長石-石英尾礦微波養護生產免燒陶瓷的工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用長石-石英尾礦微波養護生產免燒陶瓷的工藝。
技術背景
[0002]本免燒陶瓷是基于礦物聚合材料原理而制備的一種陶瓷。礦物聚合材料(Geopolymer)是一種新型的無機非金屬聚合材料，這種材料多以天然的招娃酸鹽礦物或工業固體廢物為主要原料，配以煅燒高嶺土和堿激發劑，在20?120°C的養護溫度下成型硬化，是一類由鋁硅酸鹽凝膠成分粘接的化學鍵陶瓷材料。由鋁硅酸鹽凝膠相形成的基體相，其化學組成與沸石相近，物理形態上呈三維網絡結構，將未溶解的固體顆粒膠結為堅硬塊體，是材料獲得良好力學性能和化學穩定性的結構基礎。本發明不需加入水泥，相對于加氣混凝土和泡沫混凝土，減少了水泥的應用。同時，礦物聚合材料的養護方式主要以空氣加熱養護為主，其養護周期長，成本高，不易實施推廣。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種利用長石-石英尾礦生產免燒陶瓷的方法。該方法設計合理，工藝流程簡單，無“三廢”排放，原料來源廣泛，成本低廉。
[0004]本發明的另一個目的在于用微波養護代替傳統的空氣加熱養護方式，該方式養護周期短，能耗低，便于實施推廣。
[0005]為實現上述目的，本發明采取以下技術方案:
[0006]這種利用長石-石英尾礦微波養護生產免燒陶瓷材料的工藝，包括下述步驟:
[0007](I)原料處理步驟:將60?80重量％的長石-石英尾礦與20?40重量％的鍛燒高嶺土混磨后作為固相物料；將32?39重量％的工業片堿、45?55重量％的水玻璃和13?16重量％的水混合均勻作為液相物料；
[0008](2)配料混合步驟:將步驟(I)中混合好的固相物料和液相物料按照2.0?3.0重量比置于攪拌器中攪拌5?10分鐘后，即制得混合漿料；
[0009](3)澆注成型步驟:將步驟(2)所得漿料直接澆注入固定模具模壓成型，成型壓力3-8MPa，成型后靜置3?5小時后脫模；
[0010](4)微波養護步驟:將步驟(3)所得固體樣品轉移到微波干燥器中，在微波頻率為2450 ± 50MHz條件下養護40?120分鐘，即制得免燒陶瓷材料。
[0011]在本發明中的原料處理步驟中，長石-石英尾礦為金屬礦山花崗巖選礦的尾礦，去除磁性礦物和暗色礦物后，其主要物相為鉀長石、鈉長石和石英。煅燒高嶺土為高嶺土在850°C下煅燒2?4小時的產物，主要物相為非晶態的鋁硅酸鹽。
[0012]在本發明中的原料處理步驟中，長石-石英尾礦和煅燒高嶺土的粒度均為200目以下，即長石-石英尾礦和煅燒高嶺土粒徑均為0.074mm以下。
[0013]在本發明中的原料處理步驟中，水玻璃的模數(Na2O和3102的摩爾比)為2.2?
2.6，波美度為35?40° Be，其通用的分子式為Na20.nSi02，呈無色透明或半透明的粘稠狀液體；工業片堿為工業級氫氧化鈉；使用的水為普通自來水。
[0014]在本發明中的配料混合步驟中，長石-石英尾礦和煅燒高嶺土為固相物料，將工業片堿加入到水中攪拌均勻后，再加入水玻璃攪拌均勻成為液相物料，混合后的液相物料pH彡14。然后將混合后的固相物料加入到液相物料中，混合5?10分鐘。
[0015]在本發明中的配料混合步驟中，所述的固相物料是按照固液重量比為2.0?3.0加入上述的液相物料中。
[0016]在本發明中的微波養護步驟中，微波干燥器輸出功率為600?800W，微波頻率為2450±50MHz，養護時間為40?120分鐘。
[0017]本發明的免燒陶瓷材料具有如下主要優點:
[0018]1、強度性能高。采用本發明的配方由長石-石英尾礦制備的免燒陶瓷材料，抗壓強度可以達70?80MPa，破壞強度大于3KN，斷裂模數大于45MPa，所制備的免燒陶瓷性能上遠高于現有的陶瓷磚(GB/T 4100-2006)標準要求。
[0019]2、熱震性穩定。將由長石-石英尾礦制備的免燒陶瓷材料按照陶瓷磚抗熱震性測試方法(GB/T 3810.9-2006)測試其抗熱震性，測試樣品表面沒有發生剝落現象，未出現裂紋，完全符合陶瓷熱穩定性的要求。
[0020]3、抗凍性穩定。將由長石-石英尾礦制備的免燒陶瓷材料按照陶瓷磚抗凍性測試方法(GB/T 3810.12-2006)測試其抗凍性，測試樣品表面完整，未出現剝落、裂紋等現象，完全符合陶瓷抗凍性的要求。
[0021]4、生產工藝簡單，能耗低。由長石-石英尾礦制備的免燒陶瓷材料，其生產工藝流程為:原料處理一配料混合一澆注成型一微波養護一材料樣品。材料微波養護頻率為2450±50MHz，養護時間為40?120分鐘，相對于養護箱的養護過程，大大減少了生產過程中的能耗。
[0022]5、原料來源廣，成本低廉，利廢量大。本發明的工藝方法其配料中長石-石英尾礦為工業礦山的尾礦，來源廣泛，成本低廉，其用量高達60?80重量％，可以減少金屬礦山尾礦的排放，便于在各地推廣使用。
[0023]本發明工藝設計合理、工藝流程簡單、無“三廢”排放，符合高效節能和“清潔生產”的環保要求。采用本發明的方法制備的陶瓷與現有陶瓷材料的工藝相比，其主要改進之處是，以工業固體廢棄物長石-石英尾礦代替了傳統的粘土，從而大大減少了對粘土的消耗；與傳統的免燒陶瓷相比減少了水泥的應用，從而使材料的生產成本有一定程度降低；同時，解決了礦山尾礦的長期堆存造成的環境問題。本發明原料來源廣泛，工藝流程短，產品成本低，經濟效益高，投資回收期短，便于實施推廣。
【附圖說明】
[0024]圖1長石-石英尾礦微波養護生產免燒陶瓷的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0025]如圖1所示，長石-石英尾礦與煅燒高嶺土經混磨后得到固相物料。將工業片堿按一定的配合比在水中充分溶解后，與水玻璃進行混合攪拌，混合均勻后得到液相物料。將固相物料加入到液相物料中，經充分混合攪拌，即制得一種混合漿料，將該漿料注入模具中進行模壓成型，壓制成型后，經過一定時間后脫模，樣品經微波養護，即制得免燒建筑陶瓷材料制品。
[0026]實施例1
[0027]長石-石英尾礦中主要物相含量組成為35.93重量%的鉀長石、14.04重量％的鈉長石和48.40%的石英；煅燒高嶺土中主要成分含量為49.75重量％ S1jP 43.23重量％Al2O3;水玻璃模數為2.46，波美度為40° Be。固相物料中各組分的配比為