一種利用高鋁粉煤灰制備瓷質(zhì)磚的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用高鋁粉煤灰制備瓷質(zhì)磚的方法，所述方法包括如下步驟：配料、球磨、出漿與干燥、造粒、陳腐、成型、干燥、燒結(jié)，通過選擇合適的配料用量比、除鐵工藝及各步驟的處理工藝參數(shù)，制得了符合國家標(biāo)準(zhǔn)的瓷質(zhì)磚，可廣泛應(yīng)用于建筑、裝修裝飾領(lǐng)域，通過粉煤灰的使用而節(jié)省了大量的天然粘土原料，實現(xiàn)了高鋁粉煤灰的綜合利用，提高了其附加值，具有良好的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，具有巨大的工業(yè)化應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)價值。
【專利說明】一種利用高鋁粉煤灰制備瓷質(zhì)磚的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤炭燃燒殘留物的廢物利用方法，更具體而言，本發(fā)明涉及一種利用高鋁粉煤灰制備瓷質(zhì)磚的方法，屬于固體廢棄物的再加工利用和陶瓷生產(chǎn)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]粉煤灰是燃煤電廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的一種固體廢棄物，其產(chǎn)量約占燃煤總量的5-20%,因此其產(chǎn)生量巨大。
[0003]目前，世界上粉煤灰年排放量約5億噸，而我國由于長期以來煤炭一直都是能源來源的最主要構(gòu)成部分，因此每年都產(chǎn)生數(shù)量巨大的粉煤灰，目前我國粉煤灰堆放量在15億噸以上，儲灰場占用土地4萬多公頃。
[0004]長期以來，粉煤灰的綜合利用都是環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的一個重要課題，到現(xiàn)在為止，粉煤灰已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于建材、建工、筑路等領(lǐng)域，但高附加值的利用尚未大規(guī)模推廣。
[0005]由于不同的產(chǎn)煤區(qū)域中，構(gòu)成煤炭的無機(jī)礦物和含量高低均有所不同，從而導(dǎo)致了燃燒所產(chǎn)生的粉煤灰在組分構(gòu)成上也有所不同。其中，我國山西省北部、陜西省及內(nèi)蒙古自治區(qū)等地的粉煤灰中的CaO含量偏低，屬于低鈣灰，依質(zhì)量百分含量計，主要由SiO2 (40-60%)、Al2O3 (30-50%)、Fe2O3 (2-10%)、CaO (1-10%)和未燃的炭(1-2.6%)組成，此外還有少量的MgO、Na2O、K20、S03以及砷、銅、鋅等微量元素，其中Si02、Al203、Fe203和CaO這四者之和占90%以上，屬于高鋁粉煤灰，這些地區(qū)的高鋁粉煤灰年產(chǎn)生量超過5000萬噸。但與巨大產(chǎn)量相對應(yīng)的尷尬事實是這些地區(qū)的高鋁粉煤灰的綜合利用率小于30%，且主要是在附加值很低的蒸壓磚和砌塊等方面，進(jìn)而導(dǎo)致資源再利用水平不高、經(jīng)濟(jì)效益較差。
[0006]正是由于高附加值處理手段的匱乏和再利用程度的低下，導(dǎo)致高鋁粉煤灰主要以堆存為主，這不僅嚴(yán)重污染了環(huán)境，也耗費(fèi)了大量的土地資源，已經(jīng)成為這些地區(qū)不得不面臨并亟需解決的主要問題和難題之一。
[0007]對此，眾多的科研工作者和生產(chǎn)廠家進(jìn)行了積極的研究，并開發(fā)出了多種使用粉煤灰來制備各種燒結(jié)磚或陶瓷制品的方法。
[0008]CN1260336A公開了一種高摻量粉煤灰燒結(jié)磚的生產(chǎn)工藝，所述工藝是將粉煤灰和粘土經(jīng)過陳化、成型、干燥后焙燒，從而得到燒結(jié)磚。
[0009]CN1065650A公開了一種黃土紅土質(zhì)粉煤灰墻地磚的配方，所述配方由粉煤灰、黃土或紅土或兩者混合物、礦化劑三者以重量比15-80:20-85:0-10組成。
[0010]CN1070177A公開了一種用粉煤灰制造陶瓷飾面磚的方法，所述方法主要包括備料、成型和燒結(jié)三大步驟，在備料和成型步驟中使用粉煤灰、黃泥粘土和焦寶石為原料，其粉煤灰的含量為30-67%。
[0011]CN1410386A公開了一種高摻量粉煤灰瓷質(zhì)磚及其制備方法，所述瓷質(zhì)磚由質(zhì)量百分比為60-70%的粉煤灰、25-40%的超細(xì)高嶺土和01-0%的長石組成，所述制備方法包括原料預(yù)處理、原料配方、配料及制漿、烘干漿料、研磨、摻水造粒、陳腐、壓坯、烘坯、燒結(jié)、冷卻。
[0012]CN102701716A公開了一種粉煤灰質(zhì)陶瓷磚及其制備方法，所述粉煤灰質(zhì)陶瓷磚由如下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料制備而成:4%透輝石、27%萊陽土、23%蒙陰長石、24%萊蕪長石、7%生焦、8%高密瓷石和7%水煤漿爐灰。
[0013]CNlOl 164962A公開了一種陶瓷墻地磚，所述陶瓷墻地磚由如下百分含量的原料制成:30-40%煤矸石、2-8%粉煤灰、1-3%廢玻璃絲、50-58%綠豆巖、2-6%白泥。
[0014]如上所述，雖然已經(jīng)存在使用粉煤灰來制備陶瓷制品的現(xiàn)有技術(shù)，但這些技術(shù)因種種原因，如處理復(fù)雜、強(qiáng)度過低、吸水率過高等諸多缺點而難以推廣應(yīng)用。與此相應(yīng)，我國長期以來一直都是陶瓷生產(chǎn)和銷售大國，市場容量巨大:自1992年起，建筑衛(wèi)生陶瓷的產(chǎn)量就雄居世界首位，而日用陶瓷和工藝美術(shù)陶瓷的產(chǎn)量則連續(xù)30年位居世界第一。據(jù)估算，2010年中國陶瓷墻地磚產(chǎn)量約為80億平方米，約占世界60%以上，同年還生產(chǎn)了約1.5億件衛(wèi)生陶瓷和約200億件日用和工藝陶瓷。
[0015]同時，隨著中國城鎮(zhèn)化的進(jìn)行，各類陶瓷產(chǎn)品特別是建筑衛(wèi)生陶瓷的需求必將繼續(xù)增加，陶瓷工業(yè)也將繼續(xù)快速發(fā)展。
[0016]與巨大的陶瓷產(chǎn)量相對比，我國生產(chǎn)陶瓷墻地磚的粘土等天然礦產(chǎn)資源日趨緊張，同時對于粘土的開采、挖掘、運(yùn)輸?shù)榷荚斐闪艘欢ǖ沫h(huán)境壓力和破壞。
[0017]因此，找到一種可以替代天然粘土的原料對于目前日趨緊張的原料供應(yīng)具有重要的現(xiàn)實意義和重大的經(jīng)濟(jì)價值，尤其是如何以粉煤灰為原料來制備高品質(zhì)陶瓷，對于消化粉煤灰、實現(xiàn)廢物利用、保護(hù)環(huán)境、提高附加值等方面具有重要意義，不但符合《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中將綜合治污與廢棄物循環(huán)利用作為優(yōu)先主題的需要，同時也符合國家“十二五”中“大力發(fā)展廢棄物資源化利用將成為從根本上解決廢棄物產(chǎn)生量巨大、環(huán)境污染嚴(yán)重的重要途徑”的客觀要求，更是加快構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的迫切需要，而所有的這些，都也正是本發(fā)明得以完成的動力所在和基礎(chǔ)所倚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]針對如上所述的我國粉煤灰的嚴(yán)峻現(xiàn)實和現(xiàn)有技術(shù)中的存在的諸多缺陷，本發(fā)明人經(jīng)過大量的深入研究，在付出了充分的創(chuàng)造性勞動后，開發(fā)了一種利用高鋁粉煤灰制備瓷質(zhì)磚的方法，從而完成了本發(fā)明。
[0019]具體而言，本發(fā)明提供了一種利用高鋁粉煤灰制備瓷質(zhì)磚的方法，所述方法包括如下步驟:
[0020]A、配料；B、球磨；C、出漿與干燥；D、造粒；E、陳腐；F、成型；G、干燥；H、燒結(jié)。
[0021]進(jìn)一步具體而言，本發(fā)明提供了一種利用高鋁粉煤灰制備瓷質(zhì)磚的方法，所述方法包括如下步驟:
[0022]A、配料
[0023]稱取原料高鋁粉煤灰、粘土、長石和石英，混合均勻，得到配料:
[0024]B、球磨
[0025]將配料裝入球磨機(jī)中，并加入水和電解質(zhì)進(jìn)行球磨；
[0026]C、出漿與干燥
[0027]將球磨結(jié)束的漿液 進(jìn)行出漿，料漿除鐵、干燥；
[0028]D、造粒[0029]將步驟C干燥后的物料進(jìn)行研磨，混合造粒，過篩；
[0030]
[0031]封裝陳腐；
[0032]F、成型
[0033]采用干壓成型；
[0034]G、干燥
[0035]將成型制品進(jìn)行干燥；
[0036]H、燒結(jié)
[0037]將干燥后的成型制品進(jìn)行燒結(jié)，得到最終產(chǎn)品瓷質(zhì)磚。
[0038]更具體而言，本發(fā)明提供了一種利用高鋁粉煤灰制備瓷質(zhì)磚的方法，所述方法包括如下步驟:
[0039]A、配料
[0040]稱取如下質(zhì)量百分含量的原料，混合均勻，得到配料:
【權(quán)利要求】
1.一種利用高鋁粉煤灰制備瓷質(zhì)磚的方法，所述方法包括如下步驟: A、配料；B、球磨；C、出漿與干燥；D、造粒；E、陳腐；F、成型；G、干燥；H、燒結(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:包括如下步驟: A、配料 稱取原料高鋁粉煤灰、粘土、長石和石英，混合均勻，得到配料: B、球磨 將配料裝入球磨機(jī)中，并加入水和電解質(zhì)進(jìn)行球磨； C、出衆(zhòng)與干燥 將球磨結(jié)束的漿液進(jìn)行出漿，料漿除鐵、干燥； D、造粒 將步驟C烘干后的物料進(jìn)行混合造粒，過篩； E、陳腐 封裝陳腐； F、成型
采用干壓成型； G、干燥 將成型制品進(jìn)行干燥； H、燒結(jié) 將干燥后的成型制品進(jìn)行燒結(jié)，得到最終產(chǎn)品瓷質(zhì)磚。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:包括如下步驟: A、配料 稱取如下質(zhì)量百分含量的原料，混合均勻，得到配料:
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于:步驟A配料中高鋁粉煤灰的的質(zhì)量百分含量為64-68%。
5.如權(quán)利要求2-4任一項所述的方法，其特征在于:步驟A配料中粘土的質(zhì)量百分含量為 16-20%。
6.如權(quán)利要求2-5任一項所述的方法，其特征在于:步驟A配料中長石的質(zhì)量百分含量為8-13%。
7.如權(quán)利要求2-6任一項所述的方法，其特征在于:步驟A配料中石英的質(zhì)量百分含量為5-12%。
8.如權(quán)利要求2-7任一項所述的方法，其特征在于:步驟H干燥后的成型制品的燒結(jié)溫度為 1190-1220°C。
9.如權(quán)利要求2 -8任一項所述的方法，其特征在于:步驟C中料漿除鐵具體為:采用電磁粉料除鐵機(jī)，磁場強(qiáng)度10000-30000高斯。
10.如權(quán)利要求2-9任一項所述的方法，其特征在于:步驟A中高鋁粉煤灰中的氧化鋁質(zhì)量百分含量為30-50%。
【文檔編號】C04B33/135GK103833330SQ201410045518
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月8日
【發(fā)明者】張作泰, 胡勇, 陳玉清 申請人:北京大學(xué)