煤矸石、陶瓷廢料、粉煤灰制備陶瓷滲水磚

利用破損陶瓷和陶瓷廢料為主要原料,低成本制造高附加值的透水磚。依此方案生產(chǎn)透水磚,陶瓷破損料和陶瓷廢料的加入量最多可占到75%,在較大范圍內(nèi)調(diào)整破損潔具、拋光磚、瓷片和拋光磚磨屑間的加入比例也可以適應(yīng)燒成工藝。

煤矸石陶瓷彩釉磚的研制

本文著重對濰坊五井煤礦煤矸石廢料的理化性能和工藝性能進(jìn)行了理論分析和研究,從中選擇出了適合于生產(chǎn)陶瓷彩釉磚的煤矸石種類,并通過大量的配方試驗,研制出了煤矸石用量選80%的陶瓷彩釉磚素坯,以及與之相適應(yīng)的各種顏色釉。從而使煤矸石變廢為寶,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

煤矸石經(jīng)粉碎、預(yù)燒、骨料分級后，以５％的聚乙烯醇溶液為粘合劑，將熟料塑化成型，經(jīng)高溫?zé)瞥鲲@氣孔率在５５％～５１０％、平均孔徑在２０～４１５μｍ、抗彎強度為３０～２３２ｍｐａ孔徑分布狹窄的多孔陶瓷材料。

1 關(guān)于煤矸石、粉煤灰生產(chǎn)燒結(jié)磚 我們把煤矸石、粉煤灰用來作為燒結(jié)磚的主要原料，實在不是因為它們 是制磚的好東西，而是因為它們是數(shù)量最大的而且最沒用的工業(yè)污染廢棄 物。特別是“禁實”后，用它們做用粘土的替代品，有著環(huán)保節(jié)能、節(jié)土、節(jié) 地等方面的綜合積極意義。但是都給我們的工藝生產(chǎn)技術(shù)，以及工裝設(shè)備帶 來許多新的難題，尤其是高摻量制磚。 我們分別談一下煤矸石和粉煤灰生產(chǎn)燒結(jié)磚的一些問題。因為煤矸石與 粉煤灰作為制磚原料性能上差別很大，有的方面甚至根本不一樣。所以它們 的生產(chǎn)工藝及設(shè)備差別也很大。 先談一下煤矸石做磚。 一、不是所有的煤矸石都可以直接用來制磚： 1．從制磚原料的礦物成份來看： 人類制造磚瓦的歷史已經(jīng)有幾千年了。但過去長久以來，無論是中國還 是世界其他各國制磚的原料都是粘土，燒結(jié)后成為堅固的材料。這是因粘土 原料是以高嶺石、伊利石（水云母）等粘土礦物為主，在高溫焙燒后生成新

用粉煤灰生產(chǎn)陶瓷用莫來石材料

添加生活垃圾利用陶瓷廢料,在常規(guī)生產(chǎn)工藝下低成本制造高附加值的透水磚,探討了生活垃圾添加量對磚性能的影響,提高生活垃圾添加量可以提高透水磚的抗折強度和致密度,但降低了磚的透水性能和吸水率。研究表明,生活垃圾在磚坯中起著相反的作用——成孔和熔劑,控制生活垃圾添加量在5%內(nèi),對陶瓷透水磚的透水性能影響不大。

本文通過研究各種廢料的來源和主要特性,以及各種廢料的化學(xué)組成來確定該種廢料是否可以用來制備仿古瓷質(zhì)磚的坯體原料。并進(jìn)一步分析了各種廢料的引入量對仿古瓷質(zhì)磚的影響,通過測試仿古瓷質(zhì)磚的性能,獲得質(zhì)量較好的仿古磚。因此,廢料回收既可以高效利用廢料,又能產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的坯體配方,因此,在陶瓷行業(yè)值得推廣。

主要研究了粉煤灰在陶瓷墻地磚生產(chǎn)中的應(yīng)用。在引入粉煤灰的同時,通過加入不同摻量的陶瓷廢磚粒和拋光磚粉,在用硼砂作為輔助熔劑的條件下,以正交試驗進(jìn)行設(shè)計與分析,得出一組最佳配比,在擴大廢物利用率的同時有效提高制品強度。

以晉江地區(qū)的陶瓷廢料主要原料,經(jīng)過干燥、粉碎,采用偶聯(lián)劑改性后,添加水泥熟料、減水劑、聚合物乳液和不同添加量的增強纖維,經(jīng)拌和、成型、干燥制備出建筑飾面片材.制備出的樣品性能優(yōu)異,均能符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《改性無機粉復(fù)合建筑飾面片材》jc/t2219吸水率、耐熱性(尺寸變化率)、柔度的技術(shù)指標(biāo)要求,這項研究為晉江地區(qū)的陶瓷廢料的綜合再利用提供了新的途徑.

為解決煤矸石在制做墻地磚中硬度較高、塑性指數(shù)較低、干燥線收縮較大和含熱量高等問題,課題組將微波輻照技術(shù)應(yīng)用于煤矸石建筑墻地磚預(yù)破碎和干燥工藝中,試驗證明:這不但解決了用煤矸石研制建筑墻地磚技術(shù)難點,而且也為開發(fā)生產(chǎn)墻地磚新原料,提供了一條新思路。

以煤矸石、石墨尾礦、廢瓷磚、垃圾焚燒灰等工業(yè)廢物為主要原料研制環(huán)保陶瓷生態(tài)磚。討論了骨料顆粒級配、結(jié)合劑、燒結(jié)助劑對環(huán)保陶瓷生態(tài)磚性能的影響。并制備出性能指標(biāo)達(dá)到日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的樣品

利用煤矸石為主要原料,加入發(fā)泡劑和其他外加劑,采用凝膠注模成型工藝制備得到高頻吸聲性能優(yōu)越的多孔吸聲材料。本文討論了影響樣品孔隙率、吸聲性能、壓縮強度的因素。測試表明,煤矸石多孔吸聲材料孔隙率可達(dá)81.6%,但壓縮強度的提高還有待進(jìn)一步研究。

全國性建材科技期刊——《陶瓷》2003年第1期總第161期’47· 問：衛(wèi)生陶瓷“釉泡”是怎樣形成的?生產(chǎn) 中采取什么措施可以預(yù)防和解決? 答：衛(wèi)生陶瓷“釉泡”缺陷主要是由于產(chǎn)品燒結(jié)過程中 需要排出大量氣體所致。坯體在氧化分解階段釉層熔 化以前排除大量氣體。釉面不會發(fā)生問題。若坯體來不 及充分氧化就進(jìn)入了燒成帶高溫區(qū)。這時釉層已熔化。 封閉了坯體的氣孔通道，坯體繼續(xù)氧化分解排出的氣 體要沖破已熔化的釉層逸出，就可能發(fā)生“釉泡”缺陷。 坯體即使在氧化分解階段氣體排出得很充分。到高溫 區(qū)仍有氣體需要排出。已經(jīng)熔化了的釉層被沖破后如 果釉的高溫粘度小，流動性好，被氣體沖破的釉面仍然 可以愈合。這樣也不會發(fā)生問題。如果釉的高溫粘度 大。氣體排不出或沖破釉面不能熔平。就會產(chǎn)生“釉泡” 缺陷。另外坯體經(jīng)

以廢陶瓷為主要原料,成功地制備了透水性能好、強度高的透水磚樣品。樣品中廢陶瓷質(zhì)量含量高達(dá)60%。利用sem等現(xiàn)代分析測試手段分析了透水磚的理化性能和微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:廢陶瓷加入量為60%時,最佳燒成制度為:燒成溫度1100℃,保溫時間1h,透水磚樣品抗壓強度為48.9mpa,抗折強度為7.8mpa,透水系數(shù)為0.0312cm/s。能將廢陶瓷這種工業(yè)廢物變?yōu)橛杏弥?既解決了環(huán)境污染問題,又可由此獲得一定的經(jīng)濟(jì)與社會效益。

利用煤矸石和粉煤灰燒結(jié)磚不但可減少固體廢棄物的排放,還可創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。利用阜新本地煤矸石和粉煤灰,經(jīng)原料制備、原材料的處理、磚坯成型和燒結(jié)等工藝,可生產(chǎn)出滿足國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的燒結(jié)磚。經(jīng)制備工藝正交試驗,制品抗壓強度主要受材料配比和燒結(jié)溫度的影響,其次是升溫速率和保溫時間。由于助熔劑的加入,煤矸石-粉煤灰磚的焙燒溫度可以由1200℃降低到1100～1150℃。由試驗分析的結(jié)果,合理的材料配比為:灰矸比3∶7,外加2%玻璃粉;合理的磚坯成型水分為12%,磚坯成型壓力為30mpa;合理的燒成制度為:升溫速率80min/h,燒成溫度1150℃,保溫時間100min。研制的燒結(jié)磚呈粉紅色至磚紅色,與普通粘土磚基本相同,外觀規(guī)整,無裂紋其它大的缺陷且無石灰爆裂現(xiàn)象。產(chǎn)品從制坯到燒成的過程中各方向的變形均滿足質(zhì)量要求。本文研究為普通黏土燒結(jié)磚廠技改成煤矸石-粉煤灰磚廠提供了有力的技術(shù)保障。

煤矸石、粉煤灰燒結(jié)磚生產(chǎn)工藝優(yōu)化

煤矸石主要由黏土質(zhì)礦物組成,利用其礦物成分特點可用作制備陶瓷的原料。以煤矸石為主要原料,輔加少量工業(yè)氧化鋁和氧化鎂,制備出堇青石玻璃陶瓷。用x射線衍射物相分析方法研究了陶瓷的物相組成,采用掃描電鏡和電子探針研究了陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)。樣品由晶相、玻璃相和氣孔組成,晶相主要為堇青石,還有少量莫來石等。堇青石晶體結(jié)構(gòu)中固溶了少量的二價鐵,形成了鐵堇青石。陶瓷最佳合成溫度為1210~1240℃,氣孔均為封閉氣孔,樣品的吸水率接近于0,抗折強度為60mpa。

以潞安煤矸石為主要原料,輔以少量工業(yè)菱鎂礦、滑石和成型助劑,制備出堇青石蜂窩陶瓷。用x-射線衍射儀(xrd)和掃描電鏡(sem)分別表征了蜂窩陶瓷的物相組成和顯微結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明樣品由片狀晶相和大量微孔組成,晶相主要為堇青石?？疾炝烁饔绊懸蛩貙Ψ涓C陶瓷性能的影響,實驗表明當(dāng)總含液量約為30%、陳腐時間24h,煅燒溫度1200～1300℃下保溫4～6h時,蜂窩陶瓷載體的成型效果及性能較優(yōu)。

以龍巖地區(qū)高嶺土尾礦、煤矸石和粉煤灰為主要原料,制備出性能優(yōu)異、符合gb/t17431.1—2010標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求的輕質(zhì)高強陶粒。試驗表明,粉煤灰摻量的增加有助于降低燒成溫度,但過量的粉煤灰會影響陶粒的性能。這項研究為高嶺土尾礦及煤矸石的綜合利用提供了新的途徑。

采用粉煤灰為主要原料進(jìn)行透水磚的制備研究。探討成型壓力、燒成制度及骨料級配對制品抗壓強度和透水系數(shù)的影響。結(jié)果表明,較適宜的工藝參數(shù)為:粉煤灰40%～50%、黏土25%～35%、廢地磚20%～30%,廢地磚粒徑0.45～0.6mm,成型壓力25mpa,燒成溫度1050℃,保溫時間1h,所制備的粉煤灰透水磚的抗壓強度和透水系數(shù)分別為30.6mpa和1.08×10-2cm/s,滿足jc/t945—2005《透水磚》標(biāo)準(zhǔn)要求。

為分析石灰-粉煤灰(二灰)穩(wěn)定煤矸石混合料用于季節(jié)性冰凍地區(qū)路面基層的技術(shù)可行性,在對煤矸石進(jìn)行活性、物理、力學(xué)和耐久性試驗研究基礎(chǔ)上,設(shè)計了15組二灰穩(wěn)定煤矸石混合料配合比,并測試了它們在飽水狀態(tài)下的無側(cè)限抗壓強度.結(jié)果表明:這些混合料的無側(cè)限抗壓強度均能滿足高速公路和一級公路對基層和底基層的強度設(shè)計要求.以第2組混合料配合比(生石灰、粉煤灰、煤矸石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%,15%,80%)為基礎(chǔ),通過不同水泥摻量試件的外觀變化、質(zhì)量損失、強度損失及極限凍融循環(huán)次數(shù)的抗凍融試驗發(fā)現(xiàn),摻入水泥能顯著改善二灰穩(wěn)定煤矸石混合料的強度和抗凍性,當(dāng)水泥摻量占試件總質(zhì)量的3%時,混合料的強度及抗凍性都達(dá)到了15次凍融循環(huán)的工程設(shè)計要求.