專利名稱：利用脫硫灰漿燒制陶瓷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硅酸鹽工業(yè)中的陶瓷制備，具體涉及一種利用脫硫灰漿燒制陶瓷的方法。

背景技術(shù)：
煙氣脫硫技術(shù)是一種在世界上使用最廣泛的控制SO2排放的技術(shù)。目前，煙氣脫硫工藝種類繁多，根據(jù)其脫硫劑和脫硫渣的形態(tài)，一般可以分為濕法、干法和半干法3種。
石灰/亞硫酸鈣法(半干法)利用石灰乳作為吸收劑，在收集大部分粉煤灰后的煙氣中加入消石灰進(jìn)行脫硫，得到亞硫酸鈣型脫硫產(chǎn)物。主要反應(yīng)有 CaO+H2O→Ca(OH)2 2Ca(OH)2+2SO2→2CaSO3·1/2H2O+H2O 采用石灰/亞硫酸鈣法所得到的脫硫灰漿的主要礦物組成為CaSO3·0.5H2O和CaCO3，還有少量的Ca(OH)2。因其在各種脫硫方法中具有工藝簡(jiǎn)單、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)運(yùn)行費(fèi)用較低，目前特別在小型的窯爐，如陶瓷窯爐的煙氣脫硫中應(yīng)用比較廣泛。在國(guó)家可持續(xù)發(fā)展政策的推動(dòng)下，對(duì)窯爐煙氣排放中有害物質(zhì)的要求越來(lái)越嚴(yán)格，煙氣脫硫越來(lái)越普及，產(chǎn)生的脫硫廢物也越來(lái)越多。但是這種技術(shù)產(chǎn)生的亞硫酸鈣型脫硫灰漿包括經(jīng)過(guò)干燥得到的脫硫灰和未經(jīng)干燥得到的脫硫漿，目前難以應(yīng)用。對(duì)于這種脫硫廢物的綜合利用，國(guó)內(nèi)外均作了一些研究，在水泥工業(yè)、生產(chǎn)石膏板、路基材料、改良土壤等均有可在滿足一定條件下少量使用，仍然沒(méi)有得到大規(guī)模的利用。因此，利用亞硫酸鈣型脫硫灰漿燒制陶瓷，使廢棄物得到資源化再利用，節(jié)省天然礦物資源。
熊燕飛在“陶瓷西式瓦及其生產(chǎn)技術(shù)”(陶瓷研究，1998，第三期)介紹了西式瓦陶瓷的原料及其生產(chǎn)過(guò)程。西式瓦的坯體采用紅泥、白泥及崗砂三種原料配制。紅泥即通常所稱的“磚紅土”，為致密粘土狀的鐵鋁質(zhì)巖石，主要化學(xué)組成為Al2O3、Fe2O3及SiO2。白泥的組成與紅泥類似，但因其鐵含量較低，因而顏色較淺，故稱白泥。為了提高陶瓷坯體成型及燒成致密度加入適量鋁含量較高的白泥，用于調(diào)節(jié)坯料中的硅鋁比。崗砂為細(xì)顆粒的石英砂，主要成分為SiO2。加入崗砂可減少坯體干燥收縮和燒成收縮，防止坯體干燥和燒成龜裂。上述原料雖說(shuō)原料來(lái)源廣泛，開(kāi)采方便，價(jià)格不高。但其的大規(guī)模使用也會(huì)導(dǎo)致挖山毀田，破壞環(huán)境。
按重量百分比計(jì)，紅泥、白泥和崗砂的化學(xué)組成如下表1 表1

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用亞硫酸鈣型脫硫灰漿燒制陶瓷的方法，使廢棄物得到資源化再利用，節(jié)省天然礦物資源。
本發(fā)明方法關(guān)鍵是工藝配方 一種利用脫硫灰漿燒制陶瓷的方法，其特征在于包括如下步驟和工藝條件 (1)以重量百分比計(jì)，將紅泥55％～70％、白泥25％～45％、崗砂3％～5％、亞硫酸鈣型脫硫漿1％～10％和Ca基添加物1％～10％投入真空練泥機(jī)，以練泥的方式使原料混合均勻；以便提高泥的塑性，調(diào)整含水率，利于成型。所述的亞硫酸鈣型脫硫灰漿為采用石灰-亞硫酸鈣法煙氣脫硫得到的副產(chǎn)品，主要組成為半水亞硫酸鈣、尚未完全反應(yīng)的氫氧化鈣和氧化鈣；其亞硫酸鈣的重量含量為45％～85％；所述Ca基添加物為石灰石或石灰； (2)將步驟(1)練好的泥蓋上塑料薄膜，靜置陳化45-55小時(shí)，形成坯料； (3)經(jīng)過(guò)陳化后坯料在成型機(jī)上成型出陶瓷生坯； (4)在陶瓷生坯表面進(jìn)行施含鈣的釉料，以抑制燒成過(guò)程中SO2的逸放； (5)把施釉后的陶瓷生坯干燥后入窯，在低于1150-1200℃燒成得到陶瓷制品。
所述亞硫酸鈣型脫硫灰漿為經(jīng)過(guò)干燥得到的脫硫灰或未經(jīng)干燥得到的脫硫漿。
步驟(4)施釉釉料的原料質(zhì)量百分比組成為氧化鈣1％～5％、二氧化硅30％～70％、三氧化二硼6％～8％、三氧化二鋁4％～15％、氧化鉀4％～7％和顏料5％～35％。顏料是施釉工藝常用顏料。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果 1.亞硫酸鈣型脫硫灰漿目前主要以填埋為主，本專利將之用于燒制陶瓷，使廢棄物得到資源化再利用。
2.亞硫酸鈣型脫硫灰漿為工業(yè)廢物，可節(jié)省天然礦物資源的用量，具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。
3.原料中加入配方加入了石灰粉或石灰石粉等Ca基添加物，不僅抑制了SO2的逸放，還可降低了產(chǎn)品的燒成溫度，促進(jìn)了產(chǎn)品的燒結(jié)，使得產(chǎn)品氣孔率減少，密度增大，所制得產(chǎn)品的吸水率降低，抗折強(qiáng)度增大。
4.表面進(jìn)行施釉，釉料中CaO含量1％～5％，由于釉料在高溫下以液相存在，液相包裹于坯體表面，坯體中逸放的SO2被釉層中CaO反應(yīng)吸收，阻止了SO2的向外逸放。

具體實(shí)施例方式 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表述的范圍。
實(shí)施例1 亞硫酸鈣型脫硫灰漿為經(jīng)過(guò)干燥得到的脫硫灰或未經(jīng)干燥得到的脫硫漿。本實(shí)施例使用的亞硫酸鈣型脫硫漿為采用石灰-亞硫酸鈣法煙氣脫硫得到的副產(chǎn)品，主要組成為半水亞硫酸鈣、尚未完全反應(yīng)的氫氧化鈣、氧化鈣和水；按重量百分比計(jì)，亞硫酸鈣45％、石灰4％、氫氧化鈣6％、水45％。
表2 (1)紅泥65％、白泥28％、崗砂5％、亞硫酸鈣型脫硫漿1％和石灰石1％投入真空練泥機(jī)練泥機(jī)(鶴壁市金泰陶瓷機(jī)械設(shè)備廠TC300真空練泥機(jī))，以練泥的方式使原料混合均勻，提高泥的塑性； (2)把練好的泥整齊的擺放好，蓋上塑料薄膜，靜置陳化48小時(shí)； (3)經(jīng)過(guò)陳化后坯料在成型機(jī)上成型出陶瓷生坯； (4)在陶瓷生坯表面進(jìn)行施釉，釉料中CaO含量3.0％；釉料的原料具體組成為二氧化硅60％，三氧化二硼8％，三氧化二鋁15％，氧化鈣3％，氧化鉀6％，顏料8％；顏料是施釉工藝常用顏料。
(5)把施釉后的陶瓷生坯干燥后入窯，在1150℃成得到陶瓷制品。
經(jīng)檢測(cè)，所燒制的陶瓷制品的抗折強(qiáng)度11.4Mpa，吸水率3.1％，SO2的逸放率為24％，制品表面光滑，顏色均一。不加入亞硫酸鈣型脫硫漿和石灰石相同配方按照相同工藝和設(shè)備所生產(chǎn)的陶瓷體的強(qiáng)度為9.1Mpa。表面進(jìn)行施釉，釉料中CaO含量3％，由于釉料在高溫下以液相存在，液相包裹于坯體表面，坯體中逸放的SO2被釉層中CaO反應(yīng)吸收，阻止了SO2的向外逸放。不施釉的產(chǎn)品的SO2的逸放率67％。
目前，亞硫酸鈣型脫硫灰漿尚未得到有效利用，主要以填埋為主，本實(shí)施例將亞硫酸鈣型脫硫灰漿用于燒制陶瓷，使廢棄物得到資源化再利用，可節(jié)省天然礦物資源的用量，具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。原料配方中加入一定量的石灰粉或石灰石粉等Ca基添加物，不僅抑制了SO2的逸放，還可降低所制得產(chǎn)品的吸水率降低，提高抗折強(qiáng)度。
實(shí)施例2 某廠的亞硫酸鈣型脫硫漿組成(重量百分比)為亞硫酸鈣50％、石灰2％、氫氧化鈣8％、水40％。紅泥、白泥和崗砂的化學(xué)組成如下表3 表3 (1)紅泥60％、白泥22％、崗砂3％、亞硫酸鈣型脫硫漿5％和石灰石10％投入真空練泥機(jī)練泥機(jī)(鶴壁市金泰陶瓷機(jī)械設(shè)備廠TC300真空練泥機(jī))，以練泥的方式使原料混合均勻，提高泥的塑性； (2)把練好的泥整齊的擺放好，蓋上塑料薄膜，靜置陳化48小時(shí)； (3)經(jīng)過(guò)陳化后坯料在成型機(jī)上成型出陶瓷生坯； (4)在陶瓷生坯表面進(jìn)行施釉，釉料中CaO含量5％；釉料的原料具體組成為二氧化硅60％，三氧化二硼8％，三氧化二鋁13％，氧化鈣5％，氧化鉀6％，顏料8％；顏料是施釉工藝常用顏料。
(5)把施釉后的陶瓷生坯干燥后入窯，在1200℃燒成得到陶瓷制品。
經(jīng)檢測(cè)，所燒制的陶瓷制品的抗折強(qiáng)度10.1Mpa，吸水率3.8％，SO2的逸放率為18％，制品表面光滑，顏色均一。
實(shí)施例3 某廠的亞硫酸鈣型脫硫漿組成(重量百分比)為亞硫酸鈣55％、石灰3％、氫氧化鈣7％、水35％。紅泥、白泥和崗砂的化學(xué)組成如下表4 表4 (1)紅泥57％、白泥18％、崗砂5％、亞硫酸鈣型脫硫漿10％和石灰石10％投入真空練泥機(jī)練泥機(jī)(鶴壁市金泰陶瓷機(jī)械設(shè)備廠TC300真空練泥機(jī))，以練泥的方式使原料混合均勻，提高泥的塑性； (2)把練好的泥整齊的擺放好，蓋上塑料薄膜，靜置陳化48小時(shí)； (3)經(jīng)過(guò)陳化后坯料在成型機(jī)上成型出陶瓷生坯； (4)在陶瓷生坯表面進(jìn)行施釉，釉料中CaO含量5％；釉料的原料具體組成為二氧化硅60％，三氧化二硼8％，三氧化二鋁13％，氧化鈣5％，氧化鉀6％，顏料8％；顏料是施釉工藝常用顏料。
(5)把施釉后的陶瓷生坯干燥后入窯，在1150℃燒成得到陶瓷制品。
所燒制的陶瓷制品的抗折強(qiáng)度10.5Mpa，吸水率3.5％，SO2的逸放率為22％，制品表面光滑，顏色均一。
實(shí)施例4 某廠的亞硫酸鈣型脫硫灰組成(重量百分比)為亞硫酸鈣85％、石灰5％、氫氧化鈣10％。紅泥、白泥和崗砂的化學(xué)組成如下表5 表5 (1)紅泥60％、白泥21％、崗砂4％、亞硫酸鈣型脫硫漿10％和石灰石5％投入真空練泥機(jī)練泥機(jī)(鶴壁市金泰陶瓷機(jī)械設(shè)備廠TC300真空練泥機(jī))，以練泥的方式使原料混合均勻，提高泥的塑性； (2)把練好的泥整齊的擺放好，蓋上塑料薄膜，靜置陳化48小時(shí)； (3)經(jīng)過(guò)陳化后坯料在成型機(jī)上成型出陶瓷生坯； (4)在陶瓷生坯表面進(jìn)行施釉，釉料中CaO含量3％；釉料的原料具體組成為二氧化硅60％，三氧化二硼8％，三氧化二鋁15％，氧化鈣3％，氧化鉀6％，顏料8％；顏料是施釉工藝常用顏料。
(5)把施釉后的陶瓷生坯干燥后入窯，在1170℃燒成得到陶瓷制品。
經(jīng)檢測(cè)，所燒制的陶瓷制品的抗折強(qiáng)度10.2Mpa，吸水率3.6％，SO2的逸放率為24％，制品表面光滑，顏色均一。
實(shí)施例5 某廠的亞硫酸鈣型脫硫漿組成(重量百分比)為亞硫酸鈣80％、石灰6％、氫氧化鈣14％。紅泥、白泥和崗砂的化學(xué)組成如下表6 表6 (1)紅泥60％、白泥22％、崗砂3％、亞硫酸鈣型脫硫漿3％和石灰石3％投入真空練泥機(jī)練泥機(jī)(鶴壁市金泰陶瓷機(jī)械設(shè)備廠TC300真空練泥機(jī))，以練泥的方式使原料混合均勻，提高泥的塑性； (2)把練好的泥整齊的擺放好，蓋上塑料薄膜，靜置陳化48小時(shí)； (3)經(jīng)過(guò)陳化后坯料在成型機(jī)上成型出陶瓷生坯； (4)在陶瓷生坯表面進(jìn)行施釉，釉料中CaO含量4％；釉料的原料具體組成為二氧化硅60％，三氧化二硼8％，三氧化二鋁14％，氧化鈣4％，氧化鉀6％，顏料8％；顏料是施釉工藝常用顏料。
(5)把施釉后的陶瓷生坯干燥后入窯，在1160℃燒成得到陶瓷制品。
經(jīng)檢測(cè)，所燒制的陶瓷制品的抗折強(qiáng)度10.5Mpa，吸水率3.5％，SO2的逸放率為20％，制品表面光滑，顏色均一。
實(shí)施例6 某廠的亞硫酸鈣型脫硫漿組成(重量百分比)為亞硫酸鈣85％、氫氧化鈣15％。紅泥、白泥和崗砂的化學(xué)組成如下表7 表7 (1)紅泥67％、白泥22％、崗砂3％、亞硫酸鈣型脫硫漿5％和石灰石3％投入真空練泥機(jī)練泥機(jī)(鶴壁市金泰陶瓷機(jī)械設(shè)備廠TC300真空練泥機(jī))，以練泥的方式使原料混合均勻，提高泥的塑性； (2)把練好的泥整齊的擺放好，蓋上塑料薄膜，靜置陳化48小時(shí)； (3)經(jīng)過(guò)陳化后坯料在成型機(jī)上成型出陶瓷生坯； (4)在陶瓷生坯表面進(jìn)行施釉，釉料中CaO含量5％；釉料的原料具體組成為二氧化硅60％，三氧化二硼8％，三氧化二鋁13％，氧化鈣5％，氧化鉀6％，顏料8％；顏料是施釉工藝常用顏料。
(5)把施釉后的陶瓷生坯干燥后入窯，在1150℃燒成得到陶瓷制品。
經(jīng)檢測(cè)，所燒制的陶瓷制品的抗折強(qiáng)度11.6Mpa，吸水率3.0％，SO2的逸放率為15％，制品表面光滑，顏色均一。
權(quán)利要求
1.一種利用脫硫灰漿燒制陶瓷的方法，其特征在于包括如下步驟和工藝條件
(1)以重量百分比計(jì)，將紅泥55％～70％、白泥25％～45％、崗砂3％～5％、亞硫酸鈣型脫硫漿1％～10％和Ca基添加物1％～10％投入真空練泥機(jī)，以練泥的方式使原料混合均勻；所述的亞硫酸鈣型脫硫灰漿為采用石灰-亞硫酸鈣法煙氣脫硫得到的副產(chǎn)品，主要組成為半水亞硫酸鈣、尚未完全反應(yīng)的氫氧化鈣和氧化鈣；其亞硫酸鈣的重量含量為45％～85％；所述Ca基添加物為石灰石或石灰；
(2)將步驟(1)練好的泥蓋上塑料薄膜，靜置陳化45-55小時(shí)，形成坯料；
(3)經(jīng)過(guò)陳化后坯料在成型機(jī)上成型出陶瓷生坯；
(4)在陶瓷生坯表面進(jìn)行施含鈣的釉料，以抑制燒成過(guò)程中SO2的逸放；
(5)把施釉后的陶瓷生坯干燥后入窯，在1150-1200℃燒成得到陶瓷制品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用脫硫灰漿燒制陶瓷的方法，其特征在于亞硫酸鈣型脫硫灰漿為經(jīng)過(guò)干燥得到的脫硫灰或未經(jīng)干燥得到的脫硫漿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用脫硫灰漿燒制陶瓷的方法，其特征在于步驟(4)施釉釉料的原料質(zhì)量百分比組成為氧化鈣1％～5％、二氧化硅30％～70％、三氧化二硼6％～8％、三氧化二鋁4％～15％、氧化鉀4％～7％和顏料5％～35％。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用脫硫灰漿燒制陶瓷的方法。該方法將紅泥、白泥、崗砂、亞硫酸鈣型脫硫漿和Ca基添加物投入真空練泥機(jī)，以練泥的方式使原料混合均勻；亞硫酸鈣型脫硫灰漿為采用石灰-亞硫酸鈣法煙氣脫硫得到的副產(chǎn)品，練好的泥蓋上塑料薄膜，靜置陳化，形成坯料；坯料在成型機(jī)上成型出陶瓷生坯；在陶瓷生坯表面進(jìn)行施含鈣的釉料，以抑制燒成過(guò)程中SO2的逸放；施釉后的陶瓷生坯干燥后入窯，燒成得到陶瓷制品。該方法利用亞硫酸鈣型脫硫灰漿作為燒制陶瓷的原料，既抑制SO2的逸放，使其逸放率低于25％，又保障陶瓷制品的性能。本發(fā)明所利用的脫硫灰漿既可是陶瓷生產(chǎn)過(guò)程所產(chǎn)生的亞硫酸鈣型脫硫灰漿，還可以是其他窯爐的脫硫灰漿。
文檔編號(hào)C04B35/622GK101759429SQ20091021413
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者蘇達(dá)根, 鐘明峰, 張志杰, 蔡克勤, 冼金源 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)