关于抛光废渣泡沫陶瓷砖生产问题的解析

发布时间:2017-05-29       浏览量:678

1 陶瓷磨块


陶瓷磨块按磨介种类可以分为碳化硅磨块和人造金刚石磨块,而碳化硅磨块按结合剂又可分为普通水泥结合剂碳化硅磨块、氯氧镁水泥结合剂碳化硅磨块、树脂结合剂碳化硅磨块和陶瓷结合剂碳化硅磨块,当然从成本角度来讲,基本以前三者为主,尤其是前两者。金刚石磨块按结合剂也可分为金属结合剂金刚石磨块、陶瓷(微晶玻璃)结合剂金刚石磨块和树脂结合剂金刚石磨块,但是相对来讲金属结合剂磨块较普遍。由于碳化硅磨块相比金刚石磨块价格上便宜得多,仅为后者的四五十分之一,所以除了磨边、刮平、定厚和粗磨用金刚石磨边轮、金刚石滚筒、金刚石磨块外,在其他工序基本上均用碳化硅磨块,其中氯氧镁水泥结合剂碳化硅磨块是主流。因此,氯氧镁结合剂碳化硅陶瓷磨块成为影响抛光废渣发泡陶瓷砖的至关重要的因素。


2 发泡剂与发泡机理


抛光废渣发泡陶瓷砖是利用抛光废渣中残存的碳化硅微粉进行发泡,显然碳化硅微粉是抛光废渣发泡陶瓷砖的主要发泡剂,此外,碳酸盐、卤化物、有机物和金属氧化物,尤其是三氧化二铁的含量对发泡的温度、范围和程度有较大影响。


2.1卤化物与发泡

卤化物对发泡的影响以氯氧镁水泥来分析。镁水泥所形成的硬化体主要成分是5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O和3Mg(OH)2·MgCl2·8H2O晶相所组成的氧化镁-氯化镁-水三元化合物结晶相复盐,另外,还有一部分Mg(OH)2胶凝体。氯氧镁水化物在陶瓷砖生产中的影响实际上可分为三个温度段:

其一,干燥和烧成烘烤段,发生温度100 ℃~545℃,发生反应如下:

3Mg(OH)2·MgCl2·8H2O→3Mg(OH)2·MgCl2·5H2O+3H2O↑

3Mg(OH)2·MgCl2·5H2O→3Mg(OH)2·MgCl2·2H2O +3H2O↑

5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O→5Mg(OH)2·MgCl5H2O +3H2O↑

5Mg(OH)2·MgCl2·5H2O→5Mg(OH)2·MgCl2·2H2O +3H2O↑

5Mg(OH)2·MgCl2H2O→3Mg(OH)2·MgCl2·2H2O +3H2O↑+2MgO

3Mg(OH)2·MgCl2·2H2O→3MgO·MgCl2·2H2O+3H2O↑

3MgO·MgCl2·2H2O→3MgO·Mg(OH)Cl+H2O↑+HCl↑


其二,烧烤阶段,545℃~850℃发生反应如下:

3MgO·Mg(OH)Cl→4MgO+HCl↑


其三,氧化分解阶段,850℃~1050℃发生反应如下:

3MgO·Mg(OH)Cl+1/2CaCO3→1/2CaCl2+4MgO+CO2↑+1/2H2O↑

3MgO·Mg(OH)Cl+1/4SiO2→1/4SiCl4↑+4MgO+1/2H2O↑


2.2 碳酸盐与发泡


碳酸盐主要为坯体中的碳酸钙和碳酸镁,它们在高温分解产生的二氧化碳就是产生气泡的气相。

其一,碳酸钙大于830 ℃开始分解

CaCO3→ CaO + CO2


其二,碳酸镁大于350℃开始分解

MgCO3→ MgO + CO2


2.3 金属氧化物与发泡

其一,三氧化二铁

6Fe2O3→4Fe3O4+O2


其二,二氧化钛

4TiO2→2Ti2O3+O2


2.4 有机物与发泡


有机物在80~850℃开始脱水碳化,在850℃以上开始氧化分解。

C+O2 → CO2


2.5 碳化硅与发泡


碳化硅在1050℃以上开始氧化分解,有类似催化剂的助剂存在时会发生剧烈反应。否则,只有在1250℃以上才开始大规模氧化分解。

SiC+O2 → SiO2+ CO2

SiC+O2+4HCl→ SiCl4↑+ CO2↑+2H2O↑


从以上反应可以得出以下几点结论,这些结论攸关抛光废渣泡沫陶瓷生产的质量、安全和稳定:


其一,氯氧镁水泥结合剂碳化硅磨块是发泡剂的载体,硬化体主要成分是5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O和3Mg(OH)2·MgCl2·8H2O,晶相在干燥、烧成过程中会脱水和分解出酸性气体,高温酸性气体会促进碳酸盐和碳化硅在低温下反应,无疑起到催化反应的目的;


其二,发泡剂碳化硅在高温反应时需要消耗大量的氧分子,过渡金属氧化物有助于促进碳化硅的氧化分解,而有机物物质却会耗费大量的氧分子,会造成碳化硅石墨化,从而造成产品黑心。


其三,二氧化硅,尤其是游离的二氧化硅有助于使得碳化硅反应后的二氧化碳被键桥的范德华力吸附,有助于形成闭孔陶瓷和高气孔率发泡陶瓷,也有助于提高坯体高温熔融玻璃体的粘度和粘弹性。


3 解胶问题

镁水泥所形成的硬化体主要成分是5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O、3Mg(OH)2·MgCl2·8H2O晶相和Mg(OH)2胶凝体。它们互为作用使得陶瓷泥浆极其难以解胶。因此,抛光废渣发泡陶瓷砖生产工艺,尤其是球磨制粉工艺成为影响产品应用的难题,不过可以考虑以低分子量的聚丙烯酸钠来解胶,这一点在抛光废渣加工过程中已经用到。


也有的企业开始使用干法制粉工艺,不过干粉增塑剂也成为生产的关键。


4 粘辊问题


HCl和SiCl4的挥发会造成产品表面形成一层薄薄的低温层,似乎有点像盐釉一样。这层低温低粘度釉层,极易造成产品粘辊堵窑,因此配方中不宜引入含K、Na等碱性物质,尤其是Na元素。

logo

COPYRIGHT (c) 版权所有 广东工科机电有限公司