利用抛光废料制备抛光砖工艺技术研究.doc

利用抛光废料制备抛光砖的工艺技术研究 　　摘 要：本文详细研究了颗粒细度及保温时间对含10 wt%抛光废料的不发泡、致密的瓷质抛光砖性能的影响。结果表明：抛光废料添加量为10 wt%的抛光砖在球磨时间14 h，成型压力260 MPa，烧成时间1080℃，保温10 min的工艺技术条件下性能最佳。本文创新性地研究了抑制抛光废料在烧成中发泡的途径、影响因素和制备性能优良的抛光废料基底抛光砖的产业化技术 关键词：抛光废料；抑制发泡；颗粒细度；保温时间 1 引言 在抛光砖生产中，抛光工序通常将从砖坯表面去除0.5～0.7 mm表面层，有时甚至高达1～2 mm，据统计，生产1平方米抛光砖将形成1.8～2.2 kg左右的砖屑，若以年产1000万 m2抛光砖的抛光生产线为例，每年约产生20000t左右的抛光砖废渣。如此大量的抛光废渣用于生产多孔、轻质材料需消耗大量的人力、物力运输集中生产，且用量有限。此外，抛光砖废料中含有大量的SiC、MgCl2、MgO等（主要来自于抛光工序），这些废料在烧成中会造成陶瓷的发泡、变形，使得抛光砖废料的处理成为陶瓷厂最为头痛的一大问题，因此陶瓷抛光废料的资源化利用是我国建筑陶瓷工业可持续发展的关键和难点 如果将陶瓷抛光废渣循环利用于抛光砖的生产，使抛光废渣能够自行消化，既节约了原料资源，降低了生产成本，又节约了人力以及集中处理废料的运输费用，相信这正是所有抛光砖生产厂家所希望的。这种“自产自销”的循环利用方法科学、有效，是陶瓷抛光废料能够得以有效利用的关键所在 本文以抛光废料为原料制备不发泡、不变形的抛光砖，大大降低了抛光砖的原料制备成本，变废为宝，实现了抛光废料的高效率资源化循环利用，为陶瓷工业的可持续发展作贡献，也为陶瓷抛光废料的资源化利用开辟一条新的道路 本文将从颗粒细度及烧成制度两个方面对抛光废料基底瓷质抛光砖的发泡、变形影响规律进行分析研究，探索抑制发泡、变形的途径，最终制备出不发泡、不变形的抛光废料基底瓷质抛光砖 2 实验过程 2.1 基础配方的确定 每生产1 m2抛光砖需用抛光磨头抛掉0.8～1.2 mm厚的陶瓷表面层，即产生5%～8%的抛光废料。本课题以工厂现有底料配方为初始配方，在固定砖坯底料中添加10%的抛光废料作为S基础配方。表1为S基础配方组成，表3为S基础配方的化学成分组成 本文将以配方S为基础配方进行研究，其性能测试的结果见表2。从S基础配方的测试结果中可以看出，坯体内部还有气孔存在，导致体积密度较低，仍有发泡问题存在 2.2 实验过程 以配方S为基础配方，基础配方中已添加适当的无机添加剂抑制抛光砖的发泡 以S基础配方为基础料，将通过不同目数标准筛（见表4）的坯体A-1、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7，在压机上以20 MPa压制成型，在烘箱中干燥至恒重，经1200℃保温20 min烧成，测试比较砖坯的体积密度和抗折强度 有研究表明，抛光废料的发泡温度在1080℃左右，故可以考虑在抛光废料的发泡阶段采取保温，促使产生的大量的CO或CO2气体从坯体排除以抑制抛光废料在坯体中的发泡。以S基础料为研究对象，烧成过程中使其在1080℃分别保温a-0 min，b-5 min，c-10 min，d-15 min，e-20 min，f-25 min，观察其显微结构的变化 本项研究是在前面两项的理论基础上进行的，根据工厂的实际情况进行配方的设计，不断进行“配方设计―性能测试―配方调整”，同时对生产工艺进行了相应的改变，最终确立了符合抛光废料基底抛光砖产品的生产工艺技术 3 结果与讨论 3.1 颗粒细度对抑制发泡的影响 以S基础配方为基础料，不同颗粒细度制备的实验测试结果见图1。结果显示，试样的体积密度和抗折强度随粒度减小而增加，但到一定细度（过120目筛）后，反而减小。一方面，颗粒越细，压制成型后试样颗粒间空隙减小，颗粒间结合更加紧密。且粉体的表面能越大，在相同的压力和烧结条件下，烧结更加完善，液相量增加，越利于烧结。另一方面，随着颗粒粒度的降低，析出晶体尺寸变小，析晶组织更加致密。因此，试样的体积密度和抗折强度均随颗粒粒度的减小而增大。但颗粒粒度过小时，气体在压制时难以排除，反而使堆积密度减小，因而体积密度反而减小 3.2 保温时间对抑制发泡的影响 以S基础料为研究对象，烧成过程中使其在1080℃分别保温a-0 min，b-5min，c-10 min，d-15 min，e-20 min，f-25 min，其显微结构的变化如下图2所示 由图2可知，采取在1080℃保温的措施，可以使产生的大量的CO或CO2气体从坯体中排出，图2显示了随着保温时间增加，试样显微结构的变化。如图所示，在10