[发明专利]一种掺杂煤矸石高强度陶瓷地砖及其制备工艺

说明书

本发明涉及一种掺杂煤矸石高强度陶瓷地砖及其制备工艺，陶瓷地砖以煤矸石、锅炉渣和三氧化钼为原料烧制而成，煤矸石占陶瓷地砖原料的重量百分数为：55‑70%，锅炉渣占陶瓷地砖原料的重量百分数为：26‑40%，三氧化钼占陶瓷地砖原料的重量百分数为：4‑6%。本发明在制备过程中利用了煤矸石和锅炉渣的二氧化硅和三氧化二铝在催化剂作用下高温烧制过程形成莫来石，在陶瓷地砖烧制过程中，煤矸石和锅炉渣中所含的氧化镁、氧化钾和氧化钠可作为烧结反应的助烧剂，提供了大量液相物质，促进了原料中传质，使固溶反应完全，使固相和玻璃相互充分粘结在一起。陶瓷地砖密度为1.6g/cm³，抗弯强度达到165Mpa，显气孔率低于0.5%，吸水率低于0.04%，达到了成品质轻高强度的目的。

技术领域

本发明涉及建筑陶瓷技术领域，具体涉及一种掺杂煤矸石高强度陶瓷地砖及其制备工艺。

背景技术

煤矸石是一种在煤炭开采和洗选过程中产生的固体废弃物，排放量大约占煤炭产量的10%~15%，随着工业的飞速发展，我国每年约有4亿吨煤矸石堆存在环境中，不仅占用了大量的良田，而且对生态环境破坏很大，尤其不利于动植物生长。近几年来，国内对煤矸石的利用主要集中在做胶凝材料生产轻质建筑材料，但产品的附加值较低而限制了煤矸石的利用率。提高煤矸石的综合利用价值及利用率成为困扰科技界的一个新的难题。随着人们生活水平的不断提高，我国建筑陶瓷砖年产量已接近40亿m²，同时对陶瓷砖的各种性能提出了更严格的要求，譬如，陶瓷地砖的抗弯强度就是其中一项力学性能指标。莫来石是Al₂O₃-SiO₂体系中无固定组成计量型化合物，其成分介于3Al₂O₃·2SiO₂和2Al₂O₃·SiO₂之间，具有热膨胀系数小、热震稳定性好、荷重软化点高、抗蠕变强度高、体积稳定性好、抗化学腐蚀性好等特点，近几年广泛应用于磨料、陶瓷领域。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种掺杂煤矸石高强度陶瓷地砖及其制备工艺，以煤矸石和锅炉渣为陶瓷地砖的主要原料，用三氧化钼做催化剂，促进煤矸石和锅炉渣的二氧化硅和三氧化二铝生产莫来石，使得烧制的陶瓷地砖烧成温度较低、密度较小，抗弯强度较高。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种掺杂煤矸石高强度陶瓷地砖，该陶瓷地砖以煤矸石、锅炉渣和三氧化钼为原料烧制而成，其中，煤矸石占陶瓷地砖原料的重量百分数为：55-70%，锅炉渣占陶瓷地砖原料的重量百分数为：26-40%，三氧化钼占陶瓷地砖原料的重量百分数为：4-6%。

作为本发明一种掺杂煤矸石高强度陶瓷地砖的进一步优化：所述煤矸石的化学成份为CaO 15-20%、SiO₂ 40-50%、Al₂O₃ 25-35%、Fe₂O₃ 2-5%、MgO 2-3%、K₂O 1-2%、Na₂O 1-2%。

作为本发明一种掺杂煤矸石高强度陶瓷地砖的进一步优化：所述锅炉渣的化学成份为CaO 2-5%、SiO₂ 60-65%、Fe₂O₃ 2-3%、Al₂O₃ 20-25%、MgO 2-3% 其它5-10%。

上述陶瓷地砖的制备工艺，包括以下步骤：

（1）粗碎：将煤矸石和锅炉渣在150℃下烘烤4h，后分别经过破碎机粗碎成10mm以下的颗粒；

（2）细磨和筛分：将煤矸石和锅炉渣颗粒分别在球磨机球墨8h，然后过250目筛，得到细粉；