一種利用磷石膏生產陶瓷透水磚的工藝方法

2023-05-30 10:37:51 1

專利名稱：一種利用磷石膏生產陶瓷透水磚的工藝方法
技術領域：
本發明涉及陶瓷地磚技術領域，特別是利用磷石膏(或其它工業廢石膏)生產陶瓷透水磚的工藝方法，它主要適用於須迅速滲透雨水的人行道、停車場、機場、廣場等公共場所的路面鋪設。
背景技術：
隨著國民經濟的發展和人們生活水平的提高，人們對城市環境的改善和美化程度的要求越來越高，也推動了室外地面材料的更新和發展。目前，有近80%的城市地面被不透水、不透氣的混凝土建築物和混凝土路面或浙青路面所覆蓋，雨水、雪水不能有效滲入地下，致使地下水減少，地面下沉，土壤含水量低，花草樹木的生長受抑制等一系列問題，從而破壞了生態環境；同時這種現象還阻斷了地上、地下之間的水氣、熱能交換，使城市局部溫度升高，形成「熱島效應」，對人類生存環境構成了威脅。另一方面，磷石膏(簡稱為PG)是磷肥、磷酸生產時排放出的固體廢棄物。據統計，全世界目前年副產磷石膏100億-280億噸，2006年我國磷石膏排放量已達4600萬噸， 居世界第一。磷石膏的應用是世界性難題。其中約14%排入河流及大海，56%被堆放，只有 30%被用來再生利用。主要用於建材製品、土壤改良劑、水泥緩凝劑、化工原料等方面。我國目前磷石膏的應用主要集中在代替天然石膏用作膠凝材料，但是其中的磷等雜質會極大地影響其膠凝性能，因此，為了實現磷石膏的綜合利用，變廢為寶，減少環境汙染，保護生態環境，尋找一條磷石膏的有效利用途徑至關重要。在現有技術中，為了使透水磚具有一定量的通孔，往往包含在泥料中添加造孔劑的工序，這樣使得生產過程較為複雜而且造成生產成本增高等問題。

發明內容
為了解決上述問題，本發明提供一種有效利用磷石膏的方法，該方法使得陶瓷透水磚的生產工藝更加簡化，所生產的陶瓷透水磚產品具有較好的透水性、強度等理化指標。本發明採用下述技術方案一種利用磷石膏生產陶瓷透水磚的工藝方法，以磷石膏、粘土、石英砂和葉臘石為原料，其配方按重量百分比為
磷石膏30 50
粘土1414
長石8 15
石英砂18 27
葉臘石1廣20;
將原料球磨混勻後加入適量的有機粘結劑CMC溶液進行攪拌均勻，再經過陳腐、成型、 乾燥、燒成工藝步驟後獲得產品。上述各主要原料的顆粒級配是磷石膏和粘土的顆粒級配為過100目篩；葉臘石、長石和石英砂的顆粒級配為過10 20目篩的料佔55%;過2(Γ30目篩的料佔45%。上述有機粘結劑CMC溶液可以是以CMC與水按質量比為1:8的比例溶解而形成， 其加入量可以是本領域技術人員根據不同成型要求所選擇的量，優選的加入量為原料總重量的 1. Γ1. 5%ο上述的陳腐、成型、乾燥、煅燒工藝均選用常規陶瓷磚生產工藝參數優化的主要工藝參數為陳腐時間為M小時；成型壓力為15 20MPa ；乾燥溫度為8(Tll(TC，乾燥時間為廣1. 5小時；燒成制度為在115(T120(TC條件下焙燒並保溫6(Γ90分鐘。採用上述工藝方法獲得的產品，按照中華人民共和國建材行業標準(JC/ Τ945-2005)方法進行檢測，其主要技術指標如下
1、抗壓強度和抗折強度
抗壓強度40. 6^45. 3Mpa ；抗折強度12. 8^16. OMPa
2、物理性能
耐磨性磨坑長度彡30mm ；保水性彡1. 4g/cm2 ；
透水係數1. 92 2. OlXlO-Ws ； 抗凍性抗壓強度損失率彡18%。本發明利用磷石膏作為主要原料生產透水磚，變廢為寶，減少了環境汙染，並且利用磷石膏本身和鋁矽酸鹽反應形成網狀結構鈣釩石，利用磷石膏在加熱過程中分解產生氣體，使得磚體具有很好的透水性，省去了外加造孔劑的工序，簡化了制磚工藝。所得陶瓷透水磚產品具有降溫、降噪、調節氣候、消除城市「熱島效應」以及提高空氣品質，保持地表水循環的多項功能。
具體實施例方式實施例1
利用磷石膏製備陶瓷透水磚，主要原料分別是磷石膏、粘土、石英砂和葉臘石，外加有機粘結劑CMC，按以下配方燒結而成 配方(按重量百分比計) 磷石膏30
粘土22
長石15
石英砂23
葉臘石10
CMC1.3 (外加)
生產陶瓷透水磚的方法依次按下列步驟進行
①、配料磷石膏、石英砂、粘土和葉臘石按配方的顆粒級配比過篩；有機粘結劑CMC以一定量的水溶解(CMC與水的質量比為1:8)，按配方加入磷石膏、葉臘石、粘土、長石、石英砂，球磨混勻，後加入適量的有機粘結劑CMC溶液攪拌均勻；
②、陳腐將攪拌均勻的原料陳腐M小時；
③、成型用20MPa壓力壓製成型；
④、乾燥乾燥溫度為90°C，乾燥時間為1小時；
⑤、燒成在1150°C條件下焙燒並保溫60分鐘；⑥、產品的分級包裝。產品測試性能數據如下抗壓強度42Mpa ；抗折強度15. SMpa ；耐磨性磨坑長度 27mm保水性1. 7g/cm2透水係數1. 92X lOAm/s ；抗凍性抗壓強度損失率16%。 實施例2
利用磷石膏製備陶瓷透水磚，主要原料分別磷石膏、粘土、石英砂和葉臘石，外加有機粘結劑CMC，按以下配方燒結而成
配方(按重量百分比計)
磷石膏
粘土
長石
石英砂
葉臘石
CMC
40 20 10 18 12
1.3 (外加)
工藝步驟中，焙燒溫度為1180°C，成型壓力為15MPa，其餘與例1相同。產品測試性能數據如下抗壓強度45Mpa ；抗折強度14Mpa ；耐磨性磨坑長度 26mm保水性1. 9g/cm2透水係數1. 96X lOAm/s ；抗凍性抗壓強度損失率16%。 實施例3
利用磷石膏製備陶瓷透水磚，主要原料分別磷石膏、粘土、石英砂和葉臘石，外加有機粘結劑CMC，按以下配方燒結而成
配方(按重量百分比計)
磷石膏
粘土
長石
石英砂
葉臘石
CMC
45 15 8 17 15
1.3 (外加)
工藝步驟中，焙燒溫度為1200°C，成型壓力為18MPa，其餘與例1相同。產品測試性能數據如下抗壓強度43Mpa ；抗折強度13Mpa ；耐磨性磨坑長度 25mm保水性2. lg/cm2透水係數2. 02X lOAm/s ；抗凍性抗壓強度損失率15%。 實施例4
利用磷石膏製備陶瓷透水磚，主要原料分別磷石膏、粘土、石英砂和葉臘石，外加有機粘結劑CMC，按以下配方燒結而成 配方(按重量百分比計) 磷石膏40
粘土20
長石10CN 102180637 A說明 書4/4 頁
石英砂18
葉臘石12
CMC1.3 (外加)
工藝步驟中，焙燒溫度為1150°C，成型壓力為15MPa，其餘與例1相同。產品測試性能數據如下抗壓強度42Mpa ；抗折強度13. 5Mpa ；耐磨性磨坑長度 26mm保水性1. 9g/cm2透水係數1. 99X lOAm/s ；抗凍性抗壓強度損失率16%。 實施例5
利用磷石膏製備陶瓷透水磚，主要原料分別磷石膏、粘土、石英砂和葉臘石，外加有機粘結劑CMC，按以下配方燒結而成 配方(按重量百分比計) 磷石膏48
粘土12
長石8
石英砂17
葉臘石15
CMC1.3 (外加)
工藝步驟中，焙燒溫度為1200°C，成型壓力為18MPa，其餘與例1相同。
產品測試性能數據如下抗壓強度45Mpa ；抗折強度14Mpa ；耐磨性磨坑長度 24mm保水性1. 9g/cm2透水係數2. Ol X 10"2cm/s ；抗凍性抗壓強度損失率16%。
權利要求
1. 一種利用磷石膏生產陶瓷透水磚的工藝方法，其特徵在於以磷石膏、粘土、石英砂和葉臘石為原料，其配方按重量百分比為磷石膏30一50粘土14-24長石8一15石英砂18-27葉臘石11-20；其顆粒級配為磷石膏和粘土的顆粒級配全部為過100目篩；葉臘石、長石和石英砂的顆粒級配為過1(Γ20目篩的料佔各自原料質量的55%，過2(Γ30目篩的料佔各自原料質量的 45% ；將原料球磨混勻後加入適量的有機粘結劑CMC溶液進行攪拌均勻，再經過陳腐、成型、 乾燥、燒成工藝步驟後獲得產品。
2.根據權利要求1所述利用磷石膏生產陶瓷透水磚的工藝方法，其特徵在於所述有機粘結劑CMC溶液的加入量為原料配方總重量的1. 1 1. 5%。
3.根據權利要求1或2所述利用磷石膏生產陶瓷透水磚的工藝方法，其特徵在於主要工藝參數為陳腐時間為M小時；成型壓力為15 20MPa ；乾燥溫度為80 110°C，乾燥時間為1 1. 5小時；燒成制度為在1150 1200°C條件下焙燒並保溫60 90分鐘。
全文摘要
本發明涉及一種利用磷石膏生產陶瓷透水磚的工藝方法，採用的主要原料配方如下(按重量百分比)磷石膏30~50、粘土14~24、長石8~15、石英砂18~27、葉臘石11~20，葉臘石、長石和石英砂的顆粒級配為過10~20目篩的料佔55%；過20~30目篩的料佔45%；磷石膏和粘土過100目。經粉碎過篩混和，加入適量有機粘結劑CMC溶液攪拌均勻，然後成型、乾燥，在1150~1200℃條件下焙燒60~90分鐘即製成陶瓷透水磚。
文檔編號C04B28/14GK102180637SQ20111007150
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月24日 優先權日2011年3月24日
發明者付長翼, 尹霞, 王斌, 胡紫, 郭泰民, 陳猛, 黃孝華 申請人:江西省陶瓷研究所