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利用工业废料生产彩色墙砖【麟工窑炉】
时间:2020年07月20日    点击:次    来源:窑炉

彩色墙砖是一种装饰性建筑材料。这种独具特色的墙砖既可用于各种房屋正面装饰, 也可作为建筑物 整体装饰中的部分装饰和非卧室的各种室内墙体装饰, 还可制作成立体图案式装饰材料。采用这种装饰 材料的建筑物, 在使用过程中不会产生斑点, 无需再进 行装饰修理, 装饰寿命比陶瓷釉面砖、马赛克长得多。

 

彩色墙砖的颜色有奶黄色、深黄色、浅咖啡色 、深咖啡色、橙色、樱红色 、深红色 、浅红色、浅绿色 、深绿色 等。 窑炉

 

1 咖啡色墙砖

 

咖啡色墙砖主要原料为黏土, 用锰矿浮选尾渣作为着色剂。黏土中含有大量着色性氧化铁, 能保证砖 坯在烧成后呈红色。这类黏土中 Al2O3 含量达 12 .07 %。颗粒组成中小于 0 .001 mm 颗粒占 24 .7 %, 属细 分散原料 。作为着色剂的锰矿浮选尾矿中氧化锰平均 含量为 35 .5 %, 其主要矿物为一氧化锰化合物和二氧 化锰组成的水锰矿 Mn( OH) 2MnO2 。尾矿中游离石英 的含量较高, 锰矿石浮选尾矿中粒度在 0 .25 0 .05 mm 的颗粒占90 .0 %, 不需细磨即可作为墙砖的着色剂。隧道窑

 

咖啡色墙砖的原料组成( 按体积%) 为黏土 98 % 95 .8 % 93 .4 %, 而锰矿石浮选尾矿加入量分别为 2 %4 .2 % 6 .6 %。黏土首先要露天暴晒, 自然破坏 其天然结构, 使之黏土崩解, 水分被排除 。黏土和锰矿 石浮选尾矿用两个箱形供料机进行体积称量和供料, 混合料在辊式破碎机中粉碎与细磨 。辊式破碎机还具 有除石装置和过筛装置, 细磨的配合料用黏土混合机 混合 烧结砖

 

成型在带式双槽真空挤压机中进行, 成型参数为: 挤压机真空室真空度 0 .09 MPa, 成型含水率17 .5 % 18 .2 %, 成型压力 1 .56 1 .62 MPa, 泥坯温度 32 35 ℃。从真空挤压机中出来的泥条由自动切割机切割成 小块, 然后其进入隧道式干燥室干燥。干燥参数为 : 热体临界点温度45 50 , 相对湿度 80 % 90 %, 燥时间65 75 h, 砖坯中残留水分为 2 .3 % 3 .1 %, 干燥砖坯废品率不超过 2 %

 

砖坯首先在长度为 130 m 的预热室中从 20 ℃加 热到 200 , 然后进入烧天然气的隧道窑内烧成。隧 道窑长159 m, 7 m, 2 m, 烧成时间为 75 85 h, 高烧成温度 1020 , 在此温度下保温 6 h 。制品烧成 以后进入冷却隧道, 砖从 40 50 ℃冷却到大气温度。

 

用含 2 %4 .2 % 6 .6 %锰矿石浮选尾矿的配 合料为原料, 制成的砖坯在 1020 ℃下氧化气氛中烧 , 可分别获得着色均匀的淡咖啡色、深咖啡色和黑色的砖

 

X ray 射线分析、岩相分析和差热分析可知, 烧成砖的矿物相主要为四氧化三锰(Mn3O4) , 其呈深褐 , 950 ℃~ 1050 ℃温度范围内它是最稳定的锰氧 化物。通过上述分析还发现, 配合料中的 20 % 30 %的锰在制品烧成以后相变成呈浅玫瑰红的辉石型硅 酸锰(MnSiO3) , 它对砖体颜色不起主要作用。生产的彩色墙砖的物理力学性能见表 1

 

这种砖之所以具有优良的物理力学性能, 是由于 其在烧成过程中形成了 3 种新的结晶矿物, 即三氧化 二锰(Mn2O3) 、硅灰石( CaO·SiO2) 和钙长石( CaO·Al2O3 ·2SiO2) , 而最主要的是加入的锰矿石浮选尾矿中有 50 %尾矿参与了烧成过程中的各种化学反应, 由此提高 了砖的强度 。此外, 在尾砂中含有的 10 %的结晶石 , 其也参加了反应, 起了结晶键合作用

 

为防止砖表面出现硫酸盐和其他化学斑点, 用于干燥砖的空气需采用纯净的空气, 且进入干燥室中的 热载体相对湿度不得超过 90 %, 以保证砖坯表面无水 汽聚结。干燥砖坯的含水率为 2 % 3 %。若砖完全干燥, 则窑炉中的含硫气体就会被砖吸收 。为使窑炉 中的含硫气体减少到最低限度, 必须选择适宜的窑炉 气氛和烧成温度 。一般窑炉中需建立使碱金属硫酸盐和碱土金属硫酸盐热分解的热工制度和气氛, 为此, 烧成温度最好不超过 1020 , 并在此温度下保温 6 h, , 在烟道中抽风排除含硫气体。

 

2 红色墙砖

 

以红色黏土为原料, 用低品位锰矿作着色剂, 掺加陶瓷片废料磨成的细粉。其中, 红色黏土中含氧化铁 和氧化钾 4 .26 %, Al2O3 16 .83 %, 属半酸性, 其粒度小 0 .001 mm 的颗粒大约为 25 %;低品位锰矿中含软 锰矿( MnO2 ) 72 %左右 。其配方( V %) 为黏土 77 .5 %, 锰矿石粉 2 .5 %, 陶瓷粉 20 %。配料在双轴轮碾 机中混合碾磨。为使砖的颜色纯正, 并提高砖坯亮度, 在碾磨过程中需外加 0 .5 %的碳酸钡( BaCO3) , 碳酸钡 以水悬浮液形式加入 。上述配料采用真空挤压机成 , 干燥时间 62 h, 烧成在燃天然气的隧道窑中进行, 时间 46 h, 最高烧成温度 960 ℃。

 

用黄铁矿渣作为生产深红色和樱红色砖的着色剂 具有重要意义。在烧成过程中, 黄铁矿渣能助熔, 改善 烧结过程, 提高制品强度和抗冻性 。工业试验表明, 产樱红色和深红色砖时加黄铁矿渣 6 % 7 %( V %) , 其可使砖的抗压强度提高 1 .5 , 抗弯强度提高 1 , 黏土干燥敏感性降低 1 , 使干燥废品率从 16 % 减少到4 %, 燃料消耗减少 1 倍。

 

生产深红色砖也可用铁矿的选矿尾渣。砖颜色的 深浅与掺入铁矿石尾渣的量及烧成温度和气氛有关。铁矿石尾渣的掺入量一般为 5 % 25 %, 应以泥浆方式掺入 。这种砖坯应在氧化气氛中烧成, 烧成温度 1050 ℃。由于铁矿石尾渣在砖坯中形成新的矿物相莫来石, 从而可降低砖的吸水性, 提高砖的强度和抗冻性。

 

3 奶油色墙砖

 

这种砖采用寒武纪红色易熔黏土和石英砂作为原 , 以白垩粉作为着色剂 。寒武纪黏土含有 18 .01 % Al2O3, 属半酸性, 土中粒径小于 0 .001 mm 的颗粒占 35 .86 %。所用石 英砂含 SiO2 80 .9 %, 石英砂中含有长石( 长石中含 Na2O 2 .2 %, K2O 3 .3 %) 。石英颗粒粒径平均为 0 .15 1 .5 mm, 粒度模数 1 .6 1 .8 。天然白垩含 CaCO3 96 %, 湿度为 0 .19 %, 90 目筛筛余为 1 .5 % 1 .8 %。干燥烧成工艺如前所述, 烧成温度 1020 ℃。

 

4 绿色 、橙色、黄色墙砖

 

绿色 、橙色 、黄色墙砖均以寒武纪红色易熔黏土为原料, 用细磨Cr2O3 作着色剂( 其细度为通过 200 目筛 筛余不超过 0 .2 %) 。砖的颜色取决于配料中 Cr2O3 的掺入量 。掺入 1 %Cr2O3, 可使砖颜色呈淡红色-橙黄色 ;Cr2O3 含量从 1 %增加到 3 %, 制品颜色逐渐 从橙色—黄色变成淡咖啡色到咖啡色。从3 %增加到 5 %, 其烧成制品颜色从淡咖啡色变成咖啡色, 再到深 咖啡色; Cr2O3 含量从7 %增加到 10 %, 烧成制品颜 色从浅绿色到逐渐变成深绿色 。当烧成温度从 950 提高到 1050 ℃时, 砖颜色都向深颜色的方向发展。研 究表明, 若将Cr2O3 含量从5 %增加到10 %, 则提高了 烧成制品的抗压强度和抗弯强度, 而吸水性没有明显 变化 。烧成温度从 950 ℃升到 1050 , 试样总的收缩 率增大, 砖吸水性减小, 强度增加。烧成砖的颜色主要 取决于红色和绿色相互合成的结果, 随着配料中 Cr2O3 含量的增加, 绿色漫射增强, 红色减弱, 从而使砖的颜色从红色※橙黄色※咖啡色 ※绿色, 发生有规律的变化。

转载自:《砖瓦》  作者:王敏





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