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蜂窝陶瓷生产过程中废料的产生及再利用

日期:2019-08-22 07:19
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摘要:
    陶瓷废料日益增多,它不仅对城市环境造成巨大压力,而且还限制了城市经济的发展次陶瓷工业的可持续发腱,所以陶瓷废料的处理与利用非常重要。以蜂窝陶瓷产品为例,将其生产过程中产生废料的来源及种类进行了分析说明,同时将这些废料的回收利用途径进行了系统的介绍。
一、蜂窝陶瓷废料的产生与种类

    蜂窝陶瓷废料主要是在成形、干燥、排蜡、烧成、后期的磨削加工及包装运输、贮存等工段中产生的,其种类大致分为以下几种:

1、坯体废料

    坯体废料主要是蜂窝陶瓷胚体在烧成之前的成形或燥过程中所形成的废料及废品。对于挤压成形的方孔陶瓷来说,成形造成的废品主要是由于泥料局部不均匀、泥料内由于存在粗粒或硬块等导致堵塞模具的出泥孔,以致造成胚体变形、边裂、穿孔等缺陷。对于热压铸成形工艺,成形造成的废品主要由于料浆的流动性或成形温度低等原因,容易造成生胚花纹不饱满、胚体“缺肉”等缺陷。
2、烧成废料

    主要是蜂窝陶瓷制品在烧成过程中产生的废品。

    烧成过程中产生的废品及废料在蜂窝陶瓷生产过程中占*大的比例。蜂窝陶瓷胚体由于蜂窝孔道多引力集中而分布不均,烧成中很容易产生开裂或变形缺陷,特别是排蜡中残存的石蜡量较高的蜂窝陶瓷制品,升温中残存蜡的排除非常缓慢而使得排蜡时间非常漫长。

    烧成过程中产生的废品主要包括:由于受热温度不均匀以及升温速度太快,造成的蜂窝陶瓷产品变形、开裂,由于炉内烧结气氛的原因造成产品存在色差。采用重油或煤作为燃料的陶瓷窑炉,由于重油及煤的不完全燃烧,容易造成大量未燃尽的游离碳污染蜂窝陶瓷制品,以致造成的陶瓷产品烟熏。
3、后加工磨削切割产生的废品

    蜂窝陶瓷产品如同日常生活中用到的瓷质砖及部分彩釉砖产品一样,在烧成后必须经过磨削定厚、切割及磨边倒角等一系列的后期加工过程,才能成为平滑美观的蜂窝陶瓷产品。蜂窝陶瓷由于特殊的多孔结构,导致其本身机械强度要比一般的陶瓷产品低,在磨削切割过程中容易产生大量的废品及磨削废料。
4、其它过程产生的废品及废料

    蜂窝陶瓷产品经后续加工后成为合格产品。由于蜂窝陶瓷的多孔性导致强度差,所以在产品的包装、运输、贮存等过程中也会造成少量的废品。对于红外线灶具的蜂窝陶瓷产品,多孔陶瓷经磨削切割后,还需要在其表面喷涂一层催化剂,喷涂催化剂在后续的喷涂、烘干过程中也会造成部分废品。
二、废料的回收利用

1、生坯废品及废料的利用

    在蜂窝陶瓷的挤压成形过程中造成的废品及废料和正常的泥料配方没有大的区别。

    对于这些废料,可以通过练泥机,添加少量的水分进行混练。然后再经过真空练泥机进行练制后,可作为正常泥料进行生产成形用。对于热压铸成形工艺中产生的坯体废料及废品,也可以直接进行回收利用,但是和挤压工艺有所区别。众所周知,热压铸成形工艺的原理是:将无机粉料和熔化的石蜡、硬脂酸、蜂蜡等粘结剂,经搅拌混合均匀后,倒入热压铸机,用压缩空气把加热熔化的料浆压人金属模腔内,使料浆在模具内冷却成形。该工艺产生的生坯废品及废料,冷却凝固后具有一定的机械强度,这部分废料必须经过加热融化后,才能按照正常的料浆进行回收利用。

2、烧成、磨削切割废品及废料的利用

    蜂窝陶瓷产品,一般是以合成好的菫青石原料为主,通过加入粘合剂、烧失剂等,经混合拌料、练泥、挤出、干燥,在1280-1320℃烧制而成的。菫青石原料的价格相对一般的陶瓷原料,价格比较高,市场销售价格一般在3000元/吨左右。同时由于合成菫青石所需要的矿产资源也在逐年减少,原料价格也住逐渐提高。为了保护资源、降低成本,提高资源的利用率,必须避免资源浪费。在烧成、磨削切割过程中产生的废料,含有大量的菫青石原料,如果直接进行排放处理,势必造成很人的资源浪费,同时还污染了环境。菫青石质蜂窝陶瓷产品经过1300℃的烧成后,就有了很高的机械强度,为了回收利用这部分原料,工艺中必须经过粉碎、球磨等加工工序,达到使用要求的250目左右的细度后,就可以作为原料进行回收利用。这部分废料由于经过了高温烧成,已经形成很好的菫青石晶形,再烧成的收缩率极小,可以作为粗骨料加进配方中,*大量可达到30%-50%。这样既可减少原材料的消耗又可增加胚体的强度,还减少了烧成的收缩率,大大提高了产品质量。

3、其它工序废品废料的利用

    前面提到了红外线灶具采用的蜂窝陶瓷产品,为了提高灶具的红外线辐射效果及提高灶具的热效率,通常需要在产品表面喷涂一层催化剂。对于喷涂催化剂的废品,必须经过处理才能进行回收利用。催化剂一般含有大量的金属元素, 如果把含有杂质金属元素的废料直接作为原料使用会影响坯体的化学成份、烧成性能及产品的质量。金属元素的存在大大降低了蜂窝陶瓷产品的寿命、抗热震性。所以,制备蜂窝陶瓷产品的原料一般要经过除铁,严格控制铁及碱金属元素的含量。这部分废料一般需要经过磨削工序,去除表面的催化剂成分后,再进行破碎、球磨至250目左右细度后,进行回收利用。 


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