[发明专利]一种改善钡渣陶瓷砖结构和性能的方法

说明书

本发明公开了一种改善钡渣陶瓷砖结构和性能方法，包括以下步骤：以钡渣、玻璃渣为原料，球磨成为预备浆料，过筛筛选，原料配料，添加阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠分散原料，经加水混合、加压成型和高温煅烧的工序，制备得到陶瓷砖。本发明通过原料球磨与过筛、配料、加蒸馏水搅匀、混料的压片成型、高温烧结的工艺流程，使制得的钡渣陶瓷砖综合性能较好，其中，钡长石相晶粒尺寸为48.2～60.2 nm，抗压强度为87～93 MPa，吸水率为6.42～6.73％，收缩率为9.11～10.73％，硬度36.4～37.7 HRA，断口微观形貌为韧窝断口。

技术领域

本发明涉及一种利用工业废渣钡渣来制备陶瓷砖的方法，通过优化制备工艺改善陶瓷砖的微观结构，同时提升陶瓷砖力学性能，属于陶瓷材料生产技术领域。

背景技术

钡渣是用重晶石生产碳酸钡过程中排放出的固体废弃物。钡渣长期堆放，占用大量农田和土地，二次利用于工业生产的工艺比较滞后，应用领域较少，目前钡渣可利用途径主要有生产水泥熟料、生产建筑砌砖、分离提取稀土元素以及化工行业中制氯化钡、硝酸钡等。我国钡渣累计堆存量已超过千万吨，钡渣利用都为直接利用，而未对其进行系统的研究，造成钡渣中有用成分未得以充分利用，从而严重的环境污染和大量的资源浪费。因此如何利用钡渣中的有用成分，发挥其相应的作用，达到减少环境污染的目的是目前钡渣方面最有意义的研究工作之一 。

表面活性剂是在水中电离后起表面活性作用的有机溶剂，具有良好的分散、乳化、润湿、发泡等特征，被应用于陶瓷工业各个工艺阶段，阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）具有生物毒性低，易回收分离，不易造成二次污染等优点，可用作表面改性助剂，能较好的提高粉体间的相容性与分散性，属于磺酸盐类。

钡渣的综合利用研究还处于不断发展阶段。目前，用钡渣制备陶瓷砖的报道极少，且在利用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）辅助制备钡渣陶瓷砖在烧结工艺参数以及结构性能优化方面没有作专门的研究，用钡渣制备钡渣陶瓷砖是一种钡渣的废物利用有效的方法。钡渣的再次回收使用，对绿色环保、资源合理利用、新型材料研究做出贡献，同时也响应绿色环保化学材料的发展号召，为钡渣有效成分的研究发展提供了一种新途径。

目前钡渣的综合利用率较低，利用钡渣制备陶瓷砖的工艺未成体系、直接利用钡渣制备的陶瓷砖综合性能较低，微观形貌断口为脆性断口，主晶相钡长石含量较低，晶粒较为粗大，还有较大的提升空间。

发明内容

针对现有技术不足之处，本发明旨在提供一种改善钡渣陶瓷砖结构和性能方法，包括以下步骤：

1) 原料球磨与过筛

将钡渣、电石渣和高岭土分别置于干燥箱中预干燥，干燥完成后分别放入球磨机中粉磨均化，取出原料用300~500目分子筛过筛处理，收集备用；

2)配料

过筛后的原料按以下组分配料：钡渣（15%~45%）、玻璃渣（10%~15%）和高岭土（40%~75%），再精确称量为混料总质量的1 %~3%阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）掺入混合原料中；

3)加蒸馏水搅匀

配料后的混合原料中加蒸馏水，所述混合原料与蒸馏水的质量比为150:(1～5)，混合均匀；

4) 混料的压片成型

将混合均匀的原料置于粉末压片机中，在20～40 MPa成型压力、保压3~5 min条件下，经干燥箱干燥后制得陶瓷砖坯体。

5) 高温烧结

将干燥好的陶瓷砖坯体置于马弗炉中高温烧结，升温速率为3~7 ℃/min，烧结温度为1050~1150 ℃，保温时间为1~3 h，随炉冷却后即可。

与现有技术相比，本发明的技术效果为：