本發(fā)明涉及陶瓷材料的，尤其涉及一種鋁硅酸鹽固廢制備傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷的方法。
背景技術(shù)：
1、鐵尾礦、粉煤灰為主的大宗鋁硅酸鹽固廢具有產(chǎn)量大，成分復雜等特征，鐵尾礦是指采礦或選礦之后形成的固體廢棄物。每產(chǎn)生一噸鐵精礦會產(chǎn)生大約三噸左右的尾礦。據(jù)統(tǒng)計，2019年金屬尾礦排放量達到12.72億噸，其中鐵尾礦為5.20億噸，占比40.9％。粉煤灰是指煤在燃燒后形成的細灰，主要成分包括鋁硅酸鹽。2020年我國的粉煤灰排放量接近8億噸。這些固體廢棄物主要通過筑壩堆存的方式保存，不僅占用土地資源，而且對環(huán)境也會造成污染，可能存在的潰壩也對周邊居民的生命、財產(chǎn)安全有極大的威脅。尋找一種有效、經(jīng)濟的固廢資源化利用方法是我們急需解決的問題。
2、傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷是一種輕質(zhì)陶瓷制品，成品上釉后敲擊聲音和瓷器聲音類似。其輕質(zhì)便攜，可用于香煙過濾嘴的制備；強度高，可實現(xiàn)航空、汽車等領(lǐng)域的輕量化設(shè)計；絕緣性能好，可作為電子零部件的基礎(chǔ)材料。同時，在建筑材料領(lǐng)域還可以用作墻面、地面材料。傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷通常以白云石、黏土、長石和石英為原料。考慮到天然礦物原料大量消耗，礦物資源日益減少。同時，尾礦、粉煤灰等固廢和這些原料的成分相似，多為al2o3、sio2、cao和mgo等。已有研究者利用大宗鋁硅酸鹽固廢替代這些天然礦物原料來制備傳統(tǒng)陶瓷。中國發(fā)明專利(201611150200.0)公開了一種利用金尾礦制備泡沫陶瓷保溫板的方法，利用金尾礦、瓷石、長石、黏土、等材料為原料，燒成溫度在1185～1190℃之間，所制備陶瓷保溫板的保溫系數(shù)在0.057～0.069w/(m·k)之間。中國發(fā)明專利(202211213743.8)公開了一種利用金屬尾礦制備輕質(zhì)陶瓷磚的方法，以鐵尾礦、黑泥、藤縣石粉，鉀鈉長石以及滑石等材料為原料，燒成溫度在1160～1180℃之間。所制備的陶瓷磚比重為1.31～1.51g/cm3，抗折強度可達20.12～24.18mpa。中國發(fā)明專利(202011564612.5)公開了一種利用金尾礦為基料制備發(fā)泡陶瓷的方法，原料包括金尾礦、輕質(zhì)填充劑、穩(wěn)泡劑、助溶劑以及發(fā)泡劑、增強劑。所制備陶瓷抗折強度不低于7mpa，導熱系數(shù)為0.14w/(m·k)，吸水率在0.15～0.73％之間。在上述專利中，配方多需要加入20wt％以上的天然礦物原料，且燒成溫度高，所制備的產(chǎn)品性能一般。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種有效、經(jīng)濟的固廢資源化利用的，使用鋁硅酸鹽固廢制備傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷的方法，該鋁硅酸鹽固廢制備傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷的方法以鐵尾礦、玻璃粉以及粉煤灰為原料制備傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷的方法，實現(xiàn)固體廢棄物的有效處理以及資源化利用，具有較高的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。
2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鋁硅酸鹽固廢制備傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷的方法，包含如下步驟：
3、s1，將鐵尾礦、玻璃粉以及粉煤灰球磨混合均勻，然后烘干、研磨、過篩，得到混合物；
4、s2，往步驟s1制備得到的混合物中加入粘結(jié)劑，充分混合造粒，造粒后的粉末經(jīng)過室溫下陳腐24小時得到成型的陶瓷粉末；
5、s?3，將步驟s2制備得到的陶瓷粉末，倒入模具中壓制、干燥，得到干燥生胚；
6、s?4，將步驟s?3制備得到的干燥生胚放入馬弗爐中燒制，隨爐冷卻，得到所述輕質(zhì)瓷。
7、作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，本發(fā)明提供的鋁硅酸鹽固廢制備傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷的方法進一步包括下列技術(shù)特征的部分或全部：
8、作為上述技術(shù)方案的改進，所述鐵尾礦、玻璃粉和粉煤灰的質(zhì)量份數(shù)比為：75～85：20～12：5～3。
9、作為上述技術(shù)方案的改進，所述步驟s1中，球磨混合均勻具體為，球磨機轉(zhuǎn)速為300～500轉(zhuǎn)每分鐘，球磨時間為12～24小時(優(yōu)選為，球磨機的轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)每分鐘，球磨12小時)；烘干、研磨、過篩具體為，100℃條件下干燥12小時，研磨后過60目篩。
10、作為上述技術(shù)方案的改進，所述步驟s2中，粘結(jié)劑為質(zhì)量分數(shù)為5wt％的聚乙烯醇(pva)溶液；粘結(jié)劑的添加量為10wt％。
11、作為上述技術(shù)方案的改進，所述步驟s?3中，模具為不銹鋼模具。
12、作為上述技術(shù)方案的改進，所述步驟s?3中，壓制壓力為10mpa，保壓時間為60秒。
13、作為上述技術(shù)方案的改進，所述步驟s?3中，干燥過程具體為，將壓制成型后的生坯放入電熱鼓風干燥箱中在100℃干燥24小時，直至生坯質(zhì)量達到恒重。
14、作為上述技術(shù)方案的改進，所述步驟s?4中，燒制條件為，升溫速率為3℃/min，燒成溫度為1030℃，最高溫度保溫時間0.5小時。
15、本發(fā)明還提供一種鋁硅酸鹽固廢制備的傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷，所述輕質(zhì)瓷由如上任一所述的方法制備而成。
16、作為上述技術(shù)方案的改進，所述輕質(zhì)瓷燒成溫度低(<1100℃)，密度低(<2.5g/cm3)，氣孔率高(28％～35％)，抗折強度高(25～40mpa)。
17、本發(fā)明專利中，針對鐵尾礦成分波動大，利用率低的問題，以鐵尾礦為主要原料制備輕質(zhì)瓷，通過對鐵尾礦和輔助原料的分析，確定以鐵尾礦為“骨料”，玻璃粉為高溫粘結(jié)劑，粉煤灰為增強劑，采用高溫熔融粘結(jié)工藝制備鐵尾礦基輕質(zhì)瓷。陶瓷的機械強度主要來自于玻璃相的粘結(jié)，玻璃相的強度對于陶瓷整體強度有很大的影響，粉煤灰的al2o3含量較高，可以改變玻璃相中al3+的配位方式，進而影響玻璃相的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
18、本專利提供了一種以鐵尾礦、廢玻璃粉、粉煤灰為原料的制備傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷的方法，所制備的傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷燒成溫度低(～1030℃)，輕質(zhì)瓷的氣孔率可達25％以上，抗折強度達30mpa以上，符合傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷性能要求。
19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下有益效果：
20、(1)本發(fā)明中傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷是利用鐵尾礦、玻璃粉以及粉煤灰制備而成，不需要添加其他陶瓷原料，原料價格低廉，制備工藝簡單，固廢利用率達到了100％，為固廢資源化利用提供了新思路。
21、(2)所制備的傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷具有氣孔率高，抗彎強度優(yōu)良，達到傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷性能要求。
22、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下結(jié)合優(yōu)選實施例，詳細說明如下。
1.一種鋁硅酸鹽固廢制備傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷的方法，其特征在于，包含如下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的鋁硅酸鹽固廢制備傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷的方法，其特征在于：所述鐵尾礦、玻璃粉和粉煤灰的質(zhì)量份數(shù)比為：75～85：20～12：5～3。
3.如權(quán)利要求1所述的鋁硅酸鹽固廢制備傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷的方法，其特征在于：所述步驟s1中，球磨混合均勻具體為，球磨機轉(zhuǎn)速為300～500轉(zhuǎn)每分鐘，球磨時間為12～24小時；烘干、研磨、過篩具體為，100℃條件下干燥12小時，研磨后過60目篩。
4.如權(quán)利要求1所述的鋁硅酸鹽固廢制備傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷的方法，其特征在于：所述步驟s2中，粘結(jié)劑為質(zhì)量分數(shù)為5wt％的聚乙烯醇(pva)溶液；粘結(jié)劑的添加量為10wt％。
5.如權(quán)利要求1所述的鋁硅酸鹽固廢制備傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷的方法，其特征在于：所述步驟s3中，模具為不銹鋼模具。
6.如權(quán)利要求1所述的鋁硅酸鹽固廢制備傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷的方法，其特征在于：所述步驟s3中，壓制壓力為10mpa，保壓時間為60秒。
7.如權(quán)利要求1所述的鋁硅酸鹽固廢制備傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷的方法，其特征在于：所述步驟s3中，干燥過程具體為，將壓制成型后的生坯放入電熱鼓風干燥箱中在100℃干燥24小時，直至生坯質(zhì)量達到恒重。
8.如權(quán)利要求1所述的鋁硅酸鹽固廢制備傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷的方法，其特征在于：所述步驟s4中，燒制條件為，升溫速率為3℃/min，燒成溫度為1030℃，最高溫度保溫時間0.5小時。
9.一種鋁硅酸鹽固廢制備的傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷，其特征在于：所述輕質(zhì)瓷由權(quán)利要求1-8任一所述的方法制備而成。
10.如權(quán)利要求9所述的鋁硅酸鹽固廢制備的傳統(tǒng)輕質(zhì)瓷，其特征在于：所述輕質(zhì)瓷燒成溫度<1100℃，密度<2.5g/cm3，氣孔率28％～35％，抗折強度25～40mpa。