本發(fā)明涉及一種造紙白泥燒結(jié)頁巖多孔磚。

背景技術(shù)：

燒結(jié)粘土磚曾經(jīng)在人類的建筑史甚至人類的發(fā)展史上都起到了重要的作用，做出了重要的貢獻，但是隨著人類的發(fā)展，文明的進步，人民逐漸認(rèn)識到了，用粘土制磚的壞處，粘土制磚會毀壞大量的耕地，造成水土流失，而且污染環(huán)境。國家逐漸開始重視建筑業(yè)方面對粘土磚的應(yīng)用，而且為了解決粘土生產(chǎn)磚帶來的惡劣影響，國家開始推行墻改政策，尋找粘土的替代材料。

我國造紙行業(yè)每年生產(chǎn)出的造紙白泥高達300萬t。造紙白泥為造紙廠堿回收車間產(chǎn)出的二次污染廢棄物，平均每生產(chǎn)一噸的紙會產(chǎn)出0.8噸～1噸造紙白泥，這些白泥，只有少部分被利用起來，很大部分都在室外堆放，這樣不僅占用了大量的土地，造成白泥浪費，也造成環(huán)境污染。如果將白泥資源化利用，將會有很好的經(jīng)濟效益，對環(huán)境和社會都有巨大的好處。

在造紙行業(yè)發(fā)展的過程中，研究人員已經(jīng)不斷的嘗試對造紙白泥進行不同方式的利用和處理，在不斷的深入過程中，各種問題也隨之而來：

（1）造紙白泥用來制作建筑用的水泥，能耗過大。這種水泥投放市場也沒有太大的競爭力。

（2）全國大部分的造紙廠并不是利用樹木作為造紙原料，而是用草漿制紙，產(chǎn)生的白泥含硅量高，并形成惡性循環(huán)。

（3）用造紙白泥作為脫硫劑過濾煙氣時，白泥可能會產(chǎn)生一定量的SiO2，所以，這種方法很難做到將白泥資源化利用又不對環(huán)境產(chǎn)生危害。又由于濕白泥堿性較高，會腐蝕設(shè)備，使用干燥有會增加能耗，這些問題都會增加成本，都有待解決。

（4）用白泥生產(chǎn)碳酸鈣，白度問題有待解決，在排除雜質(zhì)的過程中，白泥中的不容物與碳酸鈣很難分離，這對白泥在這方面的大范圍應(yīng)用造成困難。國內(nèi)外研究人員對與造紙白泥的應(yīng)用都存在能耗高成本大的問題，這就造成了白泥在各方面回收利用的市場競爭力小，經(jīng)濟效益低的情況。白泥的回收利用在技術(shù)創(chuàng)新方面不夠，大部分處在研究初始階段，稍有大規(guī)模應(yīng)用造紙白泥的例子出現(xiàn)。客觀上講，要想對白泥有更多途徑的利用，在發(fā)展方向上，不近要最求量大面廣，還要考慮白泥自身的特點，開發(fā)利用和環(huán)境保護相結(jié)合。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有造紙白泥資源再利用的缺陷，提供了一種造紙白泥燒結(jié)頁巖多孔磚，以實現(xiàn)造紙白泥的“無害化、 減量化、資源化”處理。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

造紙白泥燒結(jié)頁巖多孔磚，由造紙白泥與頁巖粉末按重量比為15-25:85-75燒結(jié)制成。在實際生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)一塊燒結(jié)頁巖磚大約需要消耗3500KJ 的能量，所以燒結(jié)時不僅要使用外燃料，還要根據(jù)熱值合理的添加造紙白泥等內(nèi)燃料。在造紙白泥燒結(jié)頁巖磚的生產(chǎn)過程中，在原料中添加的造紙白泥越多，越能最大化的實現(xiàn)白泥的“無害化、減量化、資源化”的處理目標(biāo)。當(dāng)摻加造紙白泥比例較大，可以有效縮短造紙白泥頁巖多孔磚的燒結(jié)時間，為生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能降耗，但當(dāng)造紙白泥摻加比例過大，會導(dǎo)致造紙白泥頁巖多孔磚成品的過火燒結(jié)、收縮過大、變形嚴(yán)重等現(xiàn)象的出現(xiàn)，還會使磚體石灰爆裂和泛霜等現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量變低。

優(yōu)選地，所述造紙白泥與頁巖粉末的重量比為15-20:85-80，最優(yōu)選地，所述造紙白泥與頁巖粉末的重量比為15:85。

優(yōu)選地，所述頁巖粉末級配為：粒徑1.5-2.0mm 不超過30wt%，粒徑0.05-1.5mm占30-60wt%，粒徑＜0.05mm占30-50wt%。

更優(yōu)選地，所述頁巖粉末級配為：粒徑1.5-2.0mm 10wt%，粒徑1.0-1.5mm占10wt%，粒徑0.5-1.0mm占28wt%，粒徑0.05-0.5mm占22wt%，粒徑＜0.05mm占30wt%。

優(yōu)選地，造紙白泥的粒徑＜0.5mm。

上述造紙白泥燒結(jié)頁巖多孔磚的制備方法，包括如下步驟：

（1）先將造紙白泥與水混合均勻后，再加入頁巖粉末，混均后陳化；

（2）經(jīng)陳化后，制成磚坯，干燥、燒結(jié)，得到造紙白泥燒結(jié)頁巖多孔磚。

混合料的陳化卻往往被人忽視，其實在制磚工藝中，陳化也應(yīng)當(dāng)被重視，尤其是現(xiàn)在建筑業(yè)對新型材料的應(yīng)用越來越多的情況下，陳化對于制作磚坯的原料混合料的最終質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用，所以，對這一環(huán)節(jié)一定要有足夠的重視。陳化是指在制作磚坯前，使原料充分水化，并使混合物之間進行離子的交換，使原料中的各種礦物成分與水接觸后逐漸水解成為膠結(jié)物質(zhì)的漸變過程。在制作磚坯之前，原料必須經(jīng)過陳化這步處理環(huán)節(jié)，在這個過程中，混合料在水中，顆料在水的水分借助毛細(xì)水分借汽壓壓力的作用均勻的達原料顆粒的內(nèi)部，這使得原料表面和內(nèi)部的性能逐漸均勻，差異減少，原料的塑形也得到了明顯的提高，成型后的磚坯表面與未經(jīng)過陳華環(huán)節(jié)的相比更加光滑平整，性能也明顯改善。因此，減少了因攪拌不均勻而導(dǎo)致的磚坯開裂情況，能夠大大降低成型磚坯的廢品率。優(yōu)選地，步驟（1）陳化時間為20-30h。

磚坯含水率過高時，雖然成型比較方便，但是不利于干燥，干燥收縮率會大大增加，并且磚坯塌落不成型，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)，磚體失去大量的自由水，磚體的收縮率變高，由此產(chǎn)生的裂縫也會增多，經(jīng)過燒結(jié)而成的成品磚的內(nèi)部和表面產(chǎn)生集中應(yīng)力的部位會增多，集中應(yīng)力也會增大，降低成品磚的抗壓強度。含水率過低時，在磚坯干燥成型階段出現(xiàn)的裂縫也就越多，出磚坯廢品率會不斷增加，并且經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)磚體失去了大量結(jié)合水，裂縫會更加嚴(yán)重，這嚴(yán)重影響了成品磚的平均抗壓強度。優(yōu)選地，步驟（1）混合物料中水的含量為20-30wt%，更優(yōu)地為25wt%。

優(yōu)選地，步驟（2）中，燒結(jié)升溫程序如下：

干燥階段排除的主要是坯體中的自由水，隨著溫度的升高，在105℃～200℃之間坯體顆粒內(nèi)部的結(jié)合水和表面的毛細(xì)結(jié)合水會被逐漸蒸發(fā)，該階段同樣是為了減小因為水分蒸發(fā)導(dǎo)致坯體內(nèi)部膨脹而引起的壓力差，因此，升溫速度也不宜過快，優(yōu)選地以不超過50℃/h的速度升至200℃；

200℃～500℃溫度范圍為白泥燃燒階段，由于，在結(jié)合水排除階段已經(jīng)排除了結(jié)合水，在溫度范圍為200℃～500℃的白泥燃燒階段，升溫速度可以適當(dāng)加快，速度控制在60～150℃/h，更優(yōu)選地為100℃/h，這個階段白泥中的少量有機物開始發(fā)生燃燒；

500℃～950℃溫度范圍為原料氧化階段，隨著溫度的升高，當(dāng)溫度達到500℃并不斷升溫，磚坯原料中各種礦物質(zhì)相繼達到氧化反應(yīng)所需要的溫度條件而開始發(fā)生氧化反應(yīng)，這個階段的升溫速度仍然控制在60～150℃/h為宜，更優(yōu)選地為100℃/h。當(dāng)溫度達到900℃左右時，磚體的顏色開始逐漸變紅；

繼續(xù)升溫，在950～1050℃保溫?zé)Y(jié)6-8h。

造紙白泥頁巖多孔磚既具有普通頁巖磚的優(yōu)良性能，又具有自身的特點：

（1）環(huán)保、節(jié)能造紙白泥燒結(jié)頁巖多孔磚的原料是在頁巖中加入一定量的造紙白泥，兩者混合均勻后再經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)成磚。這種磚能大量消耗造紙白泥，解決了造紙廠白泥占用土地和破壞環(huán)境的難題，又將白泥進行無害化處理，實現(xiàn)了造紙白泥的資源化。白泥中的少量有機物在高溫?zé)Y(jié)過程中，能夠產(chǎn)生一定熱值（約為2900KJ/Kg），在磚坯燒結(jié)過程中可以作為內(nèi)燃料，降低對能源的消耗。

（2）質(zhì)量輕、強度要求達標(biāo)造紙白泥燒結(jié)頁巖多孔磚的燒結(jié)過程中，少量有機物燃燒，在磚體內(nèi)部形成少量孔洞，同時造紙白泥主要含有碳酸鈣，在高溫?zé)Y(jié)過程中，碳酸鈣逐漸分解為氧化鈣釋放出氣體，使磚體質(zhì)量進一步減輕，造紙白泥燒結(jié)頁巖多孔磚的容重為1230Kg/m³，要比普通磚容重1800~1900Kg/m³輕很多。這種輕質(zhì)磚運用到墻體建筑中能減輕建筑自重，既提高墻體抗震能力，又能有效減少建筑物造價。磚坯中含有不同量的白泥，可制作出不同強度等級的磚體，滿足不同建筑設(shè)計要求。

（3）保溫隔熱性能好，隔聲性能優(yōu)越造紙白泥燒結(jié)頁巖多孔磚燒制過程中，原料分解在磚體內(nèi)部形成孔洞，磚坯在燒結(jié)過程中，原料在一定溫度形成液相，使部分孔洞閉塞，增加了墻體的隔熱和隔聲性能。

（4）成本低、便于推廣造紙白泥是造紙廠大量堆積的有害廢棄物，用白泥作為生產(chǎn)磚體的材料，工藝簡單，利用白泥熱值節(jié)省能耗。造紙白泥頁巖多孔磚的這些特點有利于其社會推廣，推動新型建筑材料改革發(fā)展。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

原料的準(zhǔn)備：將造紙白泥和頁巖粉末在鼓風(fēng)箱中風(fēng)干，將風(fēng)干的頁巖粉末放入不同粒徑的電動篩中篩分，按表1 所示進行級配后備用，造紙白泥過 0.5mm篩分后備用。

表 1 頁巖粉末級配表（%）

實施例1

（1）如果先加入頁巖粉末，再加入造紙白泥和水，造紙白泥會和水結(jié)合在一起，形成或大或小的石灰顆粒，雖然頁巖粉末和造紙白泥充分混合攪拌，混合物中仍然存在少量的肉眼可見的石灰顆粒，石灰顆粒在磚的表面或者接近表面的部位，這些大的石灰顆粒在磚的燒制過程中會逐漸膨脹，產(chǎn)生內(nèi)部膨脹力，當(dāng)應(yīng)力達到一定值后，磚體就會開裂，這樣的磚坯燒制成的成品磚會更加容易發(fā)生石灰爆裂現(xiàn)象，而且石灰爆裂的面積往往也比較大。因此，本發(fā)明先將造紙白泥與水混合均勻后，再加入頁巖粉末，混均后陳化1天，造紙白泥與頁巖粉末的質(zhì)量比為15:85， 坯料含水量為25wt%。

（2）經(jīng)陳化后，制成磚坯（磚坯的尺寸和孔型依《燒結(jié)多孔磚和多孔砌塊》（ GB13544 - 2011 ）標(biāo)準(zhǔn)），經(jīng)自然干燥后再于100?105℃干燥4h，然后升溫?zé)Y(jié)，升溫程序如下：以50℃/h的速度升至200℃，再以100℃/h的速度由200℃升至950℃，然后繼續(xù)升溫，在950℃保溫?zé)Y(jié)6h，燒結(jié)后自然冷卻，即得到造紙白泥燒結(jié)頁巖多孔磚（抗壓強度9.72MPa，吸水率17.7%，收縮率1.47%）。

實施例2

（1）先將造紙白泥與水混合均勻后，再加入頁巖粉末，混均后陳化1天，造紙白泥與頁巖粉末的質(zhì)量比為15:85， 坯料含水量為25wt%。

（2）經(jīng)陳化后，制成磚坯（磚坯的尺寸和孔型依《燒結(jié)多孔磚和多孔砌塊》（ GB13544 - 2011 ）標(biāo)準(zhǔn)），經(jīng)自然干燥后再于100?105℃干燥4h，然后升溫?zé)Y(jié)，升溫程序如下：以50℃/h的速度升至200℃，再以100℃/h的速度由200℃升至950℃，然后繼續(xù)升溫，在1050℃保溫?zé)Y(jié)7h，燒結(jié)后自然冷卻，即得到造紙白泥燒結(jié)頁巖多孔磚（抗壓強度12.56MPa，吸水率6.1%，收縮率1.68%）。

實施例3

（1）先將造紙白泥與水混合均勻后，再加入頁巖粉末，混均后陳化1天，造紙白泥與頁巖粉末的質(zhì)量比為20:80， 坯料含水量為25wt%。

（2）經(jīng)陳化后，制成磚坯（磚坯的尺寸和孔型依《燒結(jié)多孔磚和多孔砌塊》（ GB13544 - 2011 ）標(biāo)準(zhǔn)），經(jīng)自然干燥后再于100?105℃干燥4h，然后升溫?zé)Y(jié)，升溫程序如下：以50℃/h的速度升至200℃，再以100℃/h的速度由200℃升至950℃，然后繼續(xù)升溫，在950℃保溫?zé)Y(jié)8h，燒結(jié)后自然冷卻，即得到造紙白泥燒結(jié)頁巖多孔磚（抗壓強度7.31MPa，吸水率19.2%，收縮率1.83%）。

實施例4

（1）先將造紙白泥與水混合均勻后，再加入頁巖粉末，混均后陳化1天，造紙白泥與頁巖粉末的質(zhì)量比為25:75， 坯料含水量為25wt%。

（2）經(jīng)陳化后，制成磚坯（磚坯的尺寸和孔型依《燒結(jié)多孔磚和多孔砌塊》（ GB13544 - 2011 ）標(biāo)準(zhǔn)），經(jīng)自然干燥后再于100?105℃干燥4h，然后升溫?zé)Y(jié)，升溫程序如下：以50℃/h的速度升至200℃，再以100℃/h的速度由200℃升至950℃，然后繼續(xù)升溫，在1050℃保溫?zé)Y(jié)8h，燒結(jié)后自然冷卻，即得到造紙白泥燒結(jié)頁巖多孔磚（抗壓強度4.36MPa，吸水率9.8%，收縮率1.13%）。

實施例5

（1）先將造紙白泥與水混合均勻后，再加入頁巖粉末，混均后陳化1天，造紙白泥與頁巖粉末的質(zhì)量比為15:85， 坯料含水量為25wt%。

（2）經(jīng)陳化后，制成磚坯（磚坯的尺寸和孔型依《燒結(jié)多孔磚和多孔砌塊》（ GB13544 - 2011 ）標(biāo)準(zhǔn)），經(jīng)自然干燥后再于100?105℃干燥4h，然后升溫?zé)Y(jié)，升溫程序如下：以50℃/h的速度升至200℃，再以100℃/h的速度由200℃升至950℃，然后繼續(xù)升溫，在1000℃保溫?zé)Y(jié)8h，燒結(jié)后自然冷卻，即得到造紙白泥燒結(jié)頁巖多孔磚（抗壓強度10.35MPa，吸水率11.1%，收縮率1.88%）。

實施例6

（1）先將造紙白泥與水混合均勻后，再加入頁巖粉末，混均后陳化1天，造紙白泥與頁巖粉末的質(zhì)量比為20:80，坯料含水量為25wt%。

（2）經(jīng)陳化后，制成磚坯（磚坯的尺寸和孔型依《燒結(jié)多孔磚和多孔砌塊》（ GB13544 - 2011 ）標(biāo)準(zhǔn)），經(jīng)自然干燥后再于100?105℃干燥4h，然后升溫?zé)Y(jié)，升溫程序如下：以50℃/h的速度升至200℃，再以100℃/h的速度由200℃升至950℃，然后繼續(xù)升溫，在1050℃保溫?zé)Y(jié)6h，燒結(jié)后自然冷卻，即得到造紙白泥燒結(jié)頁巖多孔磚（抗壓強度8.13MPa，吸水率7.9%，收縮率1.52%）。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。