利用建筑垃圾及陶瓷厂废料制陶的研究

    卢日高+廖志坚+曾日伦

    

    

    

    摘 要：本文以建筑垃圾及陶瓷厂废料为原材料，通过调整配方及改变工艺来获得最佳的陶制品。实验结果表明：可以用建筑废料及陶瓷厂废料获得稳定实用的土红色陶制品。这种产品的市场潜力巨大，并具有良好的社会效益及经济效益，值得推广。

    关键词：建筑垃圾；陶瓷废料；生产工艺；节能环保

    1 前言

    近年来，随着城市建筑的不断扩大，建筑废料的总量也在不断地增长。根据相关的统计，我国每年开发建设至少拆除3000～4000万m2的旧建筑，产生数亿吨的建筑垃圾。在资源日趋匮乏的今天，遗弃建筑废料也是对资源的极大浪费。由于陶瓷厂生产过程具有不可逆性，其产生的多余釉料、废釉坯、循环水沉淀泥，以及不合格的废瓷等都将成为高污染的代名词。因此，合理的处理和回收利用建筑垃圾及陶瓷厂废料，加强环境保护，将会是我国可持续发展战略的一个重要组成部分。

    2 国内建筑垃圾及陶瓷厂废料的利用现状

    现国内的建筑垃圾利用率只有5%左右，其传统处理方法主要是运往郊外露天堆放或填埋，这不仅占用了大量的土地，而且还造成了严重的环境污染。其实有大量的建筑废料是可以再生利用的。而目前国内的陶瓷厂废料利用率更低，在 3%以下。传统处理方法主要是填埋，其中有色物料中的重金属通过水层沉淀，不仅造成了填埋地的污染，更是对当地水环境的整体破坏。因此，建筑垃圾及陶瓷厂废料的回收利用已经刻不容缓。

    3 实验内容

    3.1 实验原料

    本实验所采用的建筑垃圾及陶瓷厂废料均选自醴陵地区，其原料组成及化学成份如表1所示。

    3.2 制陶的工艺流程

    3.2.1 制陶的工艺流程

    利用建筑垃圾及陶瓷厂废料制备陶制品的工艺流程如图1所示。

    3.2.2制陶的工艺参数

    因使用小型快磨机进行球磨，受各材料球磨难度的影响，需要将建筑废料、报废成瓷及报废窑具破碎至Φ3 mm以下的碎块。球磨时，料﹕球﹕水=1﹕2.2﹕0.5，并加入5‰球磨助剂，球磨后过250目筛，筛余控制在0.05%～0.25%，泥浆比重为1.68～1.72；使用注浆成型方法成型，坯体厚度控制在4～5 mm；氧化焰下进行一次烧成，2.5 h升温至1180 ℃，保温10 min，然后进行急冷后缓冷降温。总烧成时间控制在4.5～5.0 h。

    3.3 实验配方要求

    配方要求：检测样品化学成份，按照既定烧成制度烧成后，吸水率为5.0%～8.0%；热荷重在9 mm以下；膨胀系数为6.8～7.3×10-6/℃；裸瓷热稳定及热冲击合格等。

    3.4 样品性能测试

    对样品进行化学测试，并进行计算。采用PCY-2型卧式热膨胀仪测试膨胀系数；采用SQ06型日用陶瓷热振仪测试热稳定性，按照国家标准对吸水率及热荷重进行测试。

    4 实验方案及分析

    4.1 实验方案

    本实验共做了9组对比实验，具体的配方详情如表2所示。

    4.2 实验结果

    4.2.1配方组成的化学计算结果

    配方组成的化学计算结果如表3所示。

    4.2.2 样品性能的检测

    样品性能的检测结果如表4所示。

    4.3 实验结果分析

    4.3.1热稳定性不合格

    2#与6#热稳定性不合格主要是由于原材料中的砂石混料中含有大量的游离状石英，游离石英在快烧过程中未完全转化，导致陶体中间产生内应力，热稳定性不合格。

    4.3.2吸水率不合格

    3#、5#与9#的吸水率不合格主要是由于CaO及Fe2O3两者为强熔剂类物质，配方中此两项含量较高，导致吸水率下降。

    4.3.3热荷重不合格

    5#热荷重不合格主要是由于此配方中铝含量过低无法形成正常的支撑骨架，导致陶体在高温段时出现软化。

    使用上述方法制备陶制品的化学组成及含量如表5所示。

    5 结论

    （1） 通过不同的配方组合，可以利用建筑废料及陶瓷厂废料获得稳定实用的土红色陶制品。

    （2） 综合成本考虑，可以使用1#配方进行投产。但如果有其他废料较多时，也可在1#、4#、7#、8#内选择配方进行投产。

    参考文献

    [1] 李家驹.陶瓷工艺学[M].武汉：武汉大学出版社，1992.

    [2] 吴贤国，郭劲松，李惠强，杜婷.建筑废料的再生利用研究[J]. 建材工业信息，2004，3.

    [3] 莫超峰，李世群，吴小会.关于剩余污泥制建筑用砖的可行性研究[J].中国高新技术企业，2011，2.

    [4] 时亮，魏昶，樊刚，李旻廷.石煤提钒浸出渣制取建筑用砖的研究[J].矿产综合利用，2009，6.