一种利用高铝粉煤灰制备陶质砖的方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用高铝粉煤灰制备陶质砖的方法，所述方法包括如下步骤：配料、球磨、出浆与干燥、造粒、陈腐、成型、干燥、烧结，通过选择合适的配料用量比、除铁工艺及各步骤的处理工艺参数，制得了符合国家标准的陶质砖，可广泛应用于建筑、装修装饰领域，通过粉煤灰的使用而节省了大量的天然粘土、长石和石英原料，实现了高铝粉煤灰的综合利用，提高了其附加值，具有良好的社会、经济和环境效益，具有巨大的工业化应用前景和经济价值。
【专利说明】一种利用高铝粉煤灰制备陶质砖的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤炭燃烧残留物的废物利用方法，更具体而言，本发明涉及一种利用高铝粉煤灰制备陶质砖的方法，属于固体废弃物的再加工利用和陶瓷生产领域。
【背景技术】
[0002]粉煤灰是燃煤电厂生产过程中产生的一种固体废弃物，其产量约占燃煤总量的5-20%,因此其产生量巨大。[0003]目前，世界上粉煤灰年排放量约5亿吨，而我国由于长期以来煤炭一直都是能源来源的最主要构成部分，因此每年都产生数量巨大的粉煤灰，目前我国粉煤灰堆放量在15亿吨以上，储灰场占用土地4万多公顷。
[0004]长期以来，粉煤灰的综合利用都是环境保护领域的一个重要课题，到现在为止，粉煤灰已经被广泛应用于建材、建工、筑路等领域，但高附加值的利用尚未大规模推广。
[0005]由于不同的产煤区域中，构成煤炭的无机矿物和含量高低均有所不同，从而导致了燃烧所产生的粉煤灰在组分构成上也有所不同。其中，我国山西省北部、陕西省及内蒙古自治区等地的粉煤灰中的CaO含量偏低，属于低钙灰，依质量百分含量计，主要由SiO2 (40-60%)、Al2O3 (30-50%)、Fe2O3 (2-10%)、CaO (1-10%)和未燃的炭(1-2.6%)组成，此外还有少量的MgO、Na2O、K20、S03以及砷、铜、锌等微量元素，其中Si02、Al203、Fe203和CaO这四者之和占90%以上，属于高铝粉煤灰，这些地区的高铝粉煤灰年产生量超过5000万吨。但与巨大产量相对应的尴尬事实是这些地区的高铝粉煤灰的综合利用率小于30%，且主要是在附加值很低的蒸压砖和砌块等方面，进而导致资源再利用水平不高、经济效益较差。
[0006]正是由于高附加值处理手段的匮乏和再利用程度的低下，导致高铝粉煤灰主要以堆存为主，这不仅严重污染了环境，也耗费了大量的土地资源，已经成为这些地区不得不面临并亟需解决的主要问题和难题之一。
[0007]对此，众多的科研工作者和生产厂家进行了积极的研究，并开发出了多种使用粉煤灰来制备各种烧结砖或陶瓷制品的方法。
[0008]CN1260336A公开了一种高掺量粉煤灰烧结砖的生产工艺，所述工艺是将粉煤灰和粘土经过陈化、成型、干燥后焙烧，从而得到烧结砖。
[0009]CN1065650A公开了一种黄土红土质粉煤灰墙地砖的配方，所述配方由粉煤灰、黄土或红土或两者混合物、矿化剂三者以重量比15-80:20-85:0-10组成。
[0010]CN1070177A公开了一种用粉煤灰制造陶瓷饰面砖的方法，所述方法主要包括备料、成型和烧结三大步骤，在备料和成型步骤中使用粉煤灰、黄泥粘土和焦宝石为原料，其粉煤灰的含量为30-67%。
[0011]CN1410386A公开了一种高掺量粉煤灰瓷质砖及其制备方法，所述瓷质砖由质量百分比为60-70%的粉煤灰、25-40%的超细高岭土和01-0%的长石组成，所述制备方法包括原料预处理、原料配方、配料及制浆、烘干浆料、研磨、掺水造粒、陈腐、压坯、烘坯、烧结、冷却。
[0012]CN102701716A公开了一种粉煤灰质陶瓷砖及其制备方法，所述粉煤灰质陶瓷砖由如下质量分数的原料制备而成:4%透辉石、27%莱阳土、23%蒙阴长石、24%莱芜长石、7%生焦、8%高密瓷石和7%水煤浆炉灰。
[0013]CNlOl 164962A公开了一种陶瓷墙地砖，所述陶瓷墙地砖由如下百分含量的原料制成:30-40%煤矸石、2-8%粉煤灰、1-3%废玻璃丝、50-58%绿豆岩、2-6%白泥。
[0014]如上所述，虽然已经存在使用粉煤灰来制备陶瓷制品的现有技术，但目前仍未有使用粉煤灰来制备陶质砖的现有报道和技术。同时，由于我国生产各种陶质砖等的粘土等天然矿产资源日趋紧张，同时对于粘土的开采、挖掘、运输等都造成了一定的环境压力和破坏。
[0015]因此，找到一种可以替代天然粘土的原料对于目前日趋紧张的原料供应具有重要的现实意义和重大的经济价值，尤其是如何以粉煤灰为原料来制备高品质陶瓷，对于消化粉煤灰、实现废物利用、保护环境、提高附加值等方面具有重要意义，不但符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中将综合治污与废弃物循环利用作为优先主题的需要，同时也符合国家“十二五”中“大力发展废弃物资源化利用将成为从根本上解决废弃物产生量巨大、环境污染严重的重要途径”的客观要求，更是加快构建资源节约型、环境友好型社会的迫切需要，而所有的这些，都也正是本发明得以完成的动力所在和基础所倚。
【发明内容】
[0016]针对如上所述的我国粉煤灰的严峻现实和现有技术中的存在的诸多缺陷，本发明人经过大量的深入研究，在付出了充分的创造性劳动后，开发了一种利用高铝粉煤灰制备陶质砖的方法，从而完成了本发明。
[0017]具体而言，本发明提供了一种利用高铝粉煤灰制备陶质砖的方法，所述方法包括如下步骤: [0018]A、配料；B、球磨；C、出浆与干燥；D、造粒；E、陈腐；F、成型；G、干燥；H、烧结。
[0019]进一步具体而言，本发明提供了一种利用高铝粉煤灰制备陶质砖的方法，所述方法包括如下步骤:
[0020]A、配料
[0021]称取原料高铝粉煤灰、粘土、长石和石英，混合均匀，得到配料:
[0022]B、球磨
[0023]将配料装入球磨机中，并加入水和电解质进行球磨；
[0024]C、出浆与干燥
[0025]将球磨结束的浆液进行出浆，料浆除铁、干燥；
[0026]D、造粒
[0027]将步骤C干燥后的物料进行研磨，混合造粒，过筛；
[0028]
[0029]封装陈腐；
[0030]F、成型
[0031]采用干压成型；
[0032]G、干燥
[0033]将成型制品进行干燥；[0034]H、烧结
[0035]将干燥后的成型制品进行烧结，得到最终产品陶质砖。
[0036]更具体而言，本发明提供了一种利用高铝粉煤灰制备陶质砖的方法，所述方法包括如下步骤:
[0037]A、配料
[0038]称取如下质量百分含量的原料，混合均匀，得到配料:
[0039]
【权利要求】
1.一种利用高铝粉煤灰制备陶质砖的方法，所述方法包括如下步骤: A、配料；B、球磨；C、出浆与干燥；D、造粒；E、陈腐；F、成型；G、干燥；H、烧结。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于:包括如下步骤: A、配料 称取原料高铝粉煤灰、粘土、长石和石英，混合均匀，得到配料: B、球磨 将配料装入球磨机中，并加入水和电解质进行球磨； C、出衆与干燥 将球磨结束的浆液进行出浆，料浆除铁、干燥； D、造粒 将步骤C烘干后的物料进行混合造粒，过筛； E、陈腐 封装陈腐； F、成型 采用干压成型； G、干燥 将成型制品进行干燥； H、烧结 将干燥后的成型制品进行烧结，得到最终产品陶质砖。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于:包括如下步骤: A、配料 称取如下质量百分含量的原料，混合均匀，得到配料:
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于:步骤A中高铝粉煤灰中的氧化铝质量百分含量为30-50%。
5.如权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于:步骤A中配料中粘土的质量百分含量为10-15%。
6.如权利要求2-5任一项所述的方法，其特征在于:步骤B中的电解质为无水碳酸钠。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于:无水碳酸的加入量为配料质量的0.1-0.3%。
8.如权利要求2-7任一项所述的方法，其特征在于:步骤C中的料浆除铁的具体方法为用电磁粉料除铁机，磁场强度10000-30000高斯。
9.如权利要求2-8任一项所述的方法，其特征在于:步骤C中在80-140°C下干燥，直至其中的水份质量含量为4-6%。
10.如权利要求2-9任一项所述的方法，其特征在于:步骤A中的高铝粉煤灰的化学组成如下:
【文档编号】C04B33/22GK103833331SQ201410045529
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年2月8日 优先权日:2014年2月8日
【发明者】张作泰, 胡勇, 陈玉清 申请人:北京大学