專利名稱：利用廢電池粉末的粘土瓷磚制造方法
技術領域：
本發明涉及用于建筑用磚或地板材等用途的粘土瓷磚制造方法，具體來說是使用廢電池粉碎粉末加工成磚顏料，然后與粘土混合物混合成型，通過所規定的工序，制造粘土瓷磚的方法。
背景技術：
通常情況下，粘土瓷磚是通過將粘土(譬如，黃土或泥土等)混合沙子或磨砂土的粘土混合物粉碎均勻以后予以攪拌，使用真空式小型土練機將攪拌以后的粘土混合物壓擠出長方形等形狀，按特定大小進行切割并成型以后，通過干燥和燒制方式對特定大小壓擠成型的磚進行加工和制造。
按照上述方式制造粘土瓷磚的過程中，在上述的粘土混合物中添加顏料，可以制造出各種顏色的磚。
例如，當添加白色高嶺土時，則能夠制造出白色磚；添加二氧化鈦(TiO2)，則能夠制造出黃色磚；添加純二氧化錳(MnO2)，則根據所添加的含量，能夠制造出黑色或深紅色或深褐色的磚(以下稱為黑磚)。
發明內容
與此同時，按照上述的方法制造出的各種顏色的粘土瓷磚當中，尤其上述使用純二氧化錳(MnO2)作為顏料而制造出來的黑色或者深紅色或深褐色等顏色著色的磚，相比白色或黃色的磚，相對來說需求量更大，實際上也是磚制造商最為廣泛生產的磚類。
因此，隨著以黑色或深紅色以及深褐色等著色的粘土瓷磚的消費量增加，其顏料，即純二氧化錳(MnO2)的使用量也隨之增加，當前，大多數磚制造商迫切要求推出能夠降低純二氧化錳的購買成本，以及減少磚制造單價的方案。
本發明旨在解決上述的原有問題，本發明的目的在于提供對廢錳電池或廢堿性錳電池(以下簡稱，堿性電池)等廢電池進行破碎、熱分解、粉碎、磁力篩選等程序，通過分離取出廢電池的有價物質(例如，廢電池的外皮用鐵片、鋅、碳棒等)，將剩下的廢電池粉碎粉末加工成為粘土瓷磚的顏料，在制造磚的過程中，將其混合于粘土混合物，根據其含量能夠制造出黑色或者深紅色或深褐色等顏色的磚的方法，即提供利用廢電池粉碎粉末的粘土瓷磚制造方法。
為了實現上述目的，本發明的利用廢電池粉碎粉末的粘土瓷磚制造方法將包括如下程序，其特征在于第一程序，首先去除廢電池粉末所包括的氯(Cl)成分，加工成為磚顏料；第二程序，將70重量％的粘土和20～28重量％的沙子或磨砂土，以及從上述的廢電池粉碎粉末中去除氯(Cl)成分獲得的2～10重量％的磚顏料混合以后得到的粘土混合物，使用輥破碎機按0.5～2mm的大小進行粉碎；第三程序，將上述被粉碎處理的粘土混合物，加水攪拌成為水分達18～22％的狀態，使用真空式壓擠土練機壓擠出磚塊形狀，按特定大小進行切割并成型；第四程序，將上述壓擠成型的磚塊放入干燥室，持續干燥30～40小時，使得水分達到0～5％；第五程序，將上述進行干燥的磚塊放入常溫～1000℃的窯中加以預熱，在1000～1200℃中燒成，1200℃～常溫的方式進行冷卻。
如上述內容，為實現本發明的目的，本發明利用廢電池粉碎粉末的粘土瓷磚制造方法中，上述的第一程序的磚顏料是通過對廢電池進行破碎、熱分解、粉碎、磁力篩選等程序，通過分離取出廢電池的有價物質(例如，廢電池的外皮用鐵片、鋅、碳棒等)，在剩下的廢電池粉末狀態中，去除氯(Cl)成分以后，其標準總量成分由6～10重量％碳和90～94重量％錳/鋅系列混合化合物組成。
按照上述發明內容，將主要包含錳和鋅的廢電池粉碎粉末加工成為磚顏料以后，在磚塊成型過程中，根據混合含量能夠制造黑色或深紅色或深褐色的磚；以黑色或深紅色或深褐色等顏色著色的粘土瓷磚，是以往粘土瓷磚當中需求量最多的品種，亦是實際上制造商生產最為廣泛的品種，本發明可以大大減少生產此類磚的過程中，用于顏料的純二氧化錳(MnO2)的采購成本，可以用低廉的價格制造出高質量的磚，尤其，隨著廢電池的回收利用，防止了環境污染，通過廢棄物再利用，能夠實現預期的經濟效果。
具體實施例方式 下面，更進一步詳細說明本發明的實施例。
按照本發明的利用廢電池粉碎粉末的粘土瓷磚制造方法，將廢錳電池或廢堿性電池等廢電池粉碎粉末加工成為磚顏料以后，和粘土混合使用，根據其含量能夠制造以黑色或深紅色或深褐色等顏色著色的粘土瓷磚。
首先，為了解決顏料所存在的問題，需要檢查和分析廢電池粉末的成分，通常錳電池的陽極和陰極材料包括二氧化錳(MnO2)和鋅(Zn)，電解質包括氯化銨(NH4Cl)或氯化鋅(ZnCl2)等中性鹽水溶液；堿性電池的陽極和陰極活性物質包括二氧化錳和鋅，電解質包括氫氧化鉀(KOH)水溶液。
同時，錳電池和堿性電池中，外皮層以鋼管組成的占80％，另稱為‘鐵殼電池’，對于類似形狀的電池，破碎工序是其合理的解體方法；外皮層通過紙質或樹脂系列的P.P材料組成的手電筒錳電池(尺寸規格4R25，以下稱為手電筒電池)等，內部具有以鋅管堆疊的1.5V型號的一組包括4個組合的錳電池相互連接，形成6V，對于此類形狀的手電筒電池，適用熱分解的解體方式，實現了既能夠回收碳棒，亦能夠將鋅通過熔融及冷卻，實現分離回收的效果。
此類廢電池通過上述的放電及破碎和電解液混合以后，會連續發生各種復合的化學反應，產生鐵、鋅、碳棒、包裝材料、鋅-氧化物、二氧化錳、氫氧化錳、鉀-氧化物等各種物質。
在此類物質當中，作為顏料提供不利因素的是氯(Cl)成分，廢電池粉碎粉末所含有的氯系列化合物(例如ZnCl2、NH4Cl等)，在燒制磚塊的升溫過程中，因凝聚力不足，其氯(Cl)成分會被分離并氧化，其產生的物質氯氣(Cl2)和氯化氫(HCl)氣體會排放于大氣中，此類氣體屬于大氣污染物質，應限制其排放。
因此，需要事前去除上述廢電池粉碎粉末所含有的氯(Cl)成分。
按照上述說明，氯系列化合物(ZnCl2、NH4Cl等)的凝聚力微弱，在低溫300℃環境下，也能夠分離出氯(Cl)成分，并進行氧化，舉其中之一例來說，通過外層帶電熱絲，向溫度升高至300℃以上的螺旋輸送機內部移送上述的廢電池粉碎粉末，同時進行熱處理，則能夠蒸發掉氯氣(Cl2)和氯化氫(HCl)氣體。
在這種情況下，氯氣(Cl2)和氯化氫(HCl)氣體蒸發以后，最終剩下的廢電池粉碎粉末則已經加工成為目的產品，即磚顏料；對于蒸發的氣體，則采用排放氣體凈化方式之一的‘半干式吸附法’，使其通過氫氧化鈣(Ca(OH)2)水溶液，其中氯化鈣(CaCl2)沉淀以后，可以回收再利用。其反應時的化學式如下 氯(Cl2)氣體的一般反應如下列化學式1 化學式1
氯化氫(HCl)氣體的一般反應如下列化學式2 化學式2
Ca(OH)2+2HCl→Ca(Cl)2+2H2O 在具體說明本發明的利用廢電池粉末的粘土瓷磚制造方法之前，先說明如何取得上述的廢電池粉碎粉末的過程如下 本發明中，為獲得上述的廢電池粉碎粉末，首先從所收集的廢電池當中，按照其形狀篩選鐵殼電池和手電筒電池；對于其中的鐵殼電池，適用破碎機進行破碎以后，再使用粉碎機進行粉碎，變成微小形狀以后，采用具有篩選顆粒功能的鐵絲網的振動分選機，能夠獲得掉在鐵絲網下端的第一粉末。
另一方面，對于掉在上述鐵絲網上端的粗狀粉末及可燃性廢棄物、以及電池外皮層鐵片，則使用磁力分選機，篩選出鐵片；對于可燃性最終殘余物質和手電筒電池，則同時投入到熱分解爐，通過熱分解使得完全碳化以后，采用適當方法回收碳棒及鋅等各種形狀的物質，并予以再利用；對于其他殘余物質，則進行粉碎以后，獲得第二粉末。
對于按照上述的工序從廢電池中取得的第一、第二粉末，通過‘半干式吸附法’進行熱處理加工而成的磚顏料，其組成成分主要包括含有碳、錳、鋅的錳/鋅系列混合化合物，合理的標準總量成分由占6～10重量％的碳和占90～94重量％的錳/鋅系列混合化合物組成。
按照上述方式，加工并準備好磚顏料以后，首先將占70重量％的黃土或泥土等粘土或占24～28重量％的沙子或磨砂土及占2～10重量％的磚顏料混合起來得到粘土混合物，然后使用輥破碎機按0.5～2mm的大小粉碎該粘土混合物。
接著，將按照上述程序被粉碎處理的粘土混合物，加水攪拌成為水分達18～22％的狀態，使用真空式壓擠土練機壓擠出磚塊形狀，按特定大小進行切割并成型。
然后，將按照上述程序壓擠成型的磚塊放入干燥室，持續干燥30～40小時，使得水分達到0～5％。
最后，將按照上述方式進行干燥的磚塊放入常溫～1000℃的窯中加以預熱，在1000～1200℃中燒成，1200℃～常溫的方式進行冷卻，粘土瓷磚即制造完畢。
上述就去除廢電池粉碎粉末中的氯(Cl)，加工成為磚顏料的方法中，采用‘半干式吸附法’的‘熱處理法’作為實施例進行了說明，同時，水洗后予以干燥的‘水處理法’等各種方法亦可采用。
以下將舉出利用廢電池粉末的粘土瓷磚制造方法的一個合適實施例，進行說明 實施例
通過熱處理方式，將70重量％紅色粘土和25重量％磨砂土及5重量％從主要包括錳和鋅的鐵殼廢電池粉碎粉末加工成的磚顏料混合得到粘土混合物，使用輥破碎機按2mm的大小進行粉碎；然后，加水攪拌成為水分達20％的狀態，使用真空式壓擠土練機壓擠出長方形的磚塊形狀，按特定大小進行切割并成型；接著，將壓擠成型的磚塊放入干燥室，持續干燥30～40小時，直到水分達到5％；將干燥了的磚塊繼續放入常溫～1000℃的窯中加以預熱，在1000～1200℃中燒成，1200℃～常溫的方式進行冷卻，則能夠制造出深褐色的粘土瓷磚。
此時，上述的磚顏料粉末5重量％的成分是以8.87重量％的碳和91.13重量％的錳/鋅系列混合化合物組成；上述的錳/鋅系列混合化合物是以42.18重量％的錳、49.14重量％的鋅、8.68重量％的鈣組成。
對于按照此實施例制造的粘土瓷磚，根據KS規格(KSL4201)標準，測定其壓縮強度(20.59N/mm2以上)和吸收率(10％以下)的結果見表1，可以確認其壓縮強度和吸收率均滿足KS規格的標準。
表1
以上說明的本發明利用廢電池粉碎粉末的陶瓷粘土磚制造方法，將不局限于上述的實施例，本發明的技術理念在于，只要不脫離權利要求書范圍的本發明要旨，在本領域具有基本知識的相關人員，均可在本發明的宗旨范圍以內，能夠實施各種變更。
權利要求
1.一種利用廢電池粉末的粘土瓷磚制造方法，其特征在于，
第一程序，將70重量％的粘土、20～28重量％的沙子或磨砂土及2～10重量％作為磚顏料的從廢電池中獲得的粉碎粉末混合以后得到的粘土混合物，使用輥破碎機按0.5～2mm的大小進行粉碎；
第二程序，將上述被粉碎處理的粘土混合物，加水攪拌成為水分達18～22％的狀態，使用真空式壓擠土練機壓擠出磚塊形狀，按特定大小進行切割并成型；
第三程序，將上述壓擠成型的磚塊放入干燥室，持續干燥30～40小時，使得水分達到0～5％；
第四程序，將上述干燥的磚塊放入常溫～1000℃的窯中加以預熱，在1000～1200℃中燒成，1200℃～常溫的方式進行冷卻。
2.如權利要求1所述的利用廢電池粉末的粘土瓷磚制造方法，其特征在于，
對廢電池進行破碎、熱分解、粉碎、磁力篩選的程序，通過分離取出廢電池的有價物質，在剩下的廢電池粉碎粉末中去除氯(Cl)成分，加工成為磚顏料以后使用。
3.如權利要求1或2所述的利用廢電池粉末的粘土瓷磚制造方法，其特征在于，
通過破碎、粉碎工序，從廢電池獲得粉碎粉末，形成碳以及主要包括錳和鋅的錳/鋅系列混合化合物，合理的標準總量成分由占6～10重量％的碳和占90～94重量％的錳/鋅系列混合化合物組成；通過對此廢電池粉碎粉末進行300℃以上的熱處理，或者洗滌的方式去除氯(Cl)成分以后加工成為磚顏料。
全文摘要
本發明是利用廢電池粉末的粘土瓷磚制造方法及相關技術，對廢電池進行破碎、熱分解、粉碎、磁力篩選等程序，通過分離取出廢電池的有價物質，將剩下的廢電池粉碎粉末加工成為粘土瓷磚的顏料，在制造磚的過程中，將其混合于粘土混合物，根據其含量能夠制造出黑色或者深紅色或深褐色等顏色的磚。根據本發明技術，將主要包括錳和鋅的廢電池粉碎粉末加工成為磚顏料以后，在磚塊成型過程中，根據混合含量能夠制造黑色或深紅色或深褐色的磚；本發明可以大大減少生產粘土瓷磚的過程中用于顏料的純二氧化錳(MnO2)的采購成本，可以用低廉的價格制造出高質量的磚，尤其，隨著廢電池的回收利用，防止了環境污染，通過廢棄物再利用，能夠實現預期的經濟效果。
文檔編號B28B3/20GK101610882SQ200880004514
公開日2009年12月23日 申請日期2008年2月20日 優先權日2007年3月5日
發明者林炯學 申請人:林炯學