [0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題的不足，所采用的技術(shù)方案是:一種低成本陶瓷地磚，由以下重量百分比的原料制成:拜耳法赤泥20~25%、鉻鐵渣20~25%、長英巖型金礦尾礦8~12%、粉煤灰8~12%、沸騰爐渣8~12%、滑石10~15%以及生石灰10~15%。
[0005]一種低成本陶瓷地磚，由以下重量百分比的原料制成:拜耳法赤泥20%、鉻鐵渣25%、長英巖型金礦尾礦8%、粉煤灰10%、沸騰爐渣10%、滑石15%以及生石灰12%。
[0006]所述長英巖型金礦尾礦的主要組成為SiO2 70~75%、Fe2O3 2~5%、Al2O3 10~15%、MgO 0.5 ~2%、CaO 2 ~5%、Na2O 2 ~5% 和 K2O 3 ~8%。
[0007]所述鉻鐵渣的主要組成為CaO 2~5%、Si02 2 2~30%、A1203 25~30%、Mg0 20~30%、Cr2O3 5 ~10%。
[0008]所述沸騰爐渣的主要組成為CaO 2~5%、Si02 60~65%、Fe203 2~3%、A1203 15~20%、MgO I ~3% 和 K2O 5 ~10%。
[0009]所述赤泥的主要組成為CaO 10 ~15%、Si02 20 ~30%、Fe203 20 ~25%、A1203 15 ~20%、Na2O 5 ~10% 和 K2O 5 ~10%。
[0010]所述粉煤灰的主要組成為CaO 15~23%、SiO2 30~35%、Fe2O3 5~10%、Al2O320 ~25%、MgO 5 ~8% 和 K2O I ~3%。
[0011]所述滑石的主要組成為CaO 5~10%、SiO2 50~55%、MgO 25~30%、Al2O3 2~
5% ο[0012]所述低成本陶瓷地磚的制造方法，包括以下步驟:
(1)、按照重量百分比取拜耳法赤泥20~25%、鉻鐵渣20~25%、長英巖型金礦尾礦8~12%、粉煤灰8~12%、沸騰爐渣8~12%、滑石10~15%以及生石灰10~15%，備用；
(2)、將長英巖型金礦尾礦、鉻鐵渣和沸騰爐渣分別經(jīng)過破碎機(jī)粗碎成IOmm以下的顆
粒;
(3)、將步驟(2)破碎過的長英巖型金礦尾礦、鉻鐵渣、沸騰爐渣以及步驟(1)取的拜耳法赤泥、粉煤灰、滑石和生石灰均150°C下烘烤4h，然后分別在球磨機(jī)球磨8h，過250目篩子;
(4)、將步驟(3)過篩后的原料放入在三維立體混料機(jī)中混合10h，得到混合料，備用；
(5)、在混合料中加入水，用油壓機(jī)在25MPa壓力下，制得生坯，然后將烘干的生坯試樣置入馬弗爐內(nèi)按下列幾個(gè)階段進(jìn)行焙燒:
25~500°C，升溫速率為30C /min ；
500°C保溫 60min ；
500~700°C，升溫速率為2V /min ；
700°C保溫 60min ；
700~900°C，升溫速率為2V /min ；
900°C保溫 60min ；
900~1130°C，升溫速率為2V /min ；
11301:保溫601^11 ；
1130 ~800 °C，降溫速率為 0.8 0C /min ；
800~350°C，自然降溫，降至250-350°C時(shí)出爐即可得到成品。
[0013]有益效果
1、本發(fā)明的陶瓷地磚以赤泥、鋼渣為主要原料，替代了較為昂貴和稀缺的優(yōu)質(zhì)高嶺土，可減輕我國陶瓷行業(yè)對(duì)高嶺土的依賴，緩解工業(yè)快速發(fā)展帶來的優(yōu)質(zhì)高嶺土匱乏的危機(jī)。
[0014]2、本發(fā)明的陶瓷地磚原料具有粉煤灰，鉻鐵渣中的三氧化二鉻、赤泥和粉煤灰中三氧化二鐵在陶瓷地磚燒制過程中易形成低共溶點(diǎn)化合物，降低了主晶相透輝石的形成溫度，比原陶瓷地磚燒成溫度降低了 100°c，實(shí)現(xiàn)了陶瓷地磚低碳生產(chǎn)，節(jié)約了能源。
[0015]3、本發(fā)明的陶瓷地磚原料具有粉煤灰、生石灰、沸騰爐渣、長英巖型金礦尾礦和拜耳法赤泥，生石灰中的CaO，沸騰爐渣、長英巖型金礦尾礦和拜耳法赤泥中的SiO2以及鉻鐵渣和滑石中的MgO在高溫?zé)七^程中會(huì)形成透輝石，并且控制了 CaO和MgO質(zhì)量比例在1.4附近，能夠形成足夠多柱狀透輝石，在陶瓷地磚燒制過程中，拜耳法赤泥中所含的氧化鉀和氧化鈉可作為助熔劑，能夠提供大量液相物質(zhì)，促進(jìn)了原料中化合物固溶反應(yīng)，使固相和液相充分的粘結(jié)在一起，提高成品的密實(shí)度。
[0016]【具體實(shí)施方式】
一種低成本陶瓷地磚的制造方法，包括以下步驟:
(1)、按照重量百分比取拜耳法赤泥20~25%、鉻鐵渣20~25%、長英巖型金礦尾礦8~12%、粉煤灰8~12%、沸騰爐渣8~12%、滑石10~15%以及生石灰10~15%，備用；
(2)、將長英巖型金礦尾礦、鉻鐵渣和沸騰爐渣分別經(jīng)過破碎機(jī)粗碎成IOmm以下的顆
粒;(3)、將步驟(2)破碎過的長英巖型金礦尾礦、鉻鐵渣、沸騰爐渣以及步驟(1)取的拜耳法赤泥、粉煤灰、滑石和生石灰均150°C下烘烤4h，然后分別在球磨機(jī)球磨8h，過250目篩子;
(4)、將步驟(3)過篩后的原料放入在三維立體混料機(jī)中混合10h，得到混合料，備用；
(5)、在混合料中加入水，用油壓機(jī)在25MPa壓力下，制得生坯，然后將烘干的生坯試樣置入馬弗爐內(nèi)按下列幾個(gè)階段進(jìn)行焙燒:
25~500°C，升溫速率為30C /min ；
500°C保溫 60min ；
500~700°C，升溫速率為2V /min ；
700°C保溫 60min ；
700~900°C，升溫速率為2V /min ；
900°C保溫 60min ；
900~1130°C，升溫速率為2V /min ；
11301:保溫601^11 ；
1130 ~800 °C， 降溫速率為 0.8 0C /min ；
800~350°C，自然降溫，降至250-350°C時(shí)出爐即可得到成品。
[0017]以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例:
實(shí)施例1
一種低成本陶瓷地磚的制造方法，包括以下步驟:
(1)、按照重量百分比取拜耳法赤泥20%、鉻鐵渣25%、長英巖型金礦尾礦8%、粉煤灰10%、沸騰爐渣10%、滑石15%以及生石灰12%，備用；
(2)、將長英巖型金礦尾礦、鉻鐵渣和沸騰爐渣分別經(jīng)過破碎機(jī)粗碎成IOmm以下的顆
粒;
(3)、將步驟(2)破碎過的長英巖型金礦尾礦、鉻鐵渣、沸騰爐渣以及步驟(1)取的拜耳法赤泥、粉煤灰、滑石和生石灰均150°C下烘烤4h，然后分別在球磨機(jī)球磨8h，過250目篩子;
(4)、將步驟(3)過篩后的原料放入在三維立體混料機(jī)中混合10h，得到混合料，備用；
(5)、在混合料中加入水，用油壓機(jī)在25MPa壓力下，制得生坯，然后將烘干的生坯試樣置入馬弗爐內(nèi)按下列幾個(gè)階段進(jìn)行焙燒:
25~500°C，升溫速率為30C /min ；
500°C保溫 60min ；
500~700°C，升溫速率為2V /min ；
700°C保溫 60min ；
700~900°C，升溫速率為2V /min ；
900°C保溫 60min ；
900~1130°C，升溫速率為2V /min ；
11301:保溫601^11 ；
1130 ~800 °C，降溫速率為 0.8 0C /min ；
800~350°C，自然降溫，降至250-350°C時(shí)出爐即可得到成品。[0018]實(shí)施例2
一種低成本陶瓷地磚的制造方法，包括以下步驟:
(1)、按照重量百分比取拜耳法赤泥20%、鉻鐵渣20%、長英巖型金礦尾礦12%、粉煤灰8%、沸騰爐渣10%、滑石15%以及生石灰15%，備用；
(2)、將長英巖型金礦尾礦、鉻鐵渣和沸騰爐渣分別經(jīng)過破碎機(jī)粗碎成IOmm以下的顆
粒;
(3)、將步驟(2)破碎過的長英巖型金礦尾礦、鉻鐵渣、沸騰爐渣以及步驟(1)取的拜耳法赤泥、粉煤灰、滑石和生石灰均150°C下烘烤4h，然后分別在球磨機(jī)球磨8h，過250目篩子;
(4)、將步驟(3)過篩后的原料放入在三維立體混料機(jī)中混合10h，得到混合料，備用；
(5)、在混合料中加入水，用油壓機(jī)在25MPa壓力下，制得生坯，然后將烘干的生坯試樣置入馬弗爐內(nèi)按下列幾個(gè)階段進(jìn)行焙燒:
25~500°C，升溫速率為30C /min ；
500°C保溫 60min ；
500~700°C，升溫速率為2V /min ；`
700°C保溫 60min ；
700~900°C，升溫速率為2V /min ；
900°C保溫 60min ；
900~1130°C，升溫速率為2V /min ；
11301:保溫601^11 ；
1130 ~800 °C，降溫速率為 0.8 0C /min ；
800~350°C，自然降溫，降至250-350°C時(shí)出爐即可得到成品。
[0019]實(shí)施例3
一種低成本陶瓷地磚的制造方法，包括以下步驟:
(1)、按照重量百分比取拜耳法赤泥22%、鉻鐵渣22%、長英巖型金礦尾礦10%、粉煤灰10%、沸騰爐渣10%、滑石12%以及生石灰14%，備用；
(2)、將長英巖型金礦尾礦、鉻鐵渣和沸騰爐渣分別經(jīng)過破碎機(jī)粗碎成IOmm以下的顆
粒;
(3)、將步驟(2)破碎過的長英巖型金礦尾礦、鉻鐵渣、沸騰爐渣以及步驟(1)取的拜耳法赤泥、粉煤灰、滑石和生石灰均150°C下烘烤4h，然后分別在球磨機(jī)球磨8h，過250目篩子;
(4)、將步驟(3)過篩后的原料放入在三維立體混料機(jī)中混合10h，得到混合料，備用；
(5)、在混合料中加入水，用油壓機(jī)在25MPa壓力下，制得生坯，然后將烘干的生坯試樣置入馬弗爐內(nèi)按下列幾個(gè)階段進(jìn)行焙燒:
25~500°C，升溫速率為30C /min ；
500°C保溫 60min ；
500~700°C，升溫速率為2V /min ；
700°C保溫 60min ；
700~900°C，升溫速率為2V /min ；900°C保溫 60min ；
900~1130°C，升溫速率為2V /min ；
11301:保溫601^11 ；
.1130 ~800 °C，降溫速率為 0.8 0C /min ；
.800~350°C，自然降溫，降至250-350°C時(shí)出爐即可得到成品。
【權(quán)利要求】
1.一種低成本陶瓷地磚，其特征在于:由以下重量百分比的原料制成:拜耳法赤泥20~25%、鉻鐵渣20~25%、長英巖型金礦尾礦8~12%、粉煤灰8~12%、沸騰爐渣8~12%、滑石10~15%以及生石灰10~15%。
2.一種低成本陶瓷地磚，其特征在于:由以下重量百分比的原料制成:拜耳法赤泥20%、鉻鐵渣25%、長英巖型金礦尾礦8%、粉煤灰10%、沸騰爐渣10%、滑石15%以及生石灰12%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種低成本陶瓷地磚，其特征在于:所述長英巖型金礦尾礦的主要組成為 SiO2 70 ~75%、Fe203 2 ~5%、A1203 10 ~15%、Mg0 0.5 ~2%、Ca0 2 ~5%、Na202 ~5% 和 K2O 3 ~8%。
4.如權(quán)利要求1所述的一種低成本陶瓷地磚，其特征在于:所述鉻鐵渣的主要組成為CaO 2 ~5%、SiO2 22 ~30%、Al2O3 25 ~30%、MgO 20 ~30%、Cr2O3 5 ~10%。
5.如權(quán)利要求1所述的一種低成本陶瓷地磚，其特征在于:所述沸騰爐渣的主要組成為 CaO 2 ~5%、Si02 60 ~65%、Fe203 2 ~3%、A1203 15 ~20%、Mg0 I ~3% 和 K2O 5 ~10%。
6.如權(quán)利要求1所述的一種低成本陶瓷地磚，其特征在于:所述赤泥的主要組成為CaO10 ~15%、Si02 20 ~30%、Fe203 20 ~25%、A1203 15 ~20%、Na20 5 ~10% 和 K2O 5 ~10%。
7.如權(quán)利要求1所述的一種低成本陶瓷地磚，其特征在于:所述粉煤灰的主要組成為CaO 15 ~23%、Si02 30 ~35%、Fe203 5 ~10%、A1203 20 ~25%、Mg0 5 ~8% 和 K2O I ~3%。
8.如權(quán)利要求1所述的一種低成本陶瓷地磚，其特征在于:所述滑石的主要組成為CaO5 ~10%、SiO2 50 ~55%、MgO 25 ~30%、Al2O3 2 ~5%。
9.如權(quán)利要求1所述低成本陶瓷地磚的制造方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)、按照重量百分比取拜耳法赤泥20~25%、鉻鐵渣20~25%、長英巖型金礦尾礦8~12%、粉煤灰8~12%、沸騰爐渣8~12%、滑石10~15%以及生石灰10~15%，備用； (2)、將長英巖型金礦尾礦、鉻鐵渣和沸騰爐渣分別經(jīng)過破碎機(jī)粗碎成IOmm以下的顆粒; (3)、將步驟(2)破碎過的長英巖型金礦尾礦、鉻鐵渣、沸騰爐渣以及步驟(1)取的拜耳法赤泥、粉煤灰、滑石和生石灰均150°C下烘烤4h，然后分別在球磨機(jī)球磨8h，過250目篩子; (4)、將步驟(3)過篩后的原料放入在三維立體混料機(jī)中混合10h，得到混合料，備用； (5)、在混合料中加入水，用油壓機(jī)在25MPa壓力下，制得生坯，然后將烘干的生坯試樣置入馬弗爐內(nèi)按下列幾個(gè)階段進(jìn)行焙燒: 25~500°C，升溫速率為30C /min ；
500°C保溫 60min ； 500~700°C，升溫速率為2V /min ；
700°C保溫 60min ； 700~900°C，升溫速率為2V /min ；
900°C保溫 60min ； 900~1130°C，升溫速率為2V /min ；
11301:保溫601^11 ； ` 1130 ~800 °C，降溫速率為 0.8 0C /min ；.800~350°C，自然降溫，降至250-350°C時(shí)出爐即可得到成品。
【文檔編號(hào)】C04B35/622GK103819175SQ201410068419
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】王維, 張鵬飛, 李海濤, 谷萬鐸, 閆明明, 申杰 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)