专利名称：一种利用磷石膏生产陶瓷透水砖的工艺方法
技术领域：
本发明涉及陶瓷地砖技术领域，特别是利用磷石膏(或其它工业废石膏)生产陶瓷透水砖的工艺方法，它主要适用于须迅速渗透雨水的人行道、停车场、机场、广场等公共场所的路面铺设。
背景技术：
随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，人们对城市环境的改善和美化程度的要求越来越高，也推动了室外地面材料的更新和发展。目前，有近80%的城市地面被不透水、不透气的混凝土建筑物和混凝土路面或浙青路面所覆盖，雨水、雪水不能有效渗入地下，致使地下水减少，地面下沉，土壤含水量低，花草树木的生长受抑制等一系列问题，从而破坏了生态环境；同时这种现象还阻断了地上、地下之间的水气、热能交换，使城市局部温度升高，形成“热岛效应”，对人类生存环境构成了威胁。另一方面，磷石膏(简称为PG)是磷肥、磷酸生产时排放出的固体废弃物。据统计，全世界目前年副产磷石膏100亿-280亿吨，2006年我国磷石膏排放量已达4600万吨， 居世界第一。磷石膏的应用是世界性难题。其中约14%排入河流及大海，56%被堆放，只有 30%被用来再生利用。主要用于建材制品、土壤改良剂、水泥缓凝剂、化工原料等方面。我国目前磷石膏的应用主要集中在代替天然石膏用作胶凝材料，但是其中的磷等杂质会极大地影响其胶凝性能，因此，为了实现磷石膏的综合利用，变废为宝，减少环境污染，保护生态环境，寻找一条磷石膏的有效利用途径至关重要。在现有技术中，为了使透水砖具有一定量的通孔，往往包含在泥料中添加造孔剂的工序，这样使得生产过程较为复杂而且造成生产成本增高等问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种有效利用磷石膏的方法，该方法使得陶瓷透水砖的生产工艺更加简化，所生产的陶瓷透水砖产品具有较好的透水性、强度等理化指标。本发明采用下述技术方案一种利用磷石膏生产陶瓷透水砖的工艺方法，以磷石膏、粘土、石英砂和叶腊石为原料，其配方按重量百分比为
磷石膏30 50
粘土1414
长石8 15
石英砂18 27
叶腊石1广20;
将原料球磨混勻后加入适量的有机粘结剂CMC溶液进行搅拌均勻，再经过陈腐、成型、 干燥、烧成工艺步骤后获得产品。上述各主要原料的颗粒级配是磷石膏和粘土的颗粒级配为过100目筛；叶腊石、长石和石英砂的颗粒级配为过10 20目筛的料占55%;过2(Γ30目筛的料占45%。上述有机粘结剂CMC溶液可以是以CMC与水按质量比为1:8的比例溶解而形成， 其加入量可以是本领域技术人员根据不同成型要求所选择的量，优选的加入量为原料总重量的 1. Γ1. 5%ο上述的陈腐、成型、干燥、煅烧工艺均选用常规陶瓷砖生产工艺参数优化的主要工艺参数为陈腐时间为M小时；成型压力为15 20MPa ；干燥温度为8(Tll(TC，干燥时间为广1. 5小时；烧成制度为在115(T120(TC条件下焙烧并保温6(Γ90分钟。采用上述工艺方法获得的产品，按照中华人民共和国建材行业标准(JC/ Τ945-2005)方法进行检测，其主要技术指标如下
1、抗压强度和抗折强度
抗压强度40. 6^45. 3Mpa ；抗折强度12. 8^16. OMPa
2、物理性能
耐磨性磨坑长度彡30mm ；保水性彡1. 4g/cm2 ；
透水系数1. 92 2. OlXlO-Ws ； 抗冻性抗压强度损失率彡18%。本发明利用磷石膏作为主要原料生产透水砖，变废为宝，减少了环境污染，并且利用磷石膏本身和铝硅酸盐反应形成网状结构钙钒石，利用磷石膏在加热过程中分解产生气体，使得砖体具有很好的透水性，省去了外加造孔剂的工序，简化了制砖工艺。所得陶瓷透水砖产品具有降温、降噪、调节气候、消除城市“热岛效应”以及提高空气质量，保持地表水循环的多项功能。
具体实施例方式实施例1
利用磷石膏制备陶瓷透水砖，主要原料分别是磷石膏、粘土、石英砂和叶腊石，外加有机粘结剂CMC，按以下配方烧结而成 配方(按重量百分比计) 磷石膏30
粘土22
长石15
石英砂23
叶腊石10
CMC1.3 (外加)
生产陶瓷透水砖的方法依次按下列步骤进行
①、配料磷石膏、石英砂、粘土和叶腊石按配方的颗粒级配比过筛；有机粘结剂CMC以一定量的水溶解(CMC与水的质量比为1:8)，按配方加入磷石膏、叶腊石、粘土、长石、石英砂，球磨混勻，后加入适量的有机粘结剂CMC溶液搅拌均勻；
②、陈腐将搅拌均勻的原料陈腐M小时；
③、成型用20MPa压力压制成型；
④、干燥干燥温度为90°C，干燥时间为1小时；
⑤、烧成在1150°C条件下焙烧并保温60分钟；⑥、产品的分级包装。产品测试性能数据如下抗压强度42Mpa ；抗折强度15. SMpa ；耐磨性磨坑长度 27mm保水性1. 7g/cm2透水系数1. 92X lOAm/s ；抗冻性抗压强度损失率16%。 实施例2
利用磷石膏制备陶瓷透水砖，主要原料分别磷石膏、粘土、石英砂和叶腊石，外加有机粘结剂CMC，按以下配方烧结而成
配方(按重量百分比计)
磷石膏
粘土
长石
石英砂
叶腊石
CMC
40 20 10 18 12
1.3 (外加)
工艺步骤中，焙烧温度为1180°C，成型压力为15MPa，其余与例1相同。产品测试性能数据如下抗压强度45Mpa ；抗折强度14Mpa ；耐磨性磨坑长度 26mm保水性1. 9g/cm2透水系数1. 96X lOAm/s ；抗冻性抗压强度损失率16%。 实施例3
利用磷石膏制备陶瓷透水砖，主要原料分别磷石膏、粘土、石英砂和叶腊石，外加有机粘结剂CMC，按以下配方烧结而成
配方(按重量百分比计)
磷石膏
粘土
长石
石英砂
叶腊石
CMC
45 15 8 17 15
1.3 (外加)
工艺步骤中，焙烧温度为1200°C，成型压力为18MPa，其余与例1相同。产品测试性能数据如下抗压强度43Mpa ；抗折强度13Mpa ；耐磨性磨坑长度 25mm保水性2. lg/cm2透水系数2. 02X lOAm/s ；抗冻性抗压强度损失率15%。 实施例4
利用磷石膏制备陶瓷透水砖，主要原料分别磷石膏、粘土、石英砂和叶腊石，外加有机粘结剂CMC，按以下配方烧结而成 配方(按重量百分比计) 磷石膏40
粘土20
长石10CN 102180637 A说明 书4/4 页
石英砂18
叶腊石12
CMC1.3 (外加)
工艺步骤中，焙烧温度为1150°C，成型压力为15MPa，其余与例1相同。产品测试性能数据如下抗压强度42Mpa ；抗折强度13. 5Mpa ；耐磨性磨坑长度 26mm保水性1. 9g/cm2透水系数1. 99X lOAm/s ；抗冻性抗压强度损失率16%。 实施例5
利用磷石膏制备陶瓷透水砖，主要原料分别磷石膏、粘土、石英砂和叶腊石，外加有机粘结剂CMC，按以下配方烧结而成 配方(按重量百分比计) 磷石膏48
粘土12
长石8
石英砂17
叶腊石15
CMC1.3 (外加)
工艺步骤中，焙烧温度为1200°C，成型压力为18MPa，其余与例1相同。
产品测试性能数据如下抗压强度45Mpa ；抗折强度14Mpa ；耐磨性磨坑长度 24mm保水性1. 9g/cm2透水系数2. Ol X 10"2cm/s ；抗冻性抗压强度损失率16%。
权利要求
1. 一种利用磷石膏生产陶瓷透水砖的工艺方法，其特征在于以磷石膏、粘土、石英砂和叶腊石为原料，其配方按重量百分比为磷石膏30一50粘土14-24长石8一15石英砂18-27叶腊石11-20；其颗粒级配为磷石膏和粘土的颗粒级配全部为过100目筛；叶腊石、长石和石英砂的颗粒级配为过1(Γ20目筛的料占各自原料质量的55%，过2(Γ30目筛的料占各自原料质量的 45% ；将原料球磨混勻后加入适量的有机粘结剂CMC溶液进行搅拌均勻，再经过陈腐、成型、 干燥、烧成工艺步骤后获得产品。
2.根据权利要求1所述利用磷石膏生产陶瓷透水砖的工艺方法，其特征在于所述有机粘结剂CMC溶液的加入量为原料配方总重量的1. 1 1. 5%。
3.根据权利要求1或2所述利用磷石膏生产陶瓷透水砖的工艺方法，其特征在于主要工艺参数为陈腐时间为M小时；成型压力为15 20MPa ；干燥温度为80 110°C，干燥时间为1 1. 5小时；烧成制度为在1150 1200°C条件下焙烧并保温60 90分钟。
全文摘要
本发明涉及一种利用磷石膏生产陶瓷透水砖的工艺方法，采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、长石8~15、石英砂18~27、叶腊石11~20，叶腊石、长石和石英砂的颗粒级配为过10~20目筛的料占55%；过20~30目筛的料占45%；磷石膏和粘土过100目。经粉碎过筛混和，加入适量有机粘结剂CMC溶液搅拌均匀，然后成型、干燥，在1150~1200℃条件下焙烧60~90分钟即制成陶瓷透水砖。
文档编号C04B28/14GK102180637SQ20111007150
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月24日 优先权日2011年3月24日
发明者付长翼, 尹霞, 王斌, 胡紫, 郭泰民, 陈猛, 黄孝华 申请人:江西省陶瓷研究所