[發明專利]使用煤燃燒廢料制造瓷磚的方法

在審

• 申請號: 201480080835.0
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN107207352A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: A·卡祖;P·馬;E·塞維林
• 申請（專利權）人: 山東維統科技有限公司
• 主分類號: C04B33/135
• 分類號: C04B33/135;C04B35/622;C04B33/30
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 王永偉,丁秀云

發明領域

本發明涉及使用工業廢料，特別是煤燃燒廢料，制造瓷磚的改良方法。

發明背景

對于煤燃燒產物的處理是與在發電站中燃燒煤產生的蒸汽相關的長期問題。世界各地的發電站內，每年產生超過十億噸的煤灰。迫切需要為這些廢料提供有用的、高價值的出路。低價值的用途包括道路填充物、瀝青補充劑以及可流動的礦井填充物。這些出路不足以吸收每年產生的所有煤燃燒廢料并且它們的經濟價值低。此外，這些應用僅用于正在進行基礎設施發展的地區。這種廢料的一小部分適于中等價值的應用例如水泥補充劑，但是其僅使用最精細的材料并且不可應用于所有煤灰類型。

本發明涉及利用煤燃燒產物例如粉煤灰制造瓷磚的方法。粉煤灰塵是在燃燒煤以發電過程中產生的細灰，其在排氣豎道中升起并被電沉淀器捕獲。最精細的粉煤灰被水泥公司使用，但是較粗的材料被簡單地掩埋。煤燃燒時產生的其它灰為底灰和爐渣。

一些瓷磚包含在瓷磚本身的制造中生成的廢材料，例如研磨粉塵以及破損或未焙燒的磚。這種材料被放回初始的原料中并被用于擴展主體組成原料。然而，還沒有這樣的磚，其在商業上由與瓷磚生產無關的廢料制造。用于內部和外部地板和墻面的瓷磚具有巨大市場，且沒有商業可行且環境友好的產品。使用這種創造性方法，由廢料(尤其是與磚工業本身無關的廢料)制造的磚將會受歡迎，因為其會被認為是首個能夠被生產并具有商業可行利潤率的且環境可持續的瓷磚方案。

由本發明的方法生產的產品是根據需求具有不同尺寸和形狀、上過釉或未上釉的、平面或彎曲的瓷材料。這種方法的產品的主要應用是地板和墻面磚、建筑覆層、屋頂瓦或者壓制磚和道路鋪設材料。這些產品可以用于作工業用途而未被上釉或是為了美觀而用釉裝飾。該產品由于其環境有益的主體組成而區別于其它產品，因為它們從除瓷工業之外的工業回收原料制成。

發明內容

本發明的主要目標是提供使用工業廢料例如煤燃燒產物生產瓷磚的改良方法，由此降低生產中的原材料成本。

本發明方法的另一個目標是在能夠生產瓷磚的同時減少黃鐵礦薄片瓷原材料資源的消耗。

本發明的另一個目標是使得能夠從與瓷工業無關的廢物流生產瓷磚，由此減少環境中的總體污染。

所公開的方法包括以下列方法處理煤灰的步驟：顆粒尺寸分級、使顆粒不成團、磁分離、混入組分、噴涂干燥、水力壓擠以形成磚胚、侵略性干燥以形成蒸汽通道、加熱至中間溫度以通過所形成的蒸汽通道燒盡有機雜質，和隨后最終焙燒磚。

具體而言，本發明的方法使用這樣的一組工藝步驟：其允許在體材料內使用中等百分比(按重量計大約30％-50％)的煤灰以利用標準生產設備生產瓷磚。

附圖說明

圖1.利用煤灰生產瓷磚的工藝的一般流程圖。

圖2.現有技術中的標準焙燒曲線。

圖3.本發明方法中的示例焙燒曲線。

現有技術

已公開的專利申請US 2003/0183988 A1描述了使用鐵礦石黏土、粉煤灰、高爐渣、另外的鋁硅酸鹽類以及選擇組的礦物質添加劑的混合物生產瓷磚的方法。除了需要可能不易可得的材料的混合物之外，該申請還教導了10-15小時的干燥步驟，這可能造成該方法不經濟。

US 2576565教導了利用粉煤灰和爐渣制作瓷磚。該發明應用燒盡混合物中的過量碳；然而，該發明要求能夠在材料上和助熔劑一樣起作用的爐渣。此外，該發明教導了使用具有高碳含量的粗灰，因此只有控制比例的粉塵與爐渣可以被用于磚體材料。具有高碳量的粉煤灰必須以相對于爐渣較低的比例被使用。根據該發明，高碳量導致不期望的多孔并脆弱的磚。為了實現有機雜質的適當氧化，其教導了在玻璃化之前需要在大約1000℃下焙燒24-36小時的長時間(并且在一個實例中長達4周)以充分地燒盡碳。這種長的焙燒時間是昂貴且低效的。

US 5175134公開了使用淤泥爐渣的瓷磚，其是來自于燃燒掉的有機淤泥的灰殘渣，被熔融、碾碎并隨后被通過摻合堿金屬氧化物添加劑形成為粘土樣材料以幫助降低焙燒溫度。該方法是低效且昂貴的，因為爐渣灰先被熔化、然后粉碎，再然后在焙燒窯爐內再次加熱。此外，添加的組分(例如硼砂)需要被混合，熔化并且隨后被粉粹以產生化學上一致的玻璃料(釉料，frit)。

US 5521132教導了由廢煤和市政廢品焚燒灰制造的瓷材料。該發明要求特別且昂貴的混合物被混和以灰，例如四硼酸鈉，含有鈣的三元過磷酸鈣以及高鎂石灰。這些添加劑在材料來源和經濟性方面都限制了該發明的實用性。