[发明专利]一种高石粉掺量烧结砖制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种以废石粉为主要原料生产烧结砖的工艺技术。

背景技术

石粉是石材加工企业生产过程中最主要的废弃物，仅福建晋江地区每年就会产生近百万立方米，这些废石粉既占用空间又污染环境，给当地居民的生产和生活带来严重影响。目前，废石粉的再利用问题，已成为制约石材企业和当地经济获得可持续发展的一个重要瓶颈。与此同时，传统的建筑用砖由于以粘土为主要原料，导致大量农田被毁，山林植被受到破坏，目前，国家已明令禁止生产和使用粘土质烧结砖，寻找一种合适的粘土替代材料生产烧结砖已刻不容缓。

由于石粉的主要成分为石英、长石和云母等矿物，将石粉烧结成为建筑制品，如烧结砖等，既可解决石粉的环境污染问题，又能节约大量的土地资源，无疑将是废石粉再利用的一种有益尝试。由于烧结砖的社会需求量巨大，而石粉在烧结砖中的含量与废石粉的消耗量直接相关，砖中石粉用量越大，废石粉的消耗量就会显著增加。由于石粉是一种瘠性料，而且组成极为复杂，成型塑性低、烧结活性较差，高石粉含量(高于80％)通常难以成型，也难于烧结成为高强度建筑制品(如以石粉为主要原料的烧结砖，烧结瓦等)，导致石粉的再利用受到明显限制。正在申请的中国发明专利(申请号：200610044657.3)公开了一种以石粉为原料，同时添加20～75％粘合剂生产烧结砖的方法，但由于其石粉掺杂量仍较低，石粉的消耗量有限。另一份正在申请的中国发明专利(申请号：200610125857.1)公开了一种利用石粉和废物废渣制备隔热保温砖的方法，但该专利对石粉以及废渣废物的要求过于苛刻，所提供的配料中石粉和废物废渣比为1∶1，废物废渣掺杂量大，石粉用量也会受到限制，并且产品从入窑到出窑周期长达63小时，效率很低。

据检索，目前国内外还没有以石粉为主要原料，通过添加有机粘合剂和烧结助剂制备高石粉掺量烧结砖的报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有石粉烧结砖石粉用量低、对原材料的要求过于苛刻等弊端，提供一种利用现有制砖工艺，通过添加粘合剂和烧结助剂，制备高石粉掺量烧结砖的方法，而且对不同类型的废石粉都适用的制备工艺。

本发明在仍然采用通常的制砖工艺条件下，通过引入少量的有机粘合剂，增加坯体的成型塑性和湿砖坯强度，同时降低由于石粉原材料各项性能的变化对其成型性能的影响，改善砖坯成型过程中的可操作性。为改善石粉的烧结性能，通过分析石粉的组成特点，添加有利于促进石粉烧结的助剂以及添加剂，石粉的烧结性能以及力学性能将会获得明显改善

一种高石粉掺量烧结砖，包括石粉，烧结助剂和添加剂，以及含有粘合剂的水溶液，其中，混合粉料组分和重量百分比如下：

石粉        80～95％

烧结助剂    2～5％

添加剂      0～18％

石粉为石材加工企业生产过程中产生的废料，石粉中粒径≤0.05mm占20％，粒径在0.05mm～0.5mm的占50％。粒径在0.5mm～1.5mm的占30％。

烧结助剂为一种人工合成的硅酸盐或氧化物(如氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化锶、氧化硼)和氟化物(如氟化钙、氟化镁、氟化钾)等化合物中的一种或两种的组合，其粒径≤0.1mm。

添加剂为高岭土、蒙脱土、膨润土、海土或红土中的一种或组合，粒径≤1mm。

本发明使用的溶剂为含有粘合剂的水溶液，溶剂质量占粉体质量的3～5％，粘合剂为聚乙酸乙烯酯(PVAC)、羧甲基纤维素、聚乙烯醇(PVA)或糊精中的一种或组合，粘合剂在水中的含量为2～5％。

一种如上所述的高石粉掺量烧结砖制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

(a)原材料称量：按照一定粒径要求将石粉、烧结助剂、添加剂以及含有粘合剂的水溶液按重量百分比进行称量；

(b)混料：将上述石粉、烧结助剂或添加剂，以及含有粘合剂的水溶液放入对辊混料机中混合均匀；

(c)成型：将上述混合好的湿坯料送入到模压制砖机中，压成砖坯；

(d)干燥：将上述湿砖坯自然干燥或人工干燥，干燥后湿砖坯的含水率≤5％；

(e)烧结：将干燥好的砖坯送入窑炉烧结，烧结温度控制在900～1200℃之间，升温速率0.5～5℃/分钟，保温时间1～4小时；

(f)冷却：烧结好的砖坯随炉冷却后取出。