一种以河湖底泥为主要原料的炻瓷砖及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境工程及建筑材料技术领域，具体涉及一种以河湖底泥为主要原料 的炻瓷砖及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 河湖底泥是河湖环保疏浚工程清挖的主要固体废弃物。目前，我国有约90%的城 市河流受到严重污染，疏浚出来的河湖底泥含水率高、强度低，还含有大量微生物、病原体 和超标重金属，其也具有严重的危害性。目前，传统的处理方式主要为填埋堆放，不仅占地 大、成本高，而且会引发二次污染。城市湖泊污染底泥的后处理难题，一直是困扰城市河湖 污染治理的一项技术难题。《国务院办公厅关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑 的通知》提出开展"城市限粘、县城禁实"。河湖底泥一般属硅酸盐类粘土矿物，其化学成分 组成与粘土近似，因此可以采用底泥代替黏土制备墙砖产品。底泥的建材资源化利用不仅 可以有效解决底泥的处置问题，变废为宝，化害为利，更是符合新型墙体材料的发展方向。
[0003] 炻瓷砖是一类建筑用墙体或者地面装饰材料，其作为陶瓷产品的一种，具有强度 大、坚硬耐磨、质地均匀、平整美观、不缺色、不变形等优点。炻瓷砖对各种气候环境的适应 性好，具有良好的抗冻融性、耐热耐寒性、抗热震性和抗龟裂性。炻瓷砖的机械强度较高，能 够抗冲击，物化性质稳定，能够耐污染和抗化学腐蚀，基本无重金属的溶出。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种以河湖底泥为主要原料的炻瓷砖 及其制备方法。
[0005] 为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：
[0006] 一种以河湖底泥为主要原料的炻瓷砖，由河湖底泥干基、钠长石、钾长石组成， 各组分的质量百分比为：河湖底泥干基60%~80%，钠长石10 %~20 %，钾长石10%~ 20%〇
[0007] 上述方案中，所述各组分的质量百分比为：河湖底泥干基70%~75%，钠长石 10%~15%，钾长石10%~15%。
[0008] 上述方案中，所述河湖底泥干基的烧失量为3wt%~10wt%。更为优选地，所述河 湖底泥干基的烧失量为3wt %~6wt %。
[0009] 上述方案中，所述河湖底泥干基的化学组成按质量百分比计为：SiO2 70. 8wt%~ 80wt %，Al2O3 7. 5wt % ~12wt %，Fe2O3 2. 3wt % ~5wt %，MgO 0· 5wt % ~2wt %，CaO 1.5wt%~5wt%，Na20 0.8wt%~3wt%，K20 1.2wt%~3.5wt%，Mn0 0.02wt%-0.1wt%， TiO2 0.1 wt % ~0. 9wt %，P2O5 0.1 wt % -Iwt %。
[0010] 上述方案中，所述河湖底泥干基的化学组成按质量百分比计为：SiO2 70. 8wt%~ 75wt %，Al2O3 7. 5wt % ~IOwt %，Fe2O3 2. 3wt % ~3. 5wt %，MgO 0· 5wt % ~Iwt %， CaO I. 5wt % ~4wt %，Na2O 0. 8wt % ~I. 8wt %，K2O I. 2wt % ~2. 3wt %，MnO 0. 02wt % -〇. 08wt %，TiO2 0.1 wt % ~0. 7wt %，P2O5 0.1 wt % ~0. 4wt %。
[0011] -种以河湖底泥为主要原料的炻瓷砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0012] (1)河湖底泥预处理：将河湖底泥置于干燥窑内烘干后过30目~50目筛，筛下物 即为河湖底泥干基；
[0013] (2)湿法球磨及干燥：按原料各组分配比，将河湖底泥干基、钠长石和钾长石倒入 球磨罐中，加水进行湿法球磨后制得浆料，随后将浆料置于干燥窑内烘干后得到料饼；
[0014] (3)造粒：将料饼粉碎后倒入搅拌器，同时向搅拌器内加入羧甲基纤维素钠溶液， 搅拌均匀后进行喷雾造粒并过6~16目筛，得到粉料；
[0015] (4)炻瓷砖生坯的制备：粉料经陈化后被压制成炻瓷砖生坯；将炻瓷砖生坯置于 干燥窑内烘干；
[0016] (5)高温烧结：将烘干后的炻瓷砖生坯置于隧道窑内，对炻瓷砖生坯进行高温烧 结，随后自然冷却后得到炻瓷砖。
[0017] 上述方案中，所述干燥窑内烘干的烘干温度为200~350°C，更为优选的，所述烘 干温度为200~300 °C。
[0018] 上述方案中，所述步骤（1)中河湖底泥烘干后过35目~45目筛，筛下物为河湖底 泥干基，所述步骤（3)中喷雾造粒并过8~14目筛，得到粉料。
[0019] 上述方案中，每100g料饼粉加入5ml-10ml质量浓度为Iwt%的羧甲基纤维素钠溶 液。
[0020] 上述方案中，所述陈化的工艺为：将粉料置于料仓中，于阴凉处放置24h以上。更 为优选地，所述陈化的工艺为：将粉料置于料仓中，于阴凉处放置24h~48h。
[0021] 上述方案中，所述高温烧结的工艺为：首先按照特定的升温程序升温（见附图2): 0 ~50min 从室温升温到 300°C，50 ~80min 从 300°C 升温到 600°C，80 ~105min 从 600°C 升温到850°C，在850°C保温20min，再在30min内从850°C升温到烧结温度，所述烧结温度 为1000°C~1200°C;然后维持在烧结温度下进行10~20min的高温烧结。更为优选地，所 述烧结温度为ll〇〇°C~1190°C，烧结时间为10~15min。
[0022] 本发明有益效果：本发明提供了一种以河湖底泥为主要原料制备炻瓷砖的方案， 将河湖疏浚底泥这一固体废物建材资源化利用，为河湖底泥的处理处置提供了一条可行的 途径，避免了传统的填埋方式，节约了土地资源，有效降低河湖底泥的环境污染，具有良好 的经济效益、社会效益和环境效益；同时采用河湖底泥制备炻瓷砖节约了生产成本，促进了 建材工业的发展。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明制备方法的工艺流程图。
[0024] 图2为高温烧结升温程序曲线。
【具体实施方式】
[0025] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0026] 以下实施例中，炻瓷砖的性能测试方法如下：
[0027] 1.炻瓷砖断裂模数的测定：按照GB/T 3810. 4-2006《陶瓷砖试验方法第4部分： 断裂模数和破坏强度的测定》对炻瓷砖进行断裂模数的测定。
[0028] 2.炻瓷砖吸水率的测定：按照GB/T 3810. 3-2006《陶瓷砖试验方法第3部分：吸 水率、显气孔率、表观相对密度和容重的测定》对炻瓷砖进行吸水率的测定。
[0029] 以下实施例中各原料的化学组成和性质见下表1。以下实施例中原料配比见表2。
[0030] 表1各原料的化学组成
[0031]
【主权项】
1. 一种以河湖底泥为主要原料的炻瓷砖，其特征在于，是由河湖底泥干基、钠长石和 钾长石组成，各组分的质量百分比为：河湖底泥干基60%~80%，钠长石10%~20%，钾长石 10%~20%〇
2. 根据权利要求1所述的炻瓷砖，其特征在于，所述各组分的质量百分比为：河湖底泥 干基70%~75%，钠长石10%~15%，钾长石10%~15%。
3. 根据权利要求1所述的炻瓷砖，其特征在于，所述河湖底泥干基的烧失量为 3wt%~10wt%〇
4. 权利要求1~3任一所述的以河湖底泥为主要原料的炻瓷砖的制备方法，其特征在 于，包括如下步骤： (1) 河湖底泥预处理：将河湖底泥置于干燥窑内烘干后过30目~50目筛，筛下物即为 河湖底泥干基； (2) 湿法球磨及干燥：按原料各组分配比，将河湖底泥干基、钠长石和钾长石倒入球磨 罐中，加水进行湿法球磨后制得浆料，随后将浆料置于干燥窑内烘干后得到料饼； (3) 造粒：将料饼粉碎后倒入搅拌器，同时向搅拌器内加入羧甲基纤维素钠溶液，搅拌 均匀后进行喷雾造粒并过6~16目筛，得到粉料； (4) 炻瓷砖生坯的制备：粉料经陈化后被压制成炻瓷砖生坯；将炻瓷砖生坯置于干燥 窑内烘干； (5) 高温烧结：对烘干后的炻瓷砖生坯进行高温烧结，随后自然冷却后得到炻瓷砖。
5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述干燥窑内烘干的烘干温度为 200~350 °C 〇
6. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，每100g料饼粉碎后加入5ml~10ml质 量浓度为lwt%的羧甲基纤维素钠溶液。
7. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述陈化的工艺为：将粉料于阴凉处 放置24h以上。
8. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述陈化的工艺为：将粉料于阴凉处 放置 24h~48h。
9. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述高温烧结的工艺为：首先按照 特定的升温程序升温：〇~50min从室温升温到300°C，50~80min从300°C升温到600°C， 80~105min从600°C升温到850°C，在850°C保温20min，再在30min内从850°C升温到烧结 温度，所述烧结温度为l〇〇〇°C ~1200°C;然后维持在烧结温度下进行10~20min的高温烧结。
10. 根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述烧结温度为1100°C ~1190°C， 烧结时间为l〇~15min。
【专利摘要】本发明属于环境工程及建筑材料技术领域，具体涉及一种以河湖底泥为主要原料的炻瓷砖及其制备方法。所述炻瓷砖各组分的质量百分比为：河湖底泥干基60％～80％，钠长石10％～20％，钾长石10％～20％。所述制备方法包括：河湖底泥预处理；湿法球磨及干燥；造粒；炻瓷砖生坯的制备；高温烧结。本发明提供了一种以河湖底泥为主要原料制备炻瓷砖的方案，将河湖疏浚底泥这一固体废物建材资源化利用，为河湖底泥的处理处置提供了一条可行的途径，避免传统的填埋方式，节约土地资源，有效降低河湖底泥的环境污染，具有良好的经济效益、社会效益和环境效益；同时采用河湖底泥制备炻瓷砖节约了生产成本，促进了建材工业的发展。
【IPC分类】C04B33-132
【公开号】CN104860649
【申请号】CN201510288573
【发明人】马彩凤, 薛强, 陈玉荣, 陈益人
【申请人】三川德青科技有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月29日