一种用工业废渣制备的陶瓷材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及陶瓷材料技术领域，更具体地说是一种用工业废渣制备的陶瓷材料及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材 料。它具有尚恪点、尚硬度、尚耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料，由于陶 瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。
[0003] 工业废渣是指在工业生产中，排放出的有毒的、易燃的、有腐蚀性的、传染疾病的、 有化学反应性的以及其他有害的固体废物。工业废渣的固体废弃物长期堆存不仅占用大量 土地，而且会造成对水系和大气的严重污染和危害。大量采矿废石堆积的结果，毁坏了大片 的农田和森林地带。工业有害渣长期堆存，经过雨雪淋溶，可溶成分随水从地表向下渗透。 向土壤迀移转化，富集有害物质、使堆场附近土质酸化、碱化、硬化.甚至发生重金属型污 染。例如，一般在有色金属冶炼厂附近的土壤里，铅含量为正常土壤中含量的10 - 40倍， 铜含量为5- 200倍，锌含量为5 - 50倍。这些有毒物质一方面通过土壤进入水体，另一方 面在土壤中发生积累而被作物吸收，毒害农作物。工业废渣与城市垃圾在雨水、雪水的作用 下，流入江河湖海，造成水体的严重污染与破坏，如果将工业废渣或垃圾直接倒入河流、湖 泊或沿海海域中会造成更大污染。世界上原子反应堆的废渣、核爆炸产生的散落物以及向 深海投弃的放射性废物，已使能量为〇. 74EBq(2000X 1000 OCi)的同位素污染了海洋，海洋 生物资源遭到极大破坏。工业废渣与垃圾在缩放过程中，在温度、水分的作用下，某些有机 物质发生分解，产生有害气体，一些腐败的垃圾废物散发腥臭味，造成对空气的污染。例如： 堆积如山的煤矸石发生自燃时，火势蔓延，难以救护.并放出大量的S02气体，污染环境，此 外，采取焚烧方法处理固体废物时排出的烟尘和有害气体也会污染大气。
[0004] 本发明利用工业废渣制备陶瓷材料，可以对工业废渣进行资源化利用，具有重要 的经济效益和社会效益。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种用工业废渣制备的陶瓷材料 及其制备方法。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 一种用工业废渣制备的陶瓷材料及其制备方法，由以下重量份原料制成：硅微粉 20-30、工业废渣60-80、重钙粉4-6、锆英石8-12、棕刚玉6-8、大同土 4-6、三聚磷酸钠1-2、 阿拉伯胶3-5、氮化铬3-5、偏磷酸铝0. 5-1、砻糠3-4、松香酸聚氧乙烯酯2-3、丙二醇3-5、 羧甲基纤维素2-4、增强剂6-7; 所述的增强剂由以下重量份原料制成：红柱石20-30、硼镁石8-12、珍珠岩5-7、纳米金 刚石2-3、玻璃纤维2-4、竹浆柏3-5、聚氨酯乳液4-6、废弃纸制品2-3、糖钙1-3、聚乙烯吡 咯烷酮0. 5-1、水适量；制备方法为：(a)将红柱石、硼镁石、珍珠岩在520-540°C下煅烧3-4 小时，取出，冷却，放入10-12%盐酸溶液中浸泡2-3小时，再放入10-12%氢氧化钠溶液中 浸泡1-2小时，取出，用纯净水洗净，烘干，粉碎研成粉末；(b)将步骤（a)中所得粉末加入 适量的水，打浆制成浓度为45-55%的浆液，然后加入剩余原料，水浴加热至50-60°C，搅拌 30-40分钟，过滤，烘干，粉碎，过筛即得。
[0007] -种用工业废渣制备的陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 将工业废渣、重钙粉、锆英石、棕刚玉、大同土送入1200-1350 °C下进行高温烧制 3-4小时，冷却后，研磨粉碎，得混合粉； (2) 将步骤（1)中的混合粉和增强剂以及其他剩余成分混合，真空练泥，压制成型后 送入隧道式烧结炉中烧结处理：隧道炉的四段温度及时间分别为：一区：280-31(TC、l-2小 时；二区：430-480°C、时间 2-3 小时；三区：660-730°C、2-3 小时；四区：1080-1150°C、时间 2-3小时； (3) 把模具从隧道炉里取出，冷却至常温即得。
[0008] 本发明的优点在于： 本发明的陶瓷材料以工业废渣为主要原料，制造成本低，避免了工业废渣造成的污染， 添加的氮化铬、锆英石、棕刚玉、氮化铬、增强剂等成分，不仅显著提高了陶瓷材料的机械强 度，还改善了陶瓷材料的耐磨性、耐热性和耐久性，使用寿命长，具有重要的经济效益和社 会效益。
【具体实施方式】
[0009] 实施例1 一种用工业废渣制备的陶瓷材料，由以下重量（kg)原料制成：硅微粉20、工业废渣60、 重钙粉4、锆英石8、棕刚玉6、大同土 4、三聚磷酸钠1、阿拉伯胶3、氮化铬3、偏磷酸铝0. 5、 砻糠3、松香酸聚氧乙烯酯2、丙二醇3、羧甲基纤维素2、增强剂6 ; 所述的增强剂由以下重量（kg)原料制成：红柱石20、硼镁石8、珍珠岩5、纳米金刚石 2、玻璃纤维2、竹浆柏3、聚氨酯乳液4、废弃纸制品2、糖钙1、聚乙烯吡咯烷酮0. 5、水适量； 制备方法为：(a)将红柱石、硼镁石、珍珠岩在520 °C下煅烧4小时，取出，冷却，放入12 %盐 酸溶液中浸泡3小时，再放入10%氢氧化钠溶液中浸泡2小时，取出，用纯净水洗净，烘干， 粉碎研成粉末；(b)将步骤（a)中所得粉末加入适量的水，打浆制成浓度为4%的浆液，然后 加入剩余原料，水浴加热至50°C，搅拌40分钟，过滤，烘干，粉碎，过筛即得。
[0010] 一种用工业废渣制备的陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 将工业废渣、重钙粉、锆英石、棕刚玉、大同土送入1200°C下进行高温烧制3小时， 冷却后，研磨粉碎，得混合粉； (2) 将步骤（1)中的混合粉和增强剂以及其他剩余成分混合，真空练泥，压制成型后 送入隧道式烧结炉中烧结处理：隧道炉的四段温度及时间分别为：一区：280°C、1小时；二 区：430°C、时间2小时；三区：660°C、2小时；四区：1080°C、时间2小时； (3) 把模具从隧道炉里取出，冷却至常温即得。
[0011] 实施例2 一种用工业废渣制备的陶瓷材料，由以下重量（kg)原料制成：硅微粉25、工业废渣70、 重钙粉5、锆英石10