專利名稱：鉻渣彩釉?；u及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種鉻渣彩釉玻化磚及其制備方法。
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高，建材發(fā)展迅速，品種日益增多，其中有利用金屬鉻及鉻鹽生產(chǎn)過程中所形成的廢料-鉻渣為原料燒制的炻質(zhì)磚。鉻渣是生產(chǎn)金屬鉻和鉻鹽產(chǎn)品的廢物，因含有水溶性六價(jià)鉻而具有毒性。如不治理，對(duì)生態(tài)環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重污染。目前，處理鉻渣化害為用的方法已有報(bào)道，基本思路都是通過對(duì)鉻渣解毒后制成造價(jià)低廉的建材。申請(qǐng)?zhí)枮?1108430.4鉻渣炻質(zhì)磚及其制備方法中國(guó)專利，就是一種利用鉻渣為原料制成的解毒性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的建材。上述建材，雖有許多優(yōu)點(diǎn)，然而最明顯的缺陷是制品的應(yīng)用范圍窄、經(jīng)濟(jì)效益較低。
本發(fā)明的目的在于提供一種使用范圍廣泛，經(jīng)濟(jì)效益顯著，而且解毒性好、機(jī)械強(qiáng)度高、性能穩(wěn)定、富有美感的鉻渣彩釉玻化磚及其制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下鉻渣中主要的有毒物質(zhì)是Na2CrO4與CaCrO4，采用高溫火法對(duì)鉻渣進(jìn)行解毒，即是在高溫下使用還原性物質(zhì)如紅粘土、頁巖等成分在高溫加熱過程中分解出來的一氧化碳、碳元素、氫元素起到還原劑的作用，將六價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為三價(jià)鉻，生成的三價(jià)鉻在降溫時(shí)被大量玻璃相包裹，或在高溫下與其他元素形成穩(wěn)定的化合物。另外，酸性物料有利于Cr6+還原，因此，在處理鉻渣時(shí)加入較多酸性氧化物，對(duì)鉻渣解毒有很大幫助，本基料中含有大量酸性氧化物二氧化硅，使Cr6+能較容易地轉(zhuǎn)化為Cr3+，從而達(dá)到解毒的目的。二氧化硅在高溫下易與硅酸二鈣、鐵鋁酸鈣反應(yīng)生成新相如鈣長(zhǎng)石、斜輝石，從而將固溶的CrO-24釋放出來，使其還原。生成的三價(jià)鉻的氧化物又與坯體中的各種礦物成分，重新礦化成新的穩(wěn)定礦物如Fe(CrO2)2、NaCrSi2O6、CaCrAlSiO6等又還原成自然礦物的本來面貌。
本發(fā)明配方按重量百分比為釉面磚基料∶鉻渣∶長(zhǎng)石或碎玻璃＝72.5-77.5%∶17-22%∶4.5-6.5%。釉面磚基料為已知常用料，由頁巖、紅粘土、長(zhǎng)石、石英、柴木節(jié)組成。
其工藝流程如下1.配料將原料烘干，烘干時(shí)溫度需超過100℃，按配方比例稱重、入磨。
2.混磨將原料混磨，磨后粒度要求過100-120目篩。
3.調(diào)整水分加入6-10%的水，使之即可成型，且使料粉不粘到模具上。
4.陳化陳化目的為使水分均勻地分布在料粉中。陳化時(shí)，將料粉置于陰暗、潮濕和密閉的環(huán)境中，保證料粉中水分分布均勻且含水量不會(huì)變化，時(shí)間一般為2-8天。
5.過篩造粒將陳化后料粉過12-20目篩。
6.成型根據(jù)需要制成各種規(guī)格產(chǎn)品。
7.干燥采用鏈?zhǔn)礁稍锘蛩淼栏稍?。溫度?0-100℃。干燥后坯體含水量一般為2%以下。干燥時(shí)間因產(chǎn)品不同而異。
8.素?zé)魤捍u機(jī)噸位在200噸以下，需經(jīng)素?zé)蕴岣邚?qiáng)度。
9.上釉采用掄釉或噴釉均可。
10.干燥溫度為70-100℃，鏈?zhǔn)交蛩淼栏稍铩?br> 11.燒成采用輥道窯燒成，溫度為1120-1140℃。燒成帶溫差小于10℃，燒成后保溫10-20分鐘。
12.成品其規(guī)格可為150mm×150mm×5mm，100mm×200mm×5mm，300mm×300mm×8mm等。
根據(jù)上述配方與工藝生產(chǎn)出的彩釉?；u理化性能優(yōu)于其它磚，見表1
表1彩釉玻化磚與其它磚理化性能比較磚名抗折強(qiáng)度吸水率耐急冷急六價(jià)鉻浸其它MPa%熱性出量鉻渣彩釉25.630.7-2.6150℃至20℃<5.0?；u水中三次不裂鉻渣炻質(zhì)13.49.64/<5.0抗凍性路磚1.8%彩釉磚 >24.5*<10 150℃至20℃ /水中三次不裂釉面磚 >16.67*<22 150℃到20℃ /水中一次不裂＊為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)本工藝中鉻渣加入量必須嚴(yán)格控制，鉻渣加入量過大，會(huì)導(dǎo)致Cr6+浸出量過大，不符合標(biāo)準(zhǔn)，且導(dǎo)致坯體燒成溫度增高。
鉻渣細(xì)度對(duì)解毒效果也有相當(dāng)大的影響，鉻渣磨的越細(xì)，接觸面越大，表面能越大，反應(yīng)越容易進(jìn)行，解毒效果越好。
原料中加入了長(zhǎng)石或玻璃，在燒成過程中，提早出現(xiàn)液相，促進(jìn)燒結(jié)，它們可以降低燒成溫度。在燒成后，可生成一定量玻璃相，起到固化鉻的作用，降低六價(jià)鉻的浸出量，提高解毒效果。
隨燒成溫度的升高，樣品中水溶性六價(jià)鉻含量降低，在1120℃-1140℃溫度下燒成，保溫10-20分鐘，其樣品中的水溶性六價(jià)鉻含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許值5ppm。
經(jīng)樣品斷口掃描電鏡照片，對(duì)樣品的晶相分析及顯微結(jié)構(gòu)的觀察說明見

圖1樣品中顯微結(jié)構(gòu)緊密，氣孔多為閉口，鉻的化合物和多種晶相、液相、固化在一起。此種微晶結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品抗折抗壓強(qiáng)度增強(qiáng)，吸水率降低，耐酸堿度增高，對(duì)殘余的Cr6+的穩(wěn)定性提供了優(yōu)越的環(huán)境。
成型工藝由于采用了壓機(jī)干壓成型，在拌料和壓制過程中不會(huì)有水分流失，不會(huì)造成含鉻廢水的污染。
利用鉻渣制造彩釉?；u徹底解決了鉻渣的環(huán)境污染問題，是化害為利、變廢為寶的良好途徑。彩釉玻化磚外形美觀，理化性能好，裝篩方法多，如光釉、色釉、無光釉、印花裝篩、無釉拋光等均可采用，銷售前景廣闊。
生產(chǎn)工藝中不會(huì)產(chǎn)生污水，流程中采用機(jī)械化操作，工人不與鉻渣接觸，不會(huì)對(duì)人員造成傷害。
本發(fā)明投資小，見效快。按年產(chǎn)80萬M2生產(chǎn)線計(jì)算，年創(chuàng)利可達(dá)700萬元。同時(shí)，每生產(chǎn)1M2彩釉?；u可利用鉻渣5公斤，若年產(chǎn)80萬M2彩釉?；u可利用4000噸鉻渣，相當(dāng)一個(gè)中型鉻鹽廠一年半的廢渣，為鉻鹽廠的發(fā)展解決了后顧之憂，保護(hù)環(huán)境，造福于民，社會(huì)效益顯著。
實(shí)施例1稱量7kg頁巖粉、2kg鉻渣和1kg玻璃粉，烘干后在振動(dòng)磨(或球磨)中混磨至過100目篩，加入0.7kg水，攪拌后陳化2天，過20目篩篩分造粒。用100噸壓機(jī)壓成150×150×5磚坯。干燥至含水量小于2%。在750～850℃下素?zé)?，上釉、干燥。將磚坯送至輥道窯中燒成。燒成第一階段從常溫升至570℃，升溫時(shí)間為30min。在570℃下保溫5min，第二階段從570℃至1130℃，升溫時(shí)間為30min，第三階段在1130℃下保溫20min，第四階段降溫，從1130℃降至室溫需經(jīng)15min。
實(shí)施例2稱6kg頁巖、1kg紅粘土、2kg鉻渣、1kg長(zhǎng)石粉，烘干后混磨至過100目篩，加0.7kg水，充分?jǐn)嚢韬箨惢?天。用12目篩篩分造粒。用60噸磨擦壓力機(jī)壓制成100×200×5磚坯。經(jīng)干燥至含水量小于2%，在750～850℃下素?zé)?，冷卻后上釉，再干燥，送至輥道窯燒成。燒成第一階段從常溫升至1140℃，升溫時(shí)間為30min，第二階段保溫10min，第三階段從1140℃降至常溫，需經(jīng)歷10min。
權(quán)利要求
1.一種鉻渣彩釉?；u，其特征在于其配方重量百分比為釉面磚基料∶鉻渣∶長(zhǎng)石或碎玻璃=72.5-77.5%∶17-22%∶4.5-6.5%。
2.一種鉻渣彩釉?；u的制備方法，工藝過程包括粉碎、混合、造粒、陳化、成型、施釉、燒制，其特征在于原料粉磨后粒度要求過100-120目篩，磚坯燒制溫度為1120-1140℃，燒成帶溫差小于10℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉻渣彩釉?；u的制備方法，其特征在于燒成后保溫10-20分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉻渣彩釉?；u的制備方法，其特征在于成品規(guī)格可為150mm×150mm×5mm，100mm×200mm×5mm，300mm×300mm×8mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉻渣彩釉?；u及其制備方法，其配方由釉面磚基料、鉻渣、長(zhǎng)石或碎玻璃組成，經(jīng)過粉碎、混合、造粒、陳化、成型、施釉、燒制而成產(chǎn)品。本發(fā)明利用鉻渣制造彩釉?；u化害為利、變廢為寶，保護(hù)了環(huán)境，且投資小，見效快，經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益顯著。
文檔編號(hào)C04B33/13GK1092753SQ94102850
公開日1994年9月28日 申請(qǐng)日期1994年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月25日
發(fā)明者王永增, 楊國(guó)武, 趙敏, 郝鳳勇, 周驪驪, 秦麗娟, 李忠升, 王宏力 申請(qǐng)人:中國(guó)輻射防護(hù)研究院, 河北省唐山陶瓷工業(yè)公司研究所