【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑陶瓷，尤其涉及一种基于工业固废的低温快烧陶瓷砖及其制备方法。
技术介绍
1、建筑陶瓷砖是一种广泛应用于建筑装饰的材料，具有强度高、耐磨、耐腐蚀、美观等优点。目前，建筑陶瓷砖的制备方法主要有两种：高温长时间烧结和低温快烧。高温长时间烧结是指将陶瓷坯体在高温(1180-1250℃以上)下数小时进行烧结，该方法可以制得质量较好的陶瓷砖，但是耗时长、耗能大、成本高，且对原料的质量要求较高。
2、建筑陶瓷砖的低温快烧，指的是采用低温陶瓷原料和低温熔剂原料，以及快速升降温的工艺，使陶瓷砖的烧成温度和周期大幅降低，从而节约能源和成本，提高产品质量和性能。不同类型的建筑陶瓷砖的低温快烧温度和时间有所不同，一般来说，低温快烧的温度范围在800℃-1150℃之间，烧成时间范围约在10分钟-4小时之间。例如，利用透辉石原料制备的建筑陶瓷砖，其烧成温度极低，仅为980℃-1020℃左右，较之硅灰石坯体的烧成温度还要降低100℃左右。
3、低温快烧法可以缩短生产周期、节约能源、降低成本，且对原料的质量要求较低，但是制得的陶瓷砖的力学性能、耐久性和美观性等方面则不如高温长时间烧结法。因此，如何在低温快烧的基础上提高陶瓷砖的质量，是目前建筑陶瓷领域亟待解决的技术问题之一。
4、在现有技术中，已经有一些尝试使用工业固体废弃物来制备陶瓷材料的研究。例如，使用钢铁冶炼尾渣、煤矸石等废弃物制备建筑陶瓷砖；或者使用粉煤灰和膨胀珍珠岩等废弃物制备低温烧结陶瓷砖。然而，上述技术仍存在许多问题。例如，陶瓷砖的质量不稳定，
5、(1)工业固体废弃物的选择和处理存在成本高、效率低、质量差等问题，影响陶陶瓷产品的性能和寿命。
6、(2)低温快快烧导致陶陶瓷原料中的杂质、水分、氧化物等不均匀分布，影响陶陶瓷产品的强度和耐久性等。
7、(3)低温快烧导致陶陶瓷原料中的其他元素(如硅、铝、锰等)与钙、镁等主要元素发生反应，影响陶陶瓷产品的组成和性能。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种基于工业固废的低温快烧陶瓷砖及其制备方法，所述陶瓷砖以工业固体废弃物为主要原料，将其与建筑陶瓷砖生产常用的低温陶瓷原料共同作用，制备出具有优良物理和化学性能的低温快烧建筑陶瓷砖。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的第一方面提供了一种基于工业固废的低温快烧陶瓷砖，其原料组分包括低温陶瓷原料和工业固废原料，所述低温陶瓷原料包括海登辉石、透辉石、珍珠岩、锂辉石和白云石，所述工业固废原料包括赤泥、锰渣和非金属尾矿。
3、本专利技术以低温陶瓷原料和工业固废原料为主要制备原料，充分发挥各原料的有效化学组成，并利用各原料的特性及原料间的相互作用，在保证产品质量的前提下，实现了陶瓷产品的低温快烧。
4、具体地，海登辉石的化学结构式为camg(sio3)2，按重量百分比计，其理论组分为：cao25.9％，mgo18.5％，sio255.6％。
5、透辉石的化学结构式为camgsi2o6，按重量百分比计，其理论组分为：sio255.6％，cao25.9％，mgo18.5％。
6、珍珠岩的化学结构式为kalsi3o8，按重量百分比计，其理论组分为：sio264.7％，al2o318.4％，k2o16.9％。
7、锂辉石的化学结构式为lial(sio3)2，按重量百分比计，其理论组分为：sio264.6％，al2o327.4％，li2o8.0％。
8、白云土的化学结构式为al2si2o5(oh)4，按重量百分比计，其理论组分为：sio246.5％，al2o339.5％，烧失14.0％。
9、赤泥是氧化铝生产过程中产生的一种固体废物，其主要成分是氧化铝、氧化铁、氧化钛和硅酸盐等。赤泥中的氧化铝和硅酸盐与低温陶陶瓷原料中的硅灰石和白云土有相似之处，可以作为上述低温陶陶瓷的原料或添加剂。同时，赤泥还含有大量可溶性盐类化合物和游离态重金属离子，这些物质在低温下具有较高的溶解度和稳定性，有利于提高低温陶瓷的耐腐蚀性和抗氧化性。
10、锰渣是锰行业生产过程中产生的一种固体废物，其化学组成主要由氧化锰、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锌、碳和硅等元素组成。锰渣中的氧化钙和氧化镁与低温陶瓷原料中的透辉石和珍珠岩有相似之处，可以作为上述低温陶瓷的原料或添加剂。同时，锰渣可以提供大量可溶性盐类化合物和游离态重金属离子作为溶剂或增强剂，以提高低温陶瓷的耐腐蚀性和抗氧化性，延长其使用寿命。
11、非金属尾矿是非金属矿生产过程中产生的一种固体废弃物，其成分较为复杂，主要包括石英、长石、云母、黏土等。这些无机物质与低温陶瓷原料中的锂辉石有相似之处，可以作为上述低温陶瓷的原料或添加剂。
12、优选的，按重量百分比计，所述赤泥的化学组成包括：fe2o330-35％，al2o315-25％，tio21-5％，cao25-35％，mgo10-20％，sio25-15％。
13、优选的，按重量百分比计，所述锰矿的化学组成包括：mno240-50％，fe2o320-30％，sio210-20％，al2o310-20％，cao5-15％。
14、优选的，按重量百分比计，所述非金属尾矿的化学组成包括：sio240-60％，al2o310-20％，fe2o35-15％，cao10-20％，mgo5-15％。
15、优选的，所述低温陶瓷原料和工业固废原料的质量比为(2-3)：1。
16、优选的，所述低温陶瓷原料，按重量份计包括：
17、
18、优选的，所述低温陶瓷原料，按重量份计包括：
19、赤泥 10-15份；
20、锰渣 5-10份；
21、非金属尾矿 5-10份。
22、本专利技术的第二方面提供了上述基于工业固废的低温快烧陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
23、(1)将低温陶瓷原料和工业固废原料分别进行破碎、筛分、干燥处理后，混合，得粉料；
24、(2)对所述粉料进行表面改性后，筛分或分级，得预制粉；
25、(3)将所述预制粉制成浆料后，喷雾造粒，得坯粉；
26、(4)将所述坯粉压制成型后，入窑烧成，得所述基于工业固废的低温快烧陶瓷砖。
27、优选的，步骤(1)中，所述粉料的粒径小于0.1mm。即将海登辉石、透辉石、珍珠岩、锂辉石和白云土分别用颚式破碎机粗碎，然后用球磨机细碎，最后用振动筛筛分，得到粒度小于0.5mm的粉料a；将赤泥、锰渣、非金属尾矿分别用锤式破碎机粗碎，然后用立式磨机细碎，最后用气流筛筛分，得到粒度小于0.1mm的粉料b；然后将粉料a和粉料b分别本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于工业固废的低温快烧陶瓷砖，其特征在于，其原料组分包括低温陶瓷原料和工业固废原料，所述低温陶瓷原料包括海登辉石、透辉石、珍珠岩、锂辉石和白云石，所述工业固废原料包括赤泥、锰渣和非金属尾矿。
2.根据权利要求1所述的基于工业固废的低温快烧陶瓷砖，其特征在于，按重量百分比计，所述赤泥的化学组成包括：Fe2O330-35％，Al2O315-25％，TiO21-5％，CaO25-35％，MgO10-20％，SiO25-15％；
3.根据权利要求1或2所述的基于工业固废的低温快烧陶瓷砖，其特征在于，所述低温陶瓷原料和工业固废原料的质量比为(2-3)：1。
4.根据权利要求3所述述的基于工业固废的低温快烧陶瓷砖，其特征在于，所述低温陶瓷原料，按重量份计包括：
5.根据权利要求3所述述的基于工业固废的低温快烧陶瓷砖，其特征在于，所述工业固废原料，按重量份计包括：
6.一种如权利要求1至5任意一项所述的基于工业固废的低温快烧陶瓷砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的基于工业固废的低温快烧
8.根据权利要求6所述的基于工业固废的低温快烧陶瓷砖的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述表面改性的步骤为：在浓度为1-5g/L的腐殖酸钠溶液中加入所述粉料，进行搅拌、离心、干燥，得表面改性后的粉料；所述粉料在所述腐殖酸钠溶液的质量浓度为1-1.5g/L；所述预制粉的粒径为0.01-0.5mm。
9.根据权利要求6所述的基于工业固废的低温快烧陶瓷砖的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述浆料中添加有水、增强剂和增塑剂；所述增强剂包括聚丙烯酸纤维素，所述增塑剂包括聚乙二醇；所述增强剂的添加量为所述粉料的0.3-0.6wt％，所述增塑剂的添加量为所述粉料的0.3-0.6wt％。
10.根据权利要求6所述的基于工业固废的低温快烧陶瓷砖的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述烧成的温度为900-1000℃；和/或，所述烧成的周期为35-50min。
...【技术特征摘要】
1.一种基于工业固废的低温快烧陶瓷砖，其特征在于，其原料组分包括低温陶瓷原料和工业固废原料，所述低温陶瓷原料包括海登辉石、透辉石、珍珠岩、锂辉石和白云石，所述工业固废原料包括赤泥、锰渣和非金属尾矿。
2.根据权利要求1所述的基于工业固废的低温快烧陶瓷砖，其特征在于，按重量百分比计，所述赤泥的化学组成包括：fe2o330-35％，al2o315-25％，tio21-5％，cao25-35％，mgo10-20％，sio25-15％；
3.根据权利要求1或2所述的基于工业固废的低温快烧陶瓷砖，其特征在于，所述低温陶瓷原料和工业固废原料的质量比为(2-3)：1。
4.根据权利要求3所述述的基于工业固废的低温快烧陶瓷砖，其特征在于，所述低温陶瓷原料，按重量份计包括：
5.根据权利要求3所述述的基于工业固废的低温快烧陶瓷砖，其特征在于，所述工业固废原料，按重量份计包括：
6.一种如权利要求1至5任意一项所述的基于工业固废的低温快烧陶瓷砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：张缇，柯善军，蒙臻明，周营，马超，朱志超，
申请(专利权)人：佛山欧神诺陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：
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