利用赤泥制備琉璃瓦的研究

摘 要 本文利用鋁廠的工業廢棄物——赤泥制備琉璃瓦，詳細研究了琉璃瓦坯料及釉料的組成；通過一次燒成制得合格產品，為赤泥的開發利用開辟了一條新途徑。

關鍵詞 赤泥，琉璃瓦，坯料，釉料

1前言

赤泥是氧化鋁工業的廢棄物，其pH值很高且含有氟化物，屬于有害廢渣。每生產1t氧化鋁大約產出1.0～1.6t赤泥，嚴重污染環境，對人們的生產、生活造成影響。研究者在赤泥的綜合利用上開展了一系列卓有成效的研究工作，其中部分研究成果已實現工業化_[1]。本研究利用廣西平果鋁業公司的工業廢棄物——赤泥制備琉璃瓦，一方面節約了人類賴以生存的土地資源；另一方面也實現了廢物利用、變廢為寶，為赤泥的開發利用開辟了一條新途徑。

2坯用原料及配方

2.1 坯用原料

2.1.1 赤 泥

制備琉璃瓦采用的主要原料為廣西平果鋁業公司產出的赤泥。其主要化學成分見表1。

赤泥粒度細、質軟，有一定的塑性，其物理性質與粘土相似，可替代粘土用于琉璃瓦生產。其塑性與堆存時間及風化程度有關：新鮮赤泥的塑性指數為16，但暴露于空氣中的風化赤泥則基本沒有塑性，而堆存的未暴露于空氣中的赤泥的塑性指數則在10左右_[2]。因此，為使坯料具有良好的成形性能，需配入適量的粘土。

2.1.2 粘 土

配入的粘土是廣西本地一般的土質粘土，該粘土具有良好的塑性。其主要化學成分見表2。

2.2 可塑度的測試

可塑度測定是將粘土或坯料在工作水分下，制成一定直徑的圓柱體樣品，在無側向支持的條件下，沿軸向以一定的速度壓縮，測定樣品在不同壓縮狀態的壓應力與應變量的關系，求出可塑度。其計算公式_[3]如下：

P=A×F10/F50

式中：

P —— 泥坯的可塑度

A —— 常數(1.8)

F10 —— 壓縮量為10%時的應力

F50 —— 壓縮量為50%時的應力

不同配料比的坯料的可塑度測試結果見表3。

2.3 坯料的燒結特性

將配方為赤泥:粘土(wt%)=7:3的坯料試塊置于電爐中，在不同溫度下做燒結實驗，測試結果見表4。

2.4 坯料配方的確定

琉璃制品一般為擠出成形，要求泥料有一定的可塑性及粘結性能。塑性原料用量過少會影響坯體的擠出，過多則會導致坯體的收縮加大，造成變形與開裂。綜合考慮坯料的可塑度、燒結性能并盡可能增大赤泥的使用量，將坯料的配方確定為赤泥:粘土(wt%)=7:3。

3釉料

3.1 釉料的配方

釉料根據組成常分為生鉛釉、鉛硼熔塊釉、長石釉與鈉鈣釉等。傳統的琉璃瓦均為二次燒成，使用的釉料為生鉛釉，其特點是光澤度高、燒成溫度低。近年來，為了簡化生產工序、降低生產成本，多采用一次燒成工藝。為滿足琉璃瓦工業發展的需要，本研究用生料配成生鉛釉。另外，坯體的顏色再很大程度上影響釉料的發色，對于一次燒成的琉璃瓦而言更是如此，其主要原因是坯體中的Fe2O3和MgO與釉中顯色離子發生反應，導致釉料中的色劑不能達到預期的發色效果_[4]。但本實驗坯體中Fe2O3的含量高，對使用紅色釉料燒制紅色琉璃瓦來說，反而有促進作用。故選鐵紅作色料，并試制一次燒成。釉料配方見表5（鉛丹、石英和鐵紅為純度較高的化工原料）。

釉料球磨時，加入適當的添加劑以調節釉料的粘度。

3.2 釉料的制備

工藝參數：料:球:水=1:1.5:0.8；球磨時間8～12h； 球磨細度：325目篩余0.2%；釉漿密度：1.55～1.65g/cm3。

4 琉璃瓦制備工藝流程及其性能

4.1 主要工藝流程

坯料干燥粉碎→配料→球磨→陳腐→真空練泥→生坯成形→干燥→施釉→干燥→燒成

4.2 琉璃瓦的燒成制度

施釉的半成品經干燥后，在24m推板窯內燒成。燒成溫度為1050～1080℃，燒成周期14h。

4.3 琉璃瓦的性能

研制的琉璃瓦制品的主要性能指標見表6。

5結論

（1） 利用赤泥制備琉璃瓦，在坯料中加入30%的粘土，可以獲得成形性能良好且不易變形、開裂的坯料；

（2） 坯料中含較高的K、Na、Ca等堿性成分，促進了坯體的燒結，實現了制品的低溫燒成；

（3） 對制備紅色琉璃瓦來說，坯體的紅色促進了釉料的顯色；

(4) 利用赤泥制備紅色琉璃瓦，一次燒成即可制得合格的產品，為赤泥的開發利用開辟了一條新途徑。

參考文獻

1 宋懷俊.赤泥綜合利用技術[J].河南科技，1994，（7）：15～16

2 董風芝，劉心中.粉煤灰和赤泥的綜合利用[J].礦產綜合利用，2004，12(6)：37～39

3 周永強，吳 澤，孫國忠.無機非金屬材料專業實驗[M].哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社，2002

4 何代英.一次燒成琉璃瓦坯釉料的研究[J].陶 瓷，2005，12:28～30

Preparation of Glazed Roof Tile Using Red Mud

WangWenling

(GuilinUniversity of TechnologyGuilinGuangxi541004)

Abstract: In this paper，the feasibility of producing glazed roof tile with red mud and clay was discussed.The compositions of body and glaze were studied，and the qualified product was obtained by single firing，affording a new way for the use of red mud.

Keywords: red mud，glazed roof tile，body，glaze