陶瓷砖抛光废渣回收利用及产品的性能研究

时间：2021-01-07 12:01:42　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要本文通过对陶瓷玻化砖抛光废渣进行性能分析，最终实现废渣回收利用来生产新型陶瓷建材的目的。还对其产品性能进行了研究，以及对其产品的应用前景加以综述。
　　关键词陶瓷抛光废渣，回收利用，性能研究
　　
　　1前言
　　
　　陶瓷玻化砖抛光废渣主要由后期冷加工过程产生。表面切削及抛光过程产生的废水通过絮凝剂的引入，会凝聚沉淀形成污泥，污泥再通过压滤便得到含水量为35%左右的陶瓷抛光废渣。本研究将以陶瓷废渣为主，按照一定配方比例加入原料及成形过程的废坯粉，然后重新喷雾、成形、烧制，可生产出具有高强及多孔结构的新型陶瓷材料。该方法可达到资源化利用的目的，解决陶瓷生产过程中产生的大量陶瓷废料、废泥等无处安置的现状，也为建材行业这一资源消耗型产业开辟了资源化循环利用的新方向。
　　
　　2实验
　　
　　下表列出了几个不同厂家陶瓷砖废渣的化学组成。
　　2.1 配方设计
　　陶瓷砖抛光废渣的主要成分与陶瓷抛光砖产品类似，而产生废渣的冷过程则包括刮平定厚及抛光、磨边过程。由于刮平定厚多使用金刚石滚筒，抛光磨块多为菱苦土结合剂粘接以黑硅、绿硅及金刚石磨料组成，所以抛光废渣的化学组成中MgO含量通常可高达3%～4%，同时废渣中还含有一定量的SiC、金刚石磨料及有机物等，这就为生产具有多孔结构的泡沫陶瓷提供了可能。
　　

　　2.2 材料制备
　　取1#厂陶瓷砖废渣干燥，按一定的干重质量比例称取原料，按1:0.5加入水，再加入少量CMC及解胶剂混合球磨，细度达到250目筛余0.3%～0.8%后，浆料经喷雾干燥、陈腐后经压机压制成600mm×600mm规格陶瓷样品，在辊道窑1175℃下烧成，烧成时间67min，所得陶瓷制品通过JSM-6380型扫描电镜进行微观结构分析、阿基米德法测量容重、防护热板法测量导热系数，同时进行抗冻性、抗折性能、不燃性能等理化指标测试。
　　
　　3结果与讨论
　　
　　3.1 微观结构分析
　　图1、图2分别为不同放大倍数下制品的孔洞结构，由图片来看，制品的气孔整体是以封闭结构为主，存在部分连通孔洞。
　　图3是制品的XRD分析，从特征衍射峰可以得出，其骨架结构的主晶相为石英及莫来石，与抛光砖制品组成类似，也说明抛光砖废渣在整个泡沫陶瓷形成过程中起主要作用的是其中的SiC等可起泡物质，反应过程及机理与玻化砖一致。
　　3.2 结构及性能影响
　　致孔原因为SiC可在高温下氧化起泡，在陶瓷液相中形成孔洞结构，微细磨粒分别发泡形成隔离的包裹孔洞结构，如图4所示。因空气的导热系数极低，当孔洞直径不大时，空气在封闭孔洞内无法形成对流换热，各孔洞之间换热仅能通过骨架结构热传导进行，这种独立的封闭孔洞结构使其具有极低的导热系数和低的材料容重，同时具有低吸水率，能满足外墙应用的抗冻性要求。
　　

　　孔洞结构的独立程度和孔洞大小也决定了制品材料的导热系数。孔洞的独立程度可通过调节球磨细度改善其中磨料的分散程度来进行控制，孔洞的大小可通过保温时间的延长，保证孔洞有充分的形成长大过程来调节控制。当孔洞平均直径在2～4mm时，制品的容重为0.84g/cm³，对应导热系数为0.047W/(m•k)；当孔洞平均直径为0.7mm左右时，制品的容重为1.28g/cm³，对应导热系数为0.19W/(m•k)，当把制品一面抛平形成表面孔洞结构后，导热系数降低为0.18W/(m•k)，因空气导热系数（0.028W/(m•k)）远远低于骨架制品的石英及莫来石导热系数之故。
　　

　　
　　4结论
　　
　　利用陶瓷砖废渣生产新型轻质建筑材料，生产工艺技术可行，产品质量轻、强度高，便于运输施工，具有极低的材料导热系数，可应用于建筑物外墙，具有良好的建筑节能性能，具备陶瓷工业废料回收利用和轻质建筑节能材料的多重优点，是良好的绿色新型建筑材料，具有广泛推广的意义。

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