一种利用工业陶瓷废渣生产的蒸压砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种合理利用工业陶瓷废渣制备蒸压砖的方法，属于废弃物处理领域。
背景技术
工业陶瓷废渣是固体粉尘污染物中最广泛、最常见的一种。目前，工业陶瓷废渣在我国工业生产中回收利用率极低，并且在国内多采用露天堆积以及掩埋等方式处理。如何处理工业陶瓷废渣已成为众多企业亟需解决的问题，同时也严重制约着中国陶瓷产业的可持续发展。
传统的粘土砖生产一直以来是以消耗大量粘土资源为代价，这会带来巨大的土地资源破坏。蒸压砖主要以硅质和钙质矿物材料为原料，具有低耗能、低成本等优点，且其生产能耗最低，生产过程排放的碳、硫以及氮氧化物量低。
调查发现电厂燃烧产生的粉煤灰、采矿残余的尾矿砂、天然开采的页岩以及工业损耗品废石膏都可成为生产蒸压砖的原材料。伴随着工业固体废渣在蒸压砖行业广泛利用，廉价优质的蒸压砖在建筑行业逐渐走向巅峰。不少研究工作者正在将更多的固体废渣用于蒸压砖，并获得了性能优良的蒸压砖样品。CN 103539417A提供了一种用铁尾矿和钢渣制备蒸压砖的相关技术，对钢渣进行物理、化学改性以及活性激发后作为主要凝胶材料用来生产蒸压砖。CN 101734895A公开了一种再生建筑废弃物蒸压砖生产工艺，能将废弃的建筑物变废为宝，所制得的蒸压砖各项性能均能达到国家标准，且制备工艺简单环保。综上所述，蒸压砖的生产制备可以将工业以及建筑业废弃物变废为宝，在解决废弃物污染环境问题的同时，也减少了建筑行业对土地资源的过度开发。但上述研究未涉及如何将工业陶瓷废渣制备成蒸压砖的相关技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种利用工业陶瓷废渣制备蒸压砖的方法。本发明所生产出蒸压砖的抗压强度、抗折强度、吸水率、抗冻融性等均能达到国家要求，能替代传统粘土砖作为建筑材料使用，为减少粘土的使用。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
一种利用工业陶瓷废渣制备蒸压砖的方法，包括如下步骤：
(1)原材料预处理：以工业陶瓷废渣、工业陶瓷废瓷砖、建筑混凝土废渣和石灰为原料，其中，工业陶瓷废渣、建筑混凝土废渣和石灰分别粉碎后球磨、过筛，工业陶瓷废瓷砖破碎成微粒；
(2)原始浆料配制：取上述原材料按一定比例混合，在搅拌机中干粉搅拌10～30min，加入适量水继续搅拌15～30min，得到原始浆料；
(3)浆料陈化与再加工：将步骤(2)所得原始浆料收集放在密闭的桶内，并在浆料表面覆盖封口膜，陈化放置一段时间，加入适量水并在搅拌机中搅拌15～30min；
(4)蒸压砖砖坯成型：将步骤(3)所得混合好的浆料倾倒于蒸压砖模具中，放在压力机中进行加压成型，得到蒸压砖砖坯；
(5)蒸压砖静停阶段：将步骤(4)所得蒸压砖砖坯在室温下静置10～30h；
(6)蒸压砖砖坯的蒸压养护阶段：将经步骤(5)静停后的砖坯放置在压蒸釜内，调节压蒸釜的各项参数进行蒸压养护，养护后即为可使用的蒸压砖。
按上述方案，步骤(1)中，工业陶瓷废渣中SiO2含量为65％～67.9％；石灰中氧化钙含量不少于87.26％，其中有效氧化钙比例高于84％；工业陶瓷废瓷砖中SiO2含量为75～80％；建筑混凝土废渣中主要成分为托贝莫来石，约占51.2％。其中，工业陶瓷废渣主要包括坯体废渣、釉料废渣、成品废渣、陶瓷模具、窑具废渣、陶瓷抛光废渣等。
按上述方案，步骤(1)中，工业陶瓷废渣、建筑混凝土废渣和石灰充分粉碎后球磨过200～300目筛；工业陶瓷废瓷砖粉碎成粒径不超过10mm的颗粒。
按上述方案，步骤(2)中，工业陶瓷废渣45～55份，石灰10～20份，工业陶瓷废瓷砖30～40份，建筑混凝土废渣2～4份。
按上述方案，要分两次加水搅拌，步骤(2)和(3)中加水量分别为加入总水量的18％和82％，总水量为原料(即工业陶瓷废渣、石灰、工业陶瓷废瓷砖和建筑混凝土废渣的总质量)总量的18％。
按上述方案，步骤(3)中，陈化时间为2～4h。
按上述方案，步骤(4)中，成型压力为20～30MPa。
按上述方案，步骤(6)中，压蒸釜的各项参数为：升温速率设定为4℃/min，蒸压压力为1.2～1.3MPa，蒸压时长为6～7h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明主要选用工业陶瓷废渣作为主要硅质原料，选用石灰为钙质原料，选用工业陶瓷废瓷砖作为骨料，结合水和引晶剂(混凝土废渣)制备浆料；然后通过两次充分搅拌，一次陈化，在模具中压制成型，静停，置于压蒸釜中进行蒸压养护，最终制得工业陶瓷废渣蒸压砖。
(2)按本发明提供的利用工业陶瓷废渣制备蒸压砖技术方案可以生产出标准合格的蒸压砖，其抗压强度、抗折强度、吸水率、抗冻融性等均能达到国家标准，能替代传统粘土砖作为建筑材料使用，减少粘土的使用，不仅可以减少蒸压砖生产成本，还能有效利用固体废弃物资源。
(3)本发明工艺过程简单，能耗少，且几乎不会有污染性有毒有害物质产生，符合国家节能减排、发展低碳经济相关政策。
附图说明
图1为本发明的生产工艺流程图。
具体实施方式
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，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
下述实施例中，工业陶瓷废渣的SiO2含量为65％～67.9％；石灰中氧化钙含量不少于87.26％，其中有效氧化钙比例高于84％；工业陶瓷废瓷砖中SiO2含量为75.31％；建筑混凝土废渣中主要成分为托贝莫来石，约占51.2％。
实施例1
一种利用工业陶瓷废渣制备蒸压砖的方法，包括如下步骤：
(1)原材料预处理：将淄博统一陶瓷有限公司的工业陶瓷废渣充分粉碎后过筛(200目)，石灰经粉碎、球磨以及过筛(200目)，工业陶瓷废瓷砖破碎成粒径7-10mm的颗粒，取自山东淄博圣诺威品牌公司的建筑混凝土废渣通过干式球磨并过筛(300目)；
(2)原始浆料配制：取上述原材料按重量份数分别为：工业陶瓷废渣50份，石灰15份，工业陶瓷废瓷砖32份，建筑混凝土废渣3份，在搅拌机中混合搅拌10min，加入适量水(总用水量的18％，总用水量为原材料总质量的18％)继续搅拌15min，得到原始浆料；
(3)浆料陈化与再加工：将步骤(2)所得原始浆料收集放在密闭的桶内，并在浆料表面覆盖封口膜，陈化放置2h，加入适量水(总水量的82％)并在搅拌机中搅拌15min；
(4)蒸压砖砖坯成型：将步骤(3)所得混合好的浆料100g倾倒于蒸压砖模具中，放在压力机中进行加压成型，成型压力为20Mpa，得到蒸压砖砖坯；
(5)蒸压砖静停阶段：将步骤(4)所得蒸压砖砖坯在室温下静置24h；
(6)蒸压砖砖坯的蒸压养护阶段：将经步骤(5)静停后的砖坯放置在压蒸釜内进行蒸压养护，将压蒸釜的各项参数设置为：升温速率4℃/min，蒸压压力1.2MPa，蒸压时长为6h，养护后即为可使用的蒸压砖。
经检测，本实施例所生产的蒸压砖抗压强度与抗折强度分别达到44.24MPa和13.72MPa，吸水率为18.28％，砖体表面平整光滑，无明显裂纹出现，也无缺角破损现象。
实施例2
一种利用工业陶瓷废渣制备蒸压砖的方法，包括如下步骤：
(1)原材料预处理：将淄博统一陶瓷有限公司的工业陶瓷废渣充分粉碎后过筛(200目)，石灰经粉碎、球磨以及过筛(200目)，工业陶瓷废瓷砖破碎成4-6mm的微粒，取自山东淄博圣诺威品牌公司的建筑混凝土废渣通过干式球磨并过筛(300目)；
(2)原始浆料配制：取上述原材料按重量份数分别为：工业陶瓷废渣50份，石灰15份，工业陶瓷废瓷砖32份，建筑混凝土废渣3份，在搅拌机中混合搅拌10min，加入适量水(总用水量的18％，总用水量为原材料总质量的18％)继续搅拌15min，得到原始浆料；
(3)浆料陈化与再加工：将步骤(2)所得原始浆料收集放在密闭的桶内，并在浆料表面覆盖封口膜，陈化放置4h，加入适量水(总水量的82％)并在搅拌机中搅拌30min；
(4)蒸压砖砖坯成型：将步骤(3)所得混合好的浆料100g倾倒于蒸压砖模具中，放在压力机中进行加压成型，成型压力为25Mpa，得到蒸压砖砖坯；
(5)蒸压砖静停阶段：将步骤(4)所得蒸压砖砖坯在室温下静置24h；
(6)蒸压砖砖坯的蒸压养护阶段：将经步骤(5)静停后的砖坯放置在压蒸釜内进行蒸压养护，将压蒸釜的各项参数设置为：升温速率4℃/min，蒸压压力1.2MPa，蒸压时长为6h，养护后即为可使用的蒸压砖。
经检测，本实施例所生产的蒸压砖抗压强度与抗折强度分别达到41.01MPa和13.10MPa，吸水率为16.18％；砖体表面平整光滑，无明显裂纹出现，也无缺角破损现象。
实施例3
一种利用工业陶瓷废渣制备蒸压砖的方法，包括如下步骤：
(1)原材料预处理：将淄博统一陶瓷有限公司的工业陶瓷废渣充分粉碎后过筛(200目)，石灰经粉碎、球磨以及过筛(200目)，工业陶瓷废瓷砖破碎成粒径1-3mm的微粒，取自山东淄博圣诺威品牌公司的建筑混凝土废渣通过干式球磨并过筛(300目)；
(2)原始浆料配制：取上述原材料按重量份数分别为：工业陶瓷废渣48份，石灰18份，工业陶瓷废瓷砖38份，建筑混凝土废渣3份，在搅拌机中混合搅拌10min，加入适量水(总用水量的18％，总用水量为原材料总质量的18％)继续搅拌30min，得到原始浆料；
(3)浆料陈化与再加工：将步骤(2)所得原始浆料收集放在密闭的桶内，并在浆料表面覆盖封口膜，陈化放置2h，加入适量水(总水量的82％)并在搅拌机中搅拌30min；
(4)蒸压砖砖坯成型：将步骤(3)所得混合好的浆料100g倾倒于蒸压砖模具中，放在压力机中进行加压成型，成型压力为20Mpa，得到蒸压砖砖坯；
(5)蒸压砖静停阶段：将步骤(4)所得蒸压砖砖坯在室温下静置24h；
(6)蒸压砖砖坯的蒸压养护阶段：将经步骤(5)静停后的砖坯放置在压蒸釜内进行蒸压养护，将压蒸釜的各项参数设置为：升温速率4℃/min，蒸压压力1.2MPa，蒸压时长为6h，养护后即为可使用的蒸压砖。
经检测，本实施例所生产的蒸压砖抗压强度与抗折强度分别达到33.2MPa和10.1MPa，蒸压砖吸水率为19.8％；砖体表面平整光滑，无明显裂纹出现，也无缺角破损现象。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和变换，这些都属于本发明的保护范围。
