利用四会本地劣质原料生产二次烧内墙砖

摘要 本文对广东肇庆四会本地的劣质原料和废弃料进行了原矿性能、泥浆性能、粉料性能及烧结性能等试验，并对部分原料进行了化学分析。在实验基础上，利用这些劣质原料试制出了二次烧内墙砖。生产实践表明：利用四会本地劣质原料和原料尾矿生产二次烧内墙砖，不仅具有原料成本低的优点，而且还可以大幅度降低球磨时间，降低了生产能耗。

关键词 四会，劣质原料，内墙砖，二次烧，配方

1前 言

近二十年来，我国建筑卫生陶瓷工业一直呈现高速发展的态势，至今建筑卫生陶瓷的产量已稳居世界第一。据估算，我国生产建筑陶瓷年耗用天然矿物原料超过1.0亿吨[1]。众所周知，矿产资源不可再生，这么巨大的资源用量对于地大物博的中国同样也无法长期承受。与此同时，由于原来对矿山的掠夺性开采所造成的大部分中低档陶瓷原料现在又被闲置和废弃，若不做好矿产资源的综合开发利用，不进行废渣、废弃物的利用研究，既会造成资源的枯竭，还会导致生态失衡和环境的破坏。因此，如何利用劣质原料和尾料又成为一个迫不及待的新课题。

本文介绍了如何利用四会劣质料生产二次烧内墙砖的工艺试验过程，既有很好的环保意义，又拓宽了陶瓷原料的新领域。

2原料选择

内墙砖的原料以四会龙湾为中心50公里以内的原料作为主要研究对象，选取原料的原则有以下几点：

（1） 原料应在周边地区50公里内；

（2） 砂风化好，含砂率小于65%，云母含量小于1.5%，且最好有一定的塑性，烧饼白度大于40，可全部通过4目筛；

(3) 泥塑性较好，含砂率小于35%，树根含量小于3%，塑性指数大于10，烧后不黑心；

(4) 石灰石的粉钙含量不低于52%，并可全部通过8目筛；

(5) 价格方面，砂不超过30元／吨、泥不超过35元／吨、石灰石粉不超过40元／吨；

(6) 总供货量每月不少于8000吨，其中砂类不少于5000吨，可随时供货，供应商有一定的存货量。通过调研，发现符合上述条件的原料不下四十种，总储量不下10亿吨，这可能是四会本地原料的优势。

3原料试验

原料试验内容可分为：原矿性能试验、泥浆性能试验、粉料性能试验及烧结性能试验等四大项。

3.1原矿性能试验

主要测试原砂和泥的水份、含砂率、含云母率、含树根率、粒度、砂粒硬度和粒度分布、原泥可塑性指数等。同时还应对矿山的储量、矿层走向、矿层风化解理情况、矿砂泥的不同层面的切面的性能有所掌握，并做好封存建档管理。

3.2泥浆性能试验

(1) 将烘干后的原料置于容量为5kg的95氧化铝瓷研钵内，研细并全部通过8目网筛备用；

(2) 在转速为1440转／min的快速研磨机内进行，瓷瓶为容量500g的95氧化铝瓷瓶，瓷球同样为95瓷，瓷球的颗粒级配按“金字塔”和“黄金分割”原理来设计，力求达到最紧密堆积和最大接触面积。球石总装载量为540g，其中5mm瓷球占19/27（380g）、10mm瓷球占7/27（140g）、15mm瓷球占1/27（20g）；

（3） 试验时取200g干料，料:球:水（wt%）比为1:2.7:0.5，即200g干料、100ml水；球磨4min，即5760转；甲基0.1%、三聚0.2%，测泥浆的流速、比重、150g筛余、细度和水份；

（4） 在试验⑶的基础上，通过调整甲基和三聚的用量使泥浆的流速控制在35～65s内。表1为四会有代表性原料的甲基和三聚使用情况；

（5） 在以上试验基础上，通过调整球磨时间，使细度控制在万孔筛筛余在2～3g/150g泥浆内。

3.3 粉料性能试验

（1） 将按照泥浆试验制备出的泥浆浇注于石膏模具内，另外也可以浇于素烧坯、喷釉于干燥高强生坯上自然风干或烘箱辅助烘干；

（2） 将干燥过的泥饼置于容量为500g的高铝研钵内，研细或置于不锈钢板或抛光砖上碾细并过30目筛备用，即俗称的“打粉”，当然如果有电动的打粉机就更好；

（3） 取干粉150g置于不锈钢碟内，用滴定吸管滴入11～12g水，用手反复搓匀即俗称的“搓粉”，并过24目筛，用比重瓶测松密度和流动性；

(4) 取干粉用研钵研细，过0.5mm孔径网筛，并称取100g细粉，在调泥盘内调和均匀，并用湿布适当陈腐；用搓泥条法减水、喷水法加水、华法锥测定液限即锥自然下沉入杯10mm深，并迅速测得液限水份值；塑限采用搓泥条法减水，直至泥条直径为3mm、断裂为10mm的段并不能复原为止，迅速测得塑限水份值，可塑性指数就是液限值与塑限值之差；

（5） 称取25g（直径50mm的饼）或38g（直径60mm的饼）粉料各4份并准备打饼，打饼前要对打饼器和工作台洗、刷、擦干净，并根据松密度算出腔高并调好腔高，填粉后即时刮平、翻转、打压、翻转脱模、修坯，即时测重、测尺、测厚、测湿饼强度，整个过程要干净利索，尤其保证工艺干净卫生，在打饼时为了防止粘模，在上下模芯上都垫贴上一层干纸；

（6） 在烘箱或微波炉内烘干，测重、测尺、测厚、测干饼强度、测针密度，并计算出水份、干燥收缩和断裂模数。

3.4 烧结性能试验

（1） 将粉料性能试验制得的干饼置于最高烧成温度1150℃、周期21min、窑长121.8m、两区烧成的辊道窑内素烧，并测重、测尺、测厚、测烧饼强度，并计算烧失、烧成收缩、烧结断裂模数，观察烧结情况、夹心情况；

（2） 将烧饼做吸水性能，测量吸水重、吸水尺、吸水强度，并计算吸水率、吸水膨胀率以及吸水断裂模数；

（3） 将素烧饼粘贴于素坯上，测淋水质量、底釉质量、面釉质量，并置于最高烧成温度为1120℃、周期23min、窑长147m、两区半烧成的釉烧窑内釉烧，观察釉面质量并测重、测尺、测厚、测釉饼强度、吸水率、热稳定性[2]。

4配方试验

通过长达3个月的原料调研考察和研究，确定了以下几种坯用原料，其化学分析报告如表2所示。

配方的小试可按照原料试验方法，配方取值按两面夹法和三角取值法来进行，首先配方为石灰石-粘土系配方，粘土包括泥、砂和石片土，两面夹法只确定灰土比、收缩率和吸水率，而进一步以三角取值法确定砂泥土比、白度、可塑性等物理性能。当然，如果有质量缺陷或性能不太理想可采用替代法调试，最终确定配方取值。按照地脚线的特征，其工艺参数（泥浆性能和坯体性能）如表3和表4所示。

其中，颗粒级配采用筛分法，网筛用40目和60目，以40目筛上、60目筛上和60目筛下三个数据来表示,表内为60目筛上值。粉料松密度和流动性用比重瓶来测定，流动性为瓶倒立于玻璃板上瓶被轻轻提起后，粉堆与无粉玻璃板的夹角。配方的可塑性指数采用华法锥测液限，以条搓法测塑限，以液限水份与塑限水份之差来表示可塑性。变形度用钢板尺和塞尺来测量，上凸为正、下凹为负，表内为对角线数值。针密度用针密度仪测试，测试要选择好针的直径和负荷压力，可按内墙砖针密度检测方法和说明书来选择。

配方中试采用的工艺方法有别于小试，同时也不同于大生产。中试所用的专有装备为：刚玉对辊破碎机、试验振动筛、20公斤装高铝瓷瓶磨擦传动球磨机和PD100试验喷雾干燥塔，其它设备如成形、干燥、素烧、釉线、釉烧为生产线设备。试验分两步进行：首先是合格粉料的制备，试验时先将小试优选下来的配方原料认真核对，核对无误后，取样四份至20公斤左右时烘干，烘干料经对辊破碎机初级粉碎并全部通过8目网筛，然后配料，按料：球：水比(wt%)1:2.7:0.5装瓶，总转数为5760转，球石为中铝球：10mm球38kg、20mm球14kg、30mm球2kg；减水剂(%)0.48、增强剂(%)0.12；球磨过60目筛喷粉。试验第二个步骤，将合格的试验粉料用塑料桶提至车间，用大生产的娜塞提VIS1200压机手工布料，冲压4次，每次6片，共24片，测尺寸、测重量并标识编号，取2片测湿坯强度和针密度，其余烘干。烘干后，再测重量、测尺寸，取两片测干燥水份、干燥强度和干燥收缩，其余进行素烧。素烧后，测尺寸、测重量，取两片测吸水率和吸水膨胀率，另取两片测抗折强度，其余上釉线、上底釉和面釉并测其质量，进行釉烧。釉烧后，分别测强度、吸水率、变形度、光泽度、热稳定性和防污性。最后确定的配方为：BT-8015，配方组成见表5，其化学成份的质量百分组成见表6。

5结 论

(1) 通过对原料产地的调查及配方实验，利用四会本地劣质原料和原料尾矿生产二次烧内墙是可行的。

(2) 四会本地劣质原料和原料尾矿价格均价不高于40元／吨，且在周边50公里以内，交通运输方便且都有自备料场，可缓解弱势企业的资金压力，降低生产成本。配方中，大量使用了本地风化较好的泥、砂等原料，可大幅度降低球磨时间，有效地降低了能耗。

(3) 将尾矿和劣质原料引入到建陶工业中，拓宽了建陶工业原料的应用范围，不仅有良好的社会意义，而且具有良好的环保意义和经济价值。

参考文献

1 刘属兴，任永国，黄胜发等.以瓷石尾砂、粉煤灰、红粘土等劣质原料试制外墙砖[J].2005，26（4）：269-272

2 赵庆太.无釉瓷质红墙地砖的研制.产品开发，1996(3)：35～36