釉面瓷砖及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境固体废物处理及建筑材料生产领域，具体涉及一种釉面瓷砖及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 污泥是城市给水、污水处理过程的副产物，因含有大量的病原体、重金属及多种有 机污染物质，若对其不加以处理、随意排放，势必造成严重的环境污染。如何合理地处理污 泥，达到污泥减量化、无害化、资源化的目标，已成为我国城市给水、污水处理厂及相关部门 亟待解决的环境问题。
[0003] 研究表明，污泥经脱水干燥后其矿物质成分与枯竭型粘土资源相近，且具有一定 的可塑性、烧结性及耐热性。根据该特性，目前出现了利用污泥替代部分粘土作为生产烧结 砖、陶粒、陶瓷等建材产品的环境友好型原料。
[0004] 具体地如在CN 103951400 A专利文献中，其公开了一种耐低温陶瓷砖及其制备 方。该耐低温陶瓷砖是将海泡石36-48、燧石21-33、石灰石15-20、建筑废料10-15、山砂 8-16、改性粘土18-26、明矾石16-28、污泥干粉4-8、蓝晶石24-36、秸杆粉5-10、氯化钙 3-5、三氧化二铬2-4、轻烧镁粉9-17进行混料后再进行压制成烧制处理而成。该技术利用 到了污泥，且赋予耐低温陶瓷砖在_5°C以下低温条件长期使用，不发生脆裂，且强度高，耐 水性耐候性好，抗侵蚀能力强的优点。
[0005] 在另一份CN 102173749 A专利文献公开了一种高掺量城市给水厂污泥制备陶瓷 砖的技术。具体方法是在于以给水厂污泥和高岭土为主要原料，添加少量钾长石粉，将各种 原料加水混合均匀，制成半成品的砖坯，将砖坯烘干、焙烧，制成成品。
[0006] 但是在实际生产过程中发现，现有如上述利用污泥方法存在如下问题：
[0007] 1).生坯强度差，易出现断裂、碰角、暗裂等缺陷；
[0008] 2).多以水厂脱水污泥作为原料，在烧制过程中常因原料有机杂质比重偏高，出现 制品表面鼓泡、黑心、抗压强度降低等现象，故相关制品中污泥掺量较低，污泥利用率不高。
[0009] 3).含污泥制成的坯体烧成温度范围窄，易发生坯体膨胀或收缩现象，成品率低；
[0010] 4).成品吸水率高，降低陶瓷砖耐久及抗蚀性能。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种釉面瓷砖及其制备方法， 以解决现有污泥制备陶瓷砖存在污泥用量相对较少，生坯强度差，制品存在鼓泡、黑心等现 象，成品率低，吸水率高等技术问题。
[0012] 为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
[0013] -种釉面瓷砖，其由坯料和釉料加工而成，所述坯料包括如下重量百分比的组 分：
[0014] 厌氧消化污泥50-75%粘土10-25%
[0015]娃灰石 5-15% 滑石 5-10%。
[0016] 以及，上述本发明釉面瓷砖的一种制备方法，包括如下步骤：
[0017] 根据所述坯料和釉料所含的组分对原料进行预处理后，分别配制坯料和釉料；
[0018] 将所述坯料经压制处理成坯体后依次进行干燥、素烧处理；
[0019] 对经所述素烧处理后的所述坯体依次进行施釉处理、釉烧处理。
[0020] 与现有技术相比，上述本发明釉面瓷砖以厌氧消化污泥为基料，并在该厌氧消化 污泥中引入粘土、硅灰石、滑石等组分形成多元复合浆料，这样形成的坯体强度大，烧成时 收缩程度小，且能够大大降低共熔点温度促使坯体提前烧结，扩大了坯体的烧成温度范围。
[0021] 其次，坯料是以厌氧消化污泥为基料，显著降低了坯料中有机物、硫酸盐等成分的 含量，这样不仅能有效降低烧制过程中碳、硫氧化态污染物的生成量，更重要的是有效避免 了因烧失量过大导致坯体表面鼓泡、黑心、抗压强度降低等现象发生。
[0022] 另外，釉面砖成品的污泥掺量大、吸水性低，是解决污泥二次污染污泥综合利用的 有效途径之一。
[0023] 上述本发明釉面瓷砖的制备方法采用本发明釉面瓷砖的坯料为原料，通过对工艺 的控制，使得制备的坯体强度大，烧成时收缩程度小，烧结温度降低，烧成温度范围增大，而 且坯体表面结实，平整、无黑心现象，强度高。另外，工艺简单易控，成品率高，生产效率高， 有效降低了生产成本。
【附图说明】
[0024] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
[0025] 图1为釉面瓷砖的制备方法工艺流程图。
【具体实施方式】
[0026] 为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 实施例与附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0027] 本发明实施例提供一种坯体强度大、烧成时收缩程度小、表面结实，无黑心现在的 釉面瓷砖。该釉面瓷砖是坯料和釉料加工而成。
[0028] 其中，在一实施例中，所述坯料包括如下重量百分比的组分：
[0029] 厌氧消化污泥50-75%
[0030]粘土 10-25%
[0031]硅灰石 5-15%
[0032]滑石 5-10%。
[0033] 上述坯料含的所厌氧消化污泥作为坯料的基料。厌氧消化污泥是指城市给水、污 水厂污泥等经过厌氧消化工艺稳定化处理后的污泥。在一实施例中，上述坯料含的所述厌 氧消化污泥中的有机物含量（VS/TS) < 25%，含水率< 80%。
[0034] 或者在另一实施例中，上述坯料含的所述厌氧消化污泥可采用中温如33-37°C或 高温如50-55°C厌氧消化工艺处理获得。优选的是经温度为33-37°C、水力停留时间彡30d 发酵处理后的消化污泥。经厌氧消化工艺处理后，原污泥中大部分有机物在兼性厌氧及厌 氧细菌的生物作用下转化为富含甲烷（CH4)、二氧化碳（C02)成分的沼气，而硫酸盐成分则 被还原为硫化氢（H2S)并随其他沼气成分一同逸出，从而实现降低污泥中有机物含量（VS/ TS) 〇
[0035] 通过对厌氧消化污泥中有机物含量控制或者通过对发酵条件进行控制以实现对 污泥中有机物含量控制，使得厌氧消化污泥组分中的如有机物、硫酸盐等成分的含量显著 降低，从而有效降低由坯料制成的坯体烧制过程中碳、硫氧化态污染物的生成量，更重要的 是有效避免了因烧失量过大导致坯体表面鼓泡、黑心、抗压强度降低等现象发生。
[0036] 在又一实施例中，以所述厌氧消化污泥组分总重量为100%计，所述厌氧消化污泥 组分包括如下重量百分比的组分：
[0037]
[0038]另外，在一实施例中，该实施例中的厌氧消化污泥组分所包含的重量百分比的组 分为33_37°C中温厌氧消化、水力停留时间大于30d工艺条件下的厌氧消化污泥组分含量 实测值。
[0039] 在一些具体实施例中，上述厌氧消化污泥的重量百分含量为35 %、45 %、50 %、 55%、60%、70%、75%等重量百分比。通过调整其含量，以实现调节坯体的强度，烧成时收 缩程度等性能。
[0040] 优选地，上述厌氧消化污泥需经除渣预处理，以剔除污泥中肉眼可见、大粒径的木 肩、塑料、纤维等杂质。
[0041] 上述粘土、硅灰石、滑石等组分配合上述厌氧消化污泥组分，使其组分之间发生增 效作用，以形成多元复合浆料，这样使得形成的坯体强度大，烧成时收缩程度小，且能够大 大降低共熔点温度促使坯体提前烧结，扩大了坯体的烧成温度范围。因此，
[0042] 在一实施例中，上述坯料含的所述粘土为叶腊石类粘土、伊利石类粘土、膨润土中 的至少一种，优选选为叶腊石类粘土，这是因为叶腊石类粘土有机质含量较低，膨胀系数 小，适于与有机质含量相对较高的厌氧消化污泥配合使用，以对坯料原料进行均衡调质，避 免因掺和大量污泥后，坯料有机质含量过高在一定的烧成温度下制品易产生表面鼓泡、黑 心、抗压强度降低等现象。先对而言，伊利石类粘土，膨润土制品效果相对而言不及叶腊石 类粘土。
[0043] 在进一步实施例中，以该粘土总重量为100%计，所述粘土含20%<A1203<30%， 0? 2%彡K20+Na20 彡 0? 7%，0. 1%彡Fe203彡 1%，0. 2%彡Ti02彡 0? 6%。
[0044] 在一些具体实施例中，上述粘土的重量百分含量为10%、12%、15%、17%、18%、 20%、23%、25%、26%、27等重量百分比。
[0045] 在一实施例中，上述坯料含的所述滑石是一种含水硅酸镁矿物，其经1200-1250°C 下热处理以破坏鳞片状结构的滑石。
[0046] 在进一步实施例中，以所述滑石总重量为100 %计，所述滑石含30 % 彡MgO彡 33%，0. 2%彡Fe203+Ti0 彡 0? 5%，0. 2%彡CaO彡 1. 5%。
[0047] 在一些具体实施例中，上述滑石的重量百分含量为5%、6%、7%、8%、9%、10%等 重量百分比。
[0048] 在一实施例中，上述坯料含的所述硅灰石是一种钙硅酸盐矿物，以所述硅灰 石总重量为100 %计，所述硅灰石含50 %彡Si02< 53 %，40 %彡CaO彡45%，0.2 % 彡Fe203+Ti0 彡 0? 5%。
[0049] 在一些具体实施例中，上述娃灰石的重量百分含量为5%、6%、7%、8%、9%、 10%、11%、12%、13%、14%、15% 等重量百分比。
[0050] 在一实施例中，上述各实施例中坯料的粒径能够过110目筛子。
[0051] 通过对上述粘土、硅灰石、滑石等组分种类和含量以及粒径进行优化，能进一步增 强该些组分与厌氧消化污泥组分之间发生增效作用，进一步提高坯体强度，降低烧成