一种利用铝箔阳极泥制备大理石的方法与流程

本发明涉及固废再利用，尤其是一种利用铝箔阳极泥制备大理石的方法。

背景技术：

1、

2、天然大理石由于装饰性好、耐久性高等特点在建筑装修市场中处于主导地位，但是也有不足和致命缺点，其在地球上的储量少和其刚度高、强度低，容易碎裂，不便运输生产工艺繁琐、产量低等。而人造大理石制造简单，原料来源广，可以弥补天然大理石储量少的缺点，人造大理石体积较天然大理石小很多，方便运输和加工且具有耐酸性、表面花纹可设计。能克服天然大理石材色不均匀和裂痕多的缺点。

3、人造大理石的优点：人造大理石体积和厚度可以根据人为设计方便运输与施工，建筑工程量得到了降低，且人造大理石具有耐酸性。表面的花纹可根据需要的图案所设计较比天然大理石的天然花纹根据兼容性。原料来源广泛，主要是一些工业废料，经过物理化学法去除工业废料中的杂质后，添加所需填料，以及其他辅助试剂来改变其性能并达到要求。

4、人造大理石的分类：

5、对人造大理石性能的好坏起关键性作用的是黏合剂，主要原料是粘合剂和填充料。根据黏合剂的不同可将人造大理石分为以下几类：无机人造大理石、有机高分子人造大理石、复合型人造大理石。

6、无机人造大理石主要分为四类：高铝水泥型人造大理石、石膏型人造大理石、镁质凝胶型人造大理石、烧结型人造大理石。无极人造大理石耐用、不燃且价格低，但光泽度和表面透明度低。虽然无机人造大理石在国内外发展迅速，但其也存在一些问题，比如人造大理石容易随着时间而退化、阻燃性能差、制造过程中对环境造成污染。酸或碱污染无机人造大理石时容易与其反应而破坏大理石，造成一定的经济损失。

7、高铝水泥型人造大理石的主要合成原料为高铝水泥、石英砂、沙子、等其他辅助材料。大概过程为处理模具、配制面料、浇注面料、配置底料、浇注底料、塑化与养护、脱模晾干。特点有：光泽度高、造价低、耐老化性好等。具体方法为辅助试剂按比例溶于水制成面料液,再将高铝水泥和石英砂混合搅拌均匀再加入面料液搅拌成浆体,放入模具使其平整再撒入水泥制得面料后再加黄砂成底料压实振荡平整。养护2～3天后脱模再干燥养护上蜡得到制品。

8、烧结型人造大理石的制作工艺与陶瓷工艺相类似，填料为斜长石、石英、辉石等，用泥浆法制成坯料，半干压法成型，焙烧温度为1000℃。其热学性能以及化学稳定性比天然大理石好，但其花纹难控制，制备过程能耗大，且产品材质脆。

9、硅酸盐型人造大理石出现较早，用不同粒度的大理石、花岗岩、石英砂为填料，以水泥或磨细的石灰粉作为粘合剂，将粘合剂和填充料混合均匀预振后推入真空再次振捣，得到大块料经切片、磨光、抛光、打磨、打蜡得到成品。

10、石膏型人造大理石的原料为建筑石膏、水、消石灰和颜料等，由于石膏遇水会固化，制备阶段要做防水处理。处理方法为将成型后的板材浸入无机物中，使其形成致密防水层。成型加工工艺最为关键，恰好保留所需水分的同时，还要将石膏成型所用胶凝材料中的过剩水分排除。石膏型人造大理石抗水性能和抗压强度比较好。石膏型人造大理石成本低，耐候性好，属不燃材料。原料要求使用坚固完整没有裂痕的石膏矿石要求其抗压强度达到20 mpa以上 ，在蒸压釜中蒸压处理石膏矿石原料，以保证产品具有好的强度。

11、有机高分子人造大理石分为聚酯型和丙烯酸型两种。前者在国内外应用广泛，选用不饱和聚酯做粘合剂，加入无机填料，和一些其他辅助试剂，经固化成型得到的一种人造大理石，主要无机填料有碳酸钙粉末、氢氧化铝粉末、碎玻璃等，与天然大理石的花纹类似，有足够的强度和硬度，耐水、耐冲击性能好且成本低，因此应用广泛。制备过程为：将=粘合剂、填充料、等一些其他辅助试剂混合，搅拌均匀，经浇筑成型后固化脱模得到的一种人造大理石。固化和后固化工艺对此类大理石的质量存在一定的影响，固化时间主要取决于所添加的固化剂等辅助试剂。

12、丙烯酸型人造大理石选用的粘合剂是丙烯酸，粘合剂、填料、辅助加入各种试剂制得，具有多种填料可选择，还可加入氢氧化钙、氢氧化铝、氢氧化钡、钢渣等填料。丙烯酸树脂是一种高性能树脂，也可作为制备大理石的粘合剂。丙烯酸人造大理石耐热性很好而且是一种难燃材料，成本较聚酯型人造大理石低。此类人造大理石通过浇筑成型法制备。将原料按比例混合并搅拌均匀，后适量的固化剂，再将原料倒入模具中，振动均匀并压实后放入60℃烘箱中固化1h就能得到成品。

13、目前，我国从国外引进的大理石机构已超过十家，目前存在的问题有，一旦时间久了可能会出现周期性的变色、翘曲。第二个问题是，盲目引进国外的技术和原材料导致国内自主研发技术发展缓慢及原材料紧缺等问题，我国人造大理石设备主要从德国、美国、日本等国引进，机制生产成本高出手制一倍。

14、复合型人造大理石性能优良，同时具有无机人造大理石和有机人造大理石的优点，且成本比聚酯型人造大理石低。由于有机层与无机层粘合不紧密、密度大、强度低，而且有机层与无机层之间热膨胀系数相差大，长时间使用传统的复合型人造大理石会发生翘曲和分层。石膏型用于住宅浴室内部的人造大理石，由于长期被水和洗涤剂覆盖，再加上冷热水交替使用的温度冲击，表面常会出现明显的起泡、白化、变色和失去光泽等缺陷，其产生原因如下：

15、(1)起泡:胶衣层和浇注层剥离导致填充材料与树脂基体剥驾；

16、(2)白化:填充材料溶出使树脂基体溶胀；

17、(3)变色:树脂基体和颜料由于时间问题，发生化学变化而变质;

18、(4)光泽度变暗:表层树脂水解导致光泽度下降。

19、对于高透明人造大理石制品，表面变色、失去光泽等对其性能的影响是致命的，基体树脂和填充材料的选择对人造大理石的透明性能有很大的影响。

20、阳极泥是指在电解精炼水溶液时，固定在残余阳极表面，或沉积在电解池底部的不溶性污泥，属于一种固废物，通常为灰色，粒径在75μm～150μm之间。存在的主要物质有金属、硫化物、硒碲化合物、氧化物、元素硫和碱式盐、丰富的贵金属、稀有金属和其他贵重金属。

21、电解或电解精炼过程之中，贱金属、少量贵金属、少量其他金属或元素都溶解在阳极泥中，存在阳极泥中的形式为元素、合金或者化合物，当阳极极化时，这些物质会变成阳极泥，原因如下:（1）其平衡电位为正极电位，这些金属不能在电解质中电离。（2）尽管电离可以被引入电解液中，但它会立即与电解液和电解液提取物反应，形成不溶性盐析出。（3）部分氧化产生不溶性物质或元素。产生的阳极泥为粉末。要么固定在阳极表面，或沉积在电解池底部，或在电解液中悬浮。

22、阳极泥的危害：阳极泥的成分复杂，可能含有放射性元素和有毒重金属等。因此，对辐射中的致癌性以及某些有毒重金属要小心，例如皮肤接触汞可能会进入血液扰乱血液循环。

23、综上所述如何利用阳极泥进行固废利用是一件值得研究的事情。

技术实现思路

1、本发明的目的就是针对上述情况，提供一种利用铝箔阳极泥制备大理石的方法，该方法充分利用铝箔阳极泥的固废特性制造人造大理石，将固废利用价值最大化，创造更大的经济价值。

2、本发明的具体方案是：一种利用铝箔阳极泥制备大理石的方法，包括有以下步骤：

3、①取铝箔阳极泥原料研磨、过筛后分成粗细料两处分装，将粗细料均放入60℃电热恒温鼓风干燥箱中烘6h直至干燥；

4、②设计配比，按照配比质量分数称量聚氯乙烯、钙锌稳定剂、铝箔阳极泥、丁腈橡胶进行备用；

5、③开启密炼机，将预热温度调至180℃后开启温控，待温度达到180℃后开启转子运行，设置主机速度为12 hz、翻转速度10 hz，冷却温度30℃后将称量好的聚氯乙烯、钙锌稳定剂、铝箔阳极泥、丁腈橡胶按顺序加入密炼机中混合搅拌30min后混合均匀，点转子翻转用铁盘接住混合料备用；

6、④开启平板硫化机，温度调至180℃，预压5.0 mpa,增压10.0 mpa，放气次数5，放气间隔3.0 s，冷却温度30℃，选择全自动模式后彻底清洁模具，将钢板、钢片和热离型膜依次放好，后将步骤③中搅拌均匀的混合料平整铺在模具上后托住压膜放入硫化机，确保钢片四个角不会碰到机器内柱并且将机器门关好后点击开始运行后开始热压成型；

7、⑤待机器发出蜂鸣声后表示制作完成，待温度冷却至室温后，佩戴耐高温手套打开机器门取出磨具对成品进行脱模处理；

8、⑥测试成品力学性能。

9、进一步的，本发明中所述步骤③中的混合料中还添加有玻璃纤维，玻璃纤维与铝箔阳极泥的质量分数按1:4～3:4进行配置。

10、进一步的，本发明中所述步骤①中使用30目和100目进行筛分出粗颗粒的铝箔阳极泥颗粒和细颗粒的铝箔阳极泥颗粒。

11、进一步的，本发明中所述步骤③中所使用的铝箔阳极泥是采用质量分数为1:1的粗细两种铝箔阳极泥料子混合而成。

12、进一步的，本发明中所述步骤⑥中的测试成品力学性能包括有拉伸强度测试、氧指数测试和微观形貌测试。

13、进一步的，本发明中所述拉伸强度测试：采用哑铃制样机制样，将取样置于cmt4103双柱桌面式电子万能试验机上进行；氧指数测试：使用的是jf-3型氧指数测定仪测量样品在点燃燃烧3min或者试样刚好燃烧至设定长度时熄灭所需的最低的混合气流的最低氧浓度；微观形貌测试：使用jsm-7610fplus场发射扫描电子显微镜测试其微观几何形貌。

14、本发明方案具有以下有益效果：

15、(1)本发明的方案中以聚氯乙烯为基体、铝箔阳极泥为填料、玻璃纤维为增强体，采用热压成型法能够成功制备聚氯乙烯/铝箔阳极泥大理石，为铝箔阳极泥的应用拓展了新的方向。(2)采用铝箔阳极泥作为人造大理石的填充料，所得聚氯乙烯/铝箔阳极泥人造大理石拉伸强度高。

16、(3)控制铝箔阳极泥填料的颗粒大小能够影响聚氯乙烯/铝箔阳极泥人造大理石力学性能，因此控制颗粒级配比可以改善人造大理石的力学性能。

17、(4)原料中添加玻璃纤维量可以大大提升聚氯乙烯/铝箔阳极泥人造大理石的拉伸强度甚至提高140%，而对其他性能几乎没有影响。

18、(5)本发明的方案的设计为阳极泥固废再利用提供了一种全新的渠道，创造更好的经济价值。