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。
【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驗室研究階段。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，對人類和動植物健康產(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，這樣做對環(huán)境保護、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，當前我國面臨的能源形勢十分嚴峻，降低燒成溫度可實現(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中混合10h，得到混合料，備用；
(5)、在混合料中加入水，用油壓機在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)按下列幾個階段進行焙燒:
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。
[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在高溫燒制過程中會形成透輝石，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)，促進了原料中化合物固溶反應，使固相和液相充分的粘結(jié)在一起，提高成品的密實度。
[0016]【具體實施方式】
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中混合10h，得到混合料，備用；
(5)、在混合料中加入水，用油壓機在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)按下列幾個階段進行焙燒:
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時出爐即可得到成品。
[0017]以下是本發(fā)明的具體實施例:
實施例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中混合10h，得到混合料，備用；
(5)、在混合料中加入水，用油壓機在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)按下列幾個階段進行焙燒:
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時出爐即可得到成品。[0018]實施例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中混合10h，得到混合料，備用；
(5)、在混合料中加入水，用油壓機在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)按下列幾個階段進行焙燒:
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時出爐即可得到成品。
[0019]實施例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中混合10h，得到混合料，備用；
(5)、在混合料中加入水，用油壓機在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)按下列幾個階段進行焙燒:
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中混合10h，得到混合料，備用； (5)、在混合料中加入水，用油壓機在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)按下列幾個階段進行焙燒: 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時出爐即可得到成品。
【文檔編號】C04B35/622GK103819175SQ201410068419
【公開日】2014年5月28日 申請日期: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 申請人:河南科技大學