利用赤泥制备琉璃瓦
前言
赤泥是氧化铝工业生产的废弃物,由于它的pH值很高又含有氟化物属于有害废渣。每生产1吨氧化铝大约产出1.0~1.6t赤泥,大量的赤泥由于没有得到利用,对环境保护构成极大的压力,对人类的生产、生活造成直接或间接的影响。国内外铝工业者在赤泥的综合利用上,进行了一系列有成效的开发工作,其中有的已工业化。本文将研究利用广西平果铝业公司产生的工业废弃物———赤泥制备琉璃瓦。
1 坯用原料及配方研制
1.1坯用原料
1.1.1赤泥
广西平果铝业公司拜耳法产出的赤泥主要化学成分见表1。
赤泥由于其粒度细、质软,有一定的塑性,其物理性质与粘土相似.可替代粘土用于琉璃瓦生产。但是赤泥的塑性与其堆存时间及风化程度有关。新鲜赤泥的塑性指数为16。但暴露于空气中的风化赤泥则基本没有塑性。而堆存的未暴露于空气中的赤泥的塑性指数则在10左右。因此为使坯料有良好的成形性能,需配入适量的粘土。
1.1.2粘土
配入的粘土是广西本地粘土,粘土具有良好的塑性。其主要化学成分见表2。
1.1.3坯料可塑性的测试
可塑性测试原理是用粘土或坯料在工作水分下,制成一定直径的圆柱体样品,在无侧向支持的条件下,沿轴向以一定的速度压缩,测定样品在不同压缩状态的压应力与应变量的关系曲线,并求出可塑性。
公式:P=A×F10/F50
式中:P-泥坯的可塑性,A-常数1.8,F10-压缩量为10%的应力,F50-压缩量为50%的应力。不同配料比的坯料的可塑性测试结果见表3。
1.1.3坯料的烧结特性
将研制的配方为赤泥∶粘土=7∶3坯料试块置于电炉中,在不同温度下作烧结试验,测试结果见表4。
1.2坯料配方的确定
琉璃制品一般为挤出成形,要求泥料有一定的可塑性及粘结性能,塑性原料用量过少会影响坯体的挤出,但塑性原料用量过多会导致坯体的收缩加大,造成变形与开裂。综合上面可塑度测试、坯体的烧结性能及考虑尽量加大赤泥的用量,坯料的配方确定为赤泥∶粘土=7∶3。
2釉料
2.1釉料的配方
传统的琉璃瓦均为二次烧成,使用的釉料为生铅釉,生铅釉的特点是光泽高、烧成温度低。近年来,为了简化生产工序和降低生产成本与能耗,多采用一次烧成工艺,为符合琉璃瓦的发展需要,决定采用生料配成铅釉。另一方面,坯体的颜色很大程度上影响着釉料的发色,尤其是对于一次烧成的琉璃瓦,主要原因是坯体中的Fe2O3和MgO与釉中显色离子发生反应后,使釉料中的色剂不能达到预期的发色效果。由于坯体中Fe2O3的含量很高,使用红色釉料烧成红色琉璃瓦来说,不会有大的影响,反而有促进作用。所以先试用红色,用铁红作色料,并试制一次烧成。釉料的成分见表5。
球磨时加入适当的添加剂,以调配釉料的粘度。
2.2釉料的制备
釉料的原材料选用纯度较高的化工原料,釉料的加工工艺及参数:料∶球∶水=1∶1.5∶0.8球磨时间8~12h,球磨细度:325目筛余0.2%;釉浆比重:1.55~1.65g/cm3。
3工艺流程
主要工艺流程如下:坯料干燥粉碎-配料-球磨-陈腐-真空练泥-生坯成形-干燥-施釉-干燥-烧成。
4结语
4.1利用赤泥制备琉璃瓦,在坯料中加入适量的粘土,可以制得符合琉璃瓦坯体成型工艺及性能的泥料。
4.2试验中的坯料中含较高的K、Na、Ca等碱性成分,促使胎体的烧结,实现了制品的低温烧成。
4.3因泥料中Fe2O3含量较高,烧成的坯体是红色的,对制备红色琉璃瓦来说,坯体的红色促使釉料的显色。
4.4利用赤泥制备红色琉璃瓦,一次烧成制得合格的产品,为赤泥的开发利用开辟一条新途径。