用工业废物生产陶瓷砖瓦制造技术

本发明专利技术涉及一种形成具有粘土砖瓦外观的陶瓷砖瓦的方法。该方法包括：将原料熔融，从而形成玻璃熔体，处理玻璃熔体，从而形成固体玻璃制品，粉磨固体玻璃制品，从而形成粒径小于２００微米的玻璃颗粒，将玻璃颗粒与第一添加剂混合，从而形成组成为５５－９９重量％玻璃颗粒和４５－１重量％第一添加剂的玻璃粉末混合物，通过干压将玻璃粉末混合物成型为砖瓦坯，其中砖瓦坯具有的主晶相选自于霞石、透辉石、钙长石、硅灰石、黄长石、镁硅钙石、尖晶石、镁黄长石、钙铝黄长石和有铁取代的晶相或其混合物。该方法包括在粉磨步骤之前将固体玻璃制品反玻化或在成型步骤之后将砖瓦坯中的玻璃颗粒反玻化。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种陶瓷砖瓦的生产，其中包括将较高百分含量的回收玻璃加入到该砖瓦中。
技术介绍
在美国占所有固体废物绝大部分的工业废弃物如锅炉粉煤灰、自动撕碎机残余废屑、污水泥浆粉、城市垃圾焚烧炉的炉灰、铝还原的废电解槽和电弧炉的炉灰等都被掩埋，并由此变成一个主要的环境问题。这些固体废弃物可能含有要求用合适的处理方法处理以防止泄露到水源中的重金属污染物。这致使人们将注意力集中到如何减少掩埋量和如何制定防止处理的掩埋物泄露出有毒物质的法规上来。因而，人们作了大量的努力以求找出将这些固体废料用作安全的可回收制品的新用途。生产砖瓦的传统方法包括将粘土和其它矿物混合成粉末物料，再通过干压将粉末物料成型为砖瓦坯，接着干燥、施釉、并烧成从而形成最终砖瓦制品。粘土、矿物和其它的添加剂典型地在球磨机中用水混合。球磨方法提供了一种减少粒径和初步掺混原料的方法。球磨过程形成一种原料在水中的料浆。料浆从球磨机中出来后经喷射干燥除去水分形成向制砖瓦工艺提供原料的颗粒材料。从喷雾干燥器中出来的颗粒材料由原料颗粒的聚集体组成。该聚集体典型地形成易于运输而不易于粘连并均匀地填满压砖瓦模具的可自由流动的粉末。用水压机对该砖瓦加压成型。对加压后的砖瓦干燥除去加压后可能存在的水分。随后，对干燥后的砖瓦坯施釉以提供光滑、耐久和美观的满意成品。接着将该砖瓦坯典型地在隧道窑中烧成。在烧成期间，粘土和其它化合物反应从而融合成固体陶瓷材料。现在，烧成技术已使得常规砖瓦生产的烧成周期减少至少于1小时。常规的粘土坯最短的烧成时间受粘土中存在的有机材料的限制。粘土中较高的含碳组分可导致在最终的砖瓦制品中产生“黑芯”。由于没有完全氧化的碳的还原效果，当砖瓦坯中心含有阴暗颜色时，就会产生黑芯。这种结果在砖瓦的生产中是不希望的。混合后形成砖瓦坯的各原料在使最终的产物具有各种性能方面起不同的作用。助熔剂软化并形成将颗粒溶解和粘结在一起的液体。在砖瓦工业中所用的助熔剂包括长石和玻璃熔块。塑化剂和粘结剂在砖瓦坯烧成前将砖瓦坯粘结在一起。塑化剂和粘结剂包括粒径较小的粘土如球土和有机粘结剂。坯体填料向砖瓦坯提供骨架结构。这些材料在烧成的过程中不会明显变形。坯体填料包括石英、隧石、钙长石、粗粘土(高岭石)和煅烧高岭土“熟料”。一种使用回收的玻璃的方法包括将容器玻璃碎片加入到陶瓷砖瓦坯中。容器玻璃具有钠-钙-硅组成(大约14重量％Na2O、10重量％CaO、和76重量％SiO2)。玻璃碎片被磨成细粉，再与其它原料如粘土、二氧化硅或滑石混合，加压成型为砖瓦坯，施釉、和烧成从而形成最终产物。在烧成期间，玻璃熔化并形成溶解其它物料的粘性液体，从而使砖瓦体达到较高的致密度。由于容器玻璃碎片较低的软化温度(大约700℃)，容器玻璃碎片的使用受到限制，从而使得其在砖瓦坯中仅起助熔剂的作用。因此，该方法不是令人满意的，因为物料中回收的玻璃加入量被限制到少于40重量％。英国专利BP1163873、1167812、1195931和法国专利FP1557957(Bondarev等)公开了一种将各种工业废弃物玻化成玻璃的方法，其中将熔融的玻璃成型为板，接着再对玻璃进行热处理，从而形成玻化制品。美国专利5250474(Siebers)公开了一种用烧结的玻璃生产六角晶系的堇青石的方法，该方法包括将玻璃粉末熔融、对熔融物淬火从而形成碎片，粉磨碎片、将颗粒加压成型为制品，烧成从而形成玻化制品。US3942966(Kroyer等人)涉及一种包括玻化的玻璃颗粒和硅酸盐粘结剂的陶瓷材料的制备方法。该方法包括形成可晶化的玻璃熔块颗粒和硅酸盐粘结剂和任选的废玻璃的混合物。将该混合物加热熔融并使玻璃反玻化，接着冷却该混合物，形成板，对该板进行烧成从而形成建筑构件如砖。通过将优选地具有以下组成的原料熔融从而制备在该混合物中使用的可晶化的玻璃熔块大于60重量％SiO2；大于20重量％CaO+MgO；少于5重量％Al2O3；少于5重量％K2O+Na2O；少于1重量％F2O3；和少于1重量％S。随后，对该熔融物淬火并粉碎至小于2mm。英国专利BP986289涉及一种通过使由冶金废渣制成的玻璃反玻化而形成的材料。该材料可是地板、砖瓦等，它可通过以下步骤来生产制备主要由45-65重量％的SiO、15-45重量％的CaO、5-30重量％的AlO和不大于10重量％的MgO组成的熔融物，对熔融物进行热处理以使其反玻化。可向熔融物中加入成核剂以便在热处理过程中促使组成反玻化。热处理包括将熔融物加热或冷却以导致反玻化。尽管人们发现这些方法可用于将废物转变为可用的最终产物，但它们不能充分地氧化废料中的有机材料和冶金污染物以生产质量稳定的陶瓷材料。另外，这些方法不适合于使用较高百分含量的回收废物作为原料。还有，这些方法中没有一种方法能够生产市场需求较大而又附加值较高的最终产物。结果，为处理工业废弃物而实施这些方法的投资和运作成本的经济合理性将会存在问题。本专利技术就是针对克服这些缺点而进行的。专利技术概述本专利技术涉及一种陶瓷砖瓦的生产方法，该砖瓦具有用粘土生产的砖瓦的外观。该方法包括将原料熔融形成玻璃熔融物，对玻璃熔融物进行处理从而形成固体玻璃产物，粉磨该固体玻璃产物从而形成粒径小于200微米的玻璃颗粒。将玻璃颗粒与第一添加剂混合从而形成组成为55-99重量％玻璃颗粒和45-1重量％第一添加剂的混合物，通过干压将玻璃粉末混合物成型为砖瓦坯，其中砖瓦坯具有选自于霞石、透辉石、钙长石、硅灰石、黄长石、镁硅钙石、尖晶石、镁黄长石、钙铝黄长石和有铁取代的晶相的粗晶或其混合物。该方法包括反玻化步骤，其中在粉磨步骤前使固体玻璃产物反玻化或在成型步骤后使砖瓦坯中的玻璃颗粒反玻化。本专利技术的另一个方面涉及一种以下组成的陶瓷砖瓦35-60重量％SiO2、3-25重量％Al2O3、0-25重量％CaO、0-20重量％MgO、0.5-15重量％Fe2O3、0-15重量％Na2O、0-5重量％K2O、15-30重量％CaO+MgO，0-15重量％Na2O+K2O、和0-5重量％其它氧化物。本专利技术方法提供了一种将废物或回收的玻璃作为与其它原料相混合用于生产高质量、低成本、高附加值的最终产物的原料的新用途，还有，在回收的玻璃中非常低的碳含量使得砖瓦坯的烧结率较高，而不会发生在用常规原料制得的陶瓷体中经常遇到的“黑芯”，另外，本专利技术方法允许使用较高百分含量的回收玻璃作为原料。附图简述附图说明图1是本专利技术方法工艺流程图。图2是用于实施本专利技术方法的设备的透视图。图3是图2中的设备的侧剖面图。图4是图3中的设备沿线4-4的顶剖面图。图5是用于在本专利技术方法中使玻璃反玻化的温度分布图。专利技术详述本专利技术涉及一种陶瓷砖瓦的生产方法，该砖瓦具有用粘土生产的砖瓦的外观。该方法包括将原料熔融形成玻璃熔融物，对玻璃熔融物进行处理从而形成固体玻璃产物，粉磨该固体玻璃产物从而形成粒径小于200微米的玻璃颗粒。将玻璃颗粒与第一添加剂混合从而形成组成为55-99重量％玻璃颗粒和45-1重量％第一添加剂的混合物，通过干压将玻璃粉末混合物成型为砖瓦坯，其中砖瓦坯具有选自于霞石、透辉石、钙长石、硅灰石、黄长石、镁硅钙石、尖晶石、镁黄长石、钙铝黄长石和有铁取代的晶相的粗晶或其混合物。该方法包括反玻化步骤，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成具有粘土砖瓦外观的陶瓷砖瓦的方法，该方法包括：将原料熔融，从而形成玻璃熔体；处理玻璃熔体，从而形成固体玻璃制品；粉磨固体玻璃制品，从而形成粒径小于２００微米的玻璃颗粒；将玻璃颗粒与第一添加剂混合，从而形成组成为５５－ ９９重量％玻璃颗粒和４５－１重量％第一添加剂的玻璃粉末混合物；通过干压将玻璃粉末混合物成型为砖瓦坯，其中砖瓦坯具有的主晶相选自于霞石、透辉石、钙长石、硅灰石、黄长石、镁硅钙石、尖晶石、镁黄长石、钙铝黄长石和有铁取代的晶相及其混合物； 在粉磨步骤之前将固体玻璃制品反玻化或在所说的成型步骤之后将砖瓦坯中的玻璃颗粒反玻化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：JC辛普森，M萨纳维亚，JG赫纳特，
申请(专利权)人：沃特克有限公司，威尔科工业有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]