拋光磚污泥在廣場磚坯體配方中的循環利用

祁國亮+周燕

摘 要:本文針對目前拋光磚污泥易于發泡而難回收的現狀，通過實驗探索，成功將其用于廣場磚坯體配方中，并進行試生產實驗，得到產品的抗折強度為41 MPa，莫氏硬度不低于6級，其他性能均能滿足生產要求。該回收工藝不需要更改現有的廣場磚生產工藝，有利于循環利用，實現廢料零排放。

關鍵詞：拋光磚污泥；發泡；循環利用

1 引言

拋光磚污泥是指在拋光磚廠回收處理廢水后殘留的污泥，其產生主要來源于拋光工序，此工序產生的污泥占總量的80%以上。拋光工序產生的污泥以拋光磚廢屑為主，其余為部分拋光磨頭磨損產生的碎屑。由于拋光所用的拋光磨頭是以氯氧鎂水泥為黏合劑、碳化硅為磨料制成的，直接回用于瓷磚坯體會導致1150 ℃以上燒制時，產生明顯的發泡、膨脹、變形缺陷。因而，目前拋光磚污泥主要采用堆填的方式處理，但會帶來以下幾方面危害：

（1） 侵占土地。拋光磚污泥的堆填需要侵占大量土地資源。

（2） 污染水體。露天堆填的拋光磚污泥受雨水沖刷，使其中的有害物質流入自然水體系中，造成水體污染。

（3） 堵塞下水管網。拋光磚污泥中含有很多絮狀高溫樹脂，沖入排水系統后，容易堆積，阻塞下水管網。

（4） 污染土壤。拋光磚污泥中可能含有一些重金屬離子，這些離子會深入并污染土壤，而對農田的污染則會直接危害到人體健康。

（5） 污染空氣。拋光磚污泥干燥后，很容易揚塵，而揚塵中含有大量絮狀高溫樹脂、陶瓷顆粒、氯氧鎂水泥顆粒、碳化硅顆粒，人體吸入后，容易導致矽肺等疾病的產生。

目前，拋光磚污泥主要用來生產多孔輕質建材，主要是利用碳化硅等組分在高溫燒結時會產生氣體進而發泡的特性。但該工序中需對拋光磚污泥進行二次處理，成型后要采用高溫燒結，且燒結后的制品多半膨脹變形嚴重，需要增加切割拋磨等工序，因此生產工藝過程復雜，能耗大。

廣場磚是陶瓷地磚的一種。主要用于休閑廣場、市政工程、園林綠化、屋頂美觀、花園陽臺、商場超市、學校醫院、汽車4S店等人流量較多的公共場合。其磚體色彩簡單，體積小，多為凹凸面的形式，具有防滑、耐磨、強度高、修補方便等特點。

廣場磚生產中也會添加一些回用廢料，主要是一些瘠性固體廢料，可用作廣場磚坯體的骨料，提高坯體強度。拋光磚污泥因高溫燒制時會發泡，形成多孔結構，降低制品強度，抗壓能力弱，而且發泡膨脹后需要進一步的后續加工，使工藝復雜化。目前，尚未見有將拋光磚污泥用于生產廣場磚的報道。

2 試驗過程

2.1試驗用原料及化學組成

試驗所用原料化學組成如表1所示，不足100%的部分為灼減量。試驗配方組成見表2。

其中長石可以是沂水長石、秦莊長石或兩者的復合，砂為臨朐砂；塑性粘土由章丘土和黑泥混合而成，其中章丘土與黑泥的質量比為0.3~1。熟焦寶石是一種耐火粘土。增強劑為本領域常用的添加劑，其組分一般為纖維素等能提高成型后坯體強度的組分，可使生坯強度達到1.5 MPa以上，減少后續的生坯破損。

2.2工藝流程

配料，加水球磨，所得漿料比重為1.68~1.70 g/mL，漿料粘度：涂4杯，流速控制在60~90 s，漿料含水率為33.5%~36%，漿料細度控制在250目篩余6.0%~8.0%。

將漿料陳腐24 h以上，輸送至噴霧干燥塔造粒，形成的顆粒粉料中通過60目的顆粒占到75%，粉料含水率5%~7%。

將粉料輸送至壓機沖壓成型，模具規格為220 mm×220 mm×15 mm，對應燒成制品的規格為200 mm×220 mm×13.5 mm，成型壓力為11000±500 kN。

成型后將坯體送入干燥窯干燥，干燥窯溫度為120~180 ℃，周期為45~55 min。

干燥后的坯體入輥道窯氧化氣氛燒成，燒成周期50~60 min，燒成溫度1180~1200 ℃。

出窯后揀選分級得到成品。

2.3坯體配方結果分析

該工藝制備的廣場磚，抗壓強度大于40 MPa，其中4#配方略有膨脹，但尚在可以接受的范圍內。通過實驗分析，拋光磚污泥在高溫氧化氣氛下發泡是因為其中的碳化硅在高溫氧化氣氛下會發生氧化反應，產生一氧化碳、二氧化碳，其反應方程式為：

SiC (s)+2O2→SiO2+CO2↑（1）

2SiC(s)+3O2→2SiO2+2CO↑（2）

碳化硅在高溫氧化氣氛中首先發生氧化反應，表面生成一層玻璃態、粘度高的二氧化硅膜，氧氣在二氧化硅膜中的擴散非常慢，所以在較低的溫度下很難繼續氧化。拋光磚污泥發泡的根本原因就是由于拋光磚磨頭碎屑里的碳化硅發生氧化反應，排出氣體所致。

拋光磚污泥在1150 ℃就有發泡現象，而理論上碳化硅發生強烈的氧化反應則需要在更高的溫度（1250 ℃以上）。通過分析發現，拋光磚磨頭中作為磨料粘接劑的氯氧鎂水泥，在高溫下分解形成的氧化鎂、氯化鎂會促進碳化硅在較低的溫度下發生氧化反應。在高溫條件下，氧化鎂能溶解在玻璃態的二氧化硅中，作為二氧化硅玻璃質的變體，顯著降低其黏度，導致氧容易通過二氧化硅膜接觸到碳化硅的表面。氧化鎂與碳化硅的氧化產物二氧化硅反應，生成低熔點的硅酸鹽，使氧化產物轉成液態，增加了氧在氧化產物中的擴散速度，促進氧化的進行。

氯化鎂在高溫條件下會分解為氧化鎂，反應方程式如下：

MgCl2·6H2O→MgO+2HCl+5H2O （3）

反應生成的氧化鎂能阻礙二氧化硅形成保護膜，從而促進碳化硅的繼續氧化，產生發泡。而反應產生的氯化氫會干擾碳化硅保護膜的形成，加劇碳化硅的氧化。因此氯化鎂促進碳化硅氧化的作用比氧化鎂更強烈，因而發泡更嚴重。

所以，拋光磚污泥里的碳化硅發生的氧化反應是其發泡的根本原因，而氯化鎂和氧化鎂會促使濾泥在較低的溫度下發泡。

為驗證以上分析，制定如下對比實驗。以4#配方為基礎，再額外添加鎂元素含量較高的滑石（3MgO·4SiO2·H2O）。結果發現，隨著滑石的不斷引入，坯體發泡加劇，制品膨脹變形度隨滑石引入量增加而變大。經過測算分析，在1#~8#的廣場磚配方體系中，原料中鎂元素含量小于0.3%（wt%）時，才能確保燒后的坯體膨脹變形在可接受范圍內。

另外，5#配方廣場磚基本無膨脹，尺寸偏差優于4#配方，這是因為熟焦寶石是一種耐火粘土，會引入大量的氧化鋁和氧化硅，從而增加高溫燒結時的液相黏度，抑制發泡。同理，選用高溫燒結時液相黏度高的鉀長石也能起到類似的有益效果。

2.4施釉工藝與結果分析

選用8#配方作坯體，坯體干燥后在其表面施一層面釉，通過面釉遮蓋磚體表面潛在的色臟斑塊。面釉配方見表3。

面釉的含水率約為35%，比重約為1.55 g/mL，細度350目篩余約1.6%。

以上面釉配方和工藝參數在實際生產中可根據具體情況進行適當調整。為了豐富裝飾效果，可以在面釉配方中添加適量的色料，制成色釉。

待干燥后的坯體冷卻后，每片表面均勻噴灑3~5 g水潤濕，采用噴或淋的方式施面釉，每片施釉19~21 g。

入窯燒成，燒成工藝同8#配方。制品出窯冷卻后，經揀選分級得到成品。

為了進一步豐富裝飾效果，采用噴釉的方式施裝飾釉，裝飾釉在面釉上形成裝飾釉點。施釉后入窯燒成，出窯后揀選分級得到成品。

裝飾釉配方見表4。

裝飾釉的釉漿含水率約為35%，比重約為1.65 g/mL,350目篩余為0.1%~0.3%。通過噴釉的方式在面釉上形成釉點，每片用釉量為0.3~0.4 g，燒成后，在磚面上形成凸起的裝飾釉點，除了豐富裝飾效果外，還使得磚面更防滑。

2.5試生產工藝參數

按濾泥配方單裝球30 t（干料），噴粉，然后在生產線批量試驗，進行一次燒成，主要生產工序的工藝參數控制如下：

（1） 原料車間主要生產工藝參數

泥漿比重：1.68~1.70 g/mL；

泥漿黏度：涂4杯流速60~90 s；

泥漿含水率：33.5%~36%；

泥漿細度：250目篩余6.0±0.3%；

粉料含水率：6.0%~7.0%；

粉料級配：60目篩上不低于75%。

（2） 燒成車間主要生產工藝參數

成型壓力：11000±500 kN；

成型規格：200×200 mm；

成型厚度：13.2±0.2 mm；

干燥溫度：120~180 ℃；

干燥周期：45~55 min；

半成品干燥強度：1.5 MPa；

噴水：4±1 g；

噴面釉：20±1 g；

面釉比重：1.55±0.01 g/mL；

噴點釉：0.3~0.4 g；

最高燒成溫度：1185~1190 ℃；

燒成周期：53~57 min。

（3） 試生產坯體、面釉和點釉配方

試生產坯體、面釉和點釉配方如表5、表6和表7所示。

（下轉第35頁）

（4） 產品性能

產品性能如表8所示。

3 結語

通過實驗研究，制定出滿足廣場磚生產工藝的濾泥配方體系，在廣場磚生產中可實現全部濾泥的循環再用。并且，不需要更改現有的廣場磚生產工藝，濾泥從污水站出來直接進球，不用分離，從而有利于循環發展，實現廢料零排放，降低生態負擔。在廢料的循環利用處理上，為陶瓷行業提供了一種新的思路。

摘 要:本文針對目前拋光磚污泥易于發泡而難回收的現狀，通過實驗探索，成功將其用于廣場磚坯體配方中，并進行試生產實驗，得到產品的抗折強度為41 MPa，莫氏硬度不低于6級，其他性能均能滿足生產要求。該回收工藝不需要更改現有的廣場磚生產工藝，有利于循環利用，實現廢料零排放。

關鍵詞：拋光磚污泥；發泡；循環利用

1 引言

拋光磚污泥是指在拋光磚廠回收處理廢水后殘留的污泥，其產生主要來源于拋光工序，此工序產生的污泥占總量的80%以上。拋光工序產生的污泥以拋光磚廢屑為主，其余為部分拋光磨頭磨損產生的碎屑。由于拋光所用的拋光磨頭是以氯氧鎂水泥為黏合劑、碳化硅為磨料制成的，直接回用于瓷磚坯體會導致1150 ℃以上燒制時，產生明顯的發泡、膨脹、變形缺陷。因而，目前拋光磚污泥主要采用堆填的方式處理，但會帶來以下幾方面危害：

（1） 侵占土地。拋光磚污泥的堆填需要侵占大量土地資源。

（2） 污染水體。露天堆填的拋光磚污泥受雨水沖刷，使其中的有害物質流入自然水體系中，造成水體污染。

（3） 堵塞下水管網。拋光磚污泥中含有很多絮狀高溫樹脂，沖入排水系統后，容易堆積，阻塞下水管網。

（4） 污染土壤。拋光磚污泥中可能含有一些重金屬離子，這些離子會深入并污染土壤，而對農田的污染則會直接危害到人體健康。

（5） 污染空氣。拋光磚污泥干燥后，很容易揚塵，而揚塵中含有大量絮狀高溫樹脂、陶瓷顆粒、氯氧鎂水泥顆粒、碳化硅顆粒，人體吸入后，容易導致矽肺等疾病的產生。

目前，拋光磚污泥主要用來生產多孔輕質建材，主要是利用碳化硅等組分在高溫燒結時會產生氣體進而發泡的特性。但該工序中需對拋光磚污泥進行二次處理，成型后要采用高溫燒結，且燒結后的制品多半膨脹變形嚴重，需要增加切割拋磨等工序，因此生產工藝過程復雜，能耗大。

廣場磚是陶瓷地磚的一種。主要用于休閑廣場、市政工程、園林綠化、屋頂美觀、花園陽臺、商場超市、學校醫院、汽車4S店等人流量較多的公共場合。其磚體色彩簡單，體積小，多為凹凸面的形式，具有防滑、耐磨、強度高、修補方便等特點。

廣場磚生產中也會添加一些回用廢料，主要是一些瘠性固體廢料，可用作廣場磚坯體的骨料，提高坯體強度。拋光磚污泥因高溫燒制時會發泡，形成多孔結構，降低制品強度，抗壓能力弱，而且發泡膨脹后需要進一步的后續加工，使工藝復雜化。目前，尚未見有將拋光磚污泥用于生產廣場磚的報道。

2 試驗過程

2.1試驗用原料及化學組成

試驗所用原料化學組成如表1所示，不足100%的部分為灼減量。試驗配方組成見表2。

其中長石可以是沂水長石、秦莊長石或兩者的復合，砂為臨朐砂；塑性粘土由章丘土和黑泥混合而成，其中章丘土與黑泥的質量比為0.3~1。熟焦寶石是一種耐火粘土。增強劑為本領域常用的添加劑，其組分一般為纖維素等能提高成型后坯體強度的組分，可使生坯強度達到1.5 MPa以上，減少后續的生坯破損。

2.2工藝流程

配料，加水球磨，所得漿料比重為1.68~1.70 g/mL，漿料粘度：涂4杯，流速控制在60~90 s，漿料含水率為33.5%~36%，漿料細度控制在250目篩余6.0%~8.0%。

將漿料陳腐24 h以上，輸送至噴霧干燥塔造粒，形成的顆粒粉料中通過60目的顆粒占到75%，粉料含水率5%~7%。

將粉料輸送至壓機沖壓成型，模具規格為220 mm×220 mm×15 mm，對應燒成制品的規格為200 mm×220 mm×13.5 mm，成型壓力為11000±500 kN。

成型后將坯體送入干燥窯干燥，干燥窯溫度為120~180 ℃，周期為45~55 min。

干燥后的坯體入輥道窯氧化氣氛燒成，燒成周期50~60 min，燒成溫度1180~1200 ℃。

出窯后揀選分級得到成品。

2.3坯體配方結果分析

該工藝制備的廣場磚，抗壓強度大于40 MPa，其中4#配方略有膨脹，但尚在可以接受的范圍內。通過實驗分析，拋光磚污泥在高溫氧化氣氛下發泡是因為其中的碳化硅在高溫氧化氣氛下會發生氧化反應，產生一氧化碳、二氧化碳，其反應方程式為：

SiC (s)+2O2→SiO2+CO2↑（1）

2SiC(s)+3O2→2SiO2+2CO↑（2）

碳化硅在高溫氧化氣氛中首先發生氧化反應，表面生成一層玻璃態、粘度高的二氧化硅膜，氧氣在二氧化硅膜中的擴散非常慢，所以在較低的溫度下很難繼續氧化。拋光磚污泥發泡的根本原因就是由于拋光磚磨頭碎屑里的碳化硅發生氧化反應，排出氣體所致。

拋光磚污泥在1150 ℃就有發泡現象，而理論上碳化硅發生強烈的氧化反應則需要在更高的溫度（1250 ℃以上）。通過分析發現，拋光磚磨頭中作為磨料粘接劑的氯氧鎂水泥，在高溫下分解形成的氧化鎂、氯化鎂會促進碳化硅在較低的溫度下發生氧化反應。在高溫條件下，氧化鎂能溶解在玻璃態的二氧化硅中，作為二氧化硅玻璃質的變體，顯著降低其黏度，導致氧容易通過二氧化硅膜接觸到碳化硅的表面。氧化鎂與碳化硅的氧化產物二氧化硅反應，生成低熔點的硅酸鹽，使氧化產物轉成液態，增加了氧在氧化產物中的擴散速度，促進氧化的進行。

氯化鎂在高溫條件下會分解為氧化鎂，反應方程式如下：

MgCl2·6H2O→MgO+2HCl+5H2O （3）

反應生成的氧化鎂能阻礙二氧化硅形成保護膜，從而促進碳化硅的繼續氧化，產生發泡。而反應產生的氯化氫會干擾碳化硅保護膜的形成，加劇碳化硅的氧化。因此氯化鎂促進碳化硅氧化的作用比氧化鎂更強烈，因而發泡更嚴重。

所以，拋光磚污泥里的碳化硅發生的氧化反應是其發泡的根本原因，而氯化鎂和氧化鎂會促使濾泥在較低的溫度下發泡。

為驗證以上分析，制定如下對比實驗。以4#配方為基礎，再額外添加鎂元素含量較高的滑石（3MgO·4SiO2·H2O）。結果發現，隨著滑石的不斷引入，坯體發泡加劇，制品膨脹變形度隨滑石引入量增加而變大。經過測算分析，在1#~8#的廣場磚配方體系中，原料中鎂元素含量小于0.3%（wt%）時，才能確保燒后的坯體膨脹變形在可接受范圍內。

另外，5#配方廣場磚基本無膨脹，尺寸偏差優于4#配方，這是因為熟焦寶石是一種耐火粘土，會引入大量的氧化鋁和氧化硅，從而增加高溫燒結時的液相黏度，抑制發泡。同理，選用高溫燒結時液相黏度高的鉀長石也能起到類似的有益效果。

2.4施釉工藝與結果分析

選用8#配方作坯體，坯體干燥后在其表面施一層面釉，通過面釉遮蓋磚體表面潛在的色臟斑塊。面釉配方見表3。

面釉的含水率約為35%，比重約為1.55 g/mL，細度350目篩余約1.6%。

以上面釉配方和工藝參數在實際生產中可根據具體情況進行適當調整。為了豐富裝飾效果，可以在面釉配方中添加適量的色料，制成色釉。

待干燥后的坯體冷卻后，每片表面均勻噴灑3~5 g水潤濕，采用噴或淋的方式施面釉，每片施釉19~21 g。

入窯燒成，燒成工藝同8#配方。制品出窯冷卻后，經揀選分級得到成品。

為了進一步豐富裝飾效果，采用噴釉的方式施裝飾釉，裝飾釉在面釉上形成裝飾釉點。施釉后入窯燒成，出窯后揀選分級得到成品。

裝飾釉配方見表4。

裝飾釉的釉漿含水率約為35%，比重約為1.65 g/mL,350目篩余為0.1%~0.3%。通過噴釉的方式在面釉上形成釉點，每片用釉量為0.3~0.4 g，燒成后，在磚面上形成凸起的裝飾釉點，除了豐富裝飾效果外，還使得磚面更防滑。

2.5試生產工藝參數

按濾泥配方單裝球30 t（干料），噴粉，然后在生產線批量試驗，進行一次燒成，主要生產工序的工藝參數控制如下：

（1） 原料車間主要生產工藝參數

泥漿比重：1.68~1.70 g/mL；

泥漿黏度：涂4杯流速60~90 s；

泥漿含水率：33.5%~36%；

泥漿細度：250目篩余6.0±0.3%；

粉料含水率：6.0%~7.0%；

粉料級配：60目篩上不低于75%。

（2） 燒成車間主要生產工藝參數

成型壓力：11000±500 kN；

成型規格：200×200 mm；

成型厚度：13.2±0.2 mm；

干燥溫度：120~180 ℃；

干燥周期：45~55 min；

半成品干燥強度：1.5 MPa；

噴水：4±1 g；

噴面釉：20±1 g；

面釉比重：1.55±0.01 g/mL；

噴點釉：0.3~0.4 g；

最高燒成溫度：1185~1190 ℃；

燒成周期：53~57 min。

（3） 試生產坯體、面釉和點釉配方

試生產坯體、面釉和點釉配方如表5、表6和表7所示。

（下轉第35頁）

（4） 產品性能

產品性能如表8所示。

3 結語

通過實驗研究，制定出滿足廣場磚生產工藝的濾泥配方體系，在廣場磚生產中可實現全部濾泥的循環再用。并且，不需要更改現有的廣場磚生產工藝，濾泥從污水站出來直接進球，不用分離，從而有利于循環發展，實現廢料零排放，降低生態負擔。在廢料的循環利用處理上，為陶瓷行業提供了一種新的思路。

摘 要:本文針對目前拋光磚污泥易于發泡而難回收的現狀，通過實驗探索，成功將其用于廣場磚坯體配方中，并進行試生產實驗，得到產品的抗折強度為41 MPa，莫氏硬度不低于6級，其他性能均能滿足生產要求。該回收工藝不需要更改現有的廣場磚生產工藝，有利于循環利用，實現廢料零排放。

關鍵詞：拋光磚污泥；發泡；循環利用

1 引言

拋光磚污泥是指在拋光磚廠回收處理廢水后殘留的污泥，其產生主要來源于拋光工序，此工序產生的污泥占總量的80%以上。拋光工序產生的污泥以拋光磚廢屑為主，其余為部分拋光磨頭磨損產生的碎屑。由于拋光所用的拋光磨頭是以氯氧鎂水泥為黏合劑、碳化硅為磨料制成的，直接回用于瓷磚坯體會導致1150 ℃以上燒制時，產生明顯的發泡、膨脹、變形缺陷。因而，目前拋光磚污泥主要采用堆填的方式處理，但會帶來以下幾方面危害：

（1） 侵占土地。拋光磚污泥的堆填需要侵占大量土地資源。

（2） 污染水體。露天堆填的拋光磚污泥受雨水沖刷，使其中的有害物質流入自然水體系中，造成水體污染。

（3） 堵塞下水管網。拋光磚污泥中含有很多絮狀高溫樹脂，沖入排水系統后，容易堆積，阻塞下水管網。

（4） 污染土壤。拋光磚污泥中可能含有一些重金屬離子，這些離子會深入并污染土壤，而對農田的污染則會直接危害到人體健康。

（5） 污染空氣。拋光磚污泥干燥后，很容易揚塵，而揚塵中含有大量絮狀高溫樹脂、陶瓷顆粒、氯氧鎂水泥顆粒、碳化硅顆粒，人體吸入后，容易導致矽肺等疾病的產生。

目前，拋光磚污泥主要用來生產多孔輕質建材，主要是利用碳化硅等組分在高溫燒結時會產生氣體進而發泡的特性。但該工序中需對拋光磚污泥進行二次處理，成型后要采用高溫燒結，且燒結后的制品多半膨脹變形嚴重，需要增加切割拋磨等工序，因此生產工藝過程復雜，能耗大。

廣場磚是陶瓷地磚的一種。主要用于休閑廣場、市政工程、園林綠化、屋頂美觀、花園陽臺、商場超市、學校醫院、汽車4S店等人流量較多的公共場合。其磚體色彩簡單，體積小，多為凹凸面的形式，具有防滑、耐磨、強度高、修補方便等特點。

廣場磚生產中也會添加一些回用廢料，主要是一些瘠性固體廢料，可用作廣場磚坯體的骨料，提高坯體強度。拋光磚污泥因高溫燒制時會發泡，形成多孔結構，降低制品強度，抗壓能力弱，而且發泡膨脹后需要進一步的后續加工，使工藝復雜化。目前，尚未見有將拋光磚污泥用于生產廣場磚的報道。

2 試驗過程

2.1試驗用原料及化學組成

試驗所用原料化學組成如表1所示，不足100%的部分為灼減量。試驗配方組成見表2。

其中長石可以是沂水長石、秦莊長石或兩者的復合，砂為臨朐砂；塑性粘土由章丘土和黑泥混合而成，其中章丘土與黑泥的質量比為0.3~1。熟焦寶石是一種耐火粘土。增強劑為本領域常用的添加劑，其組分一般為纖維素等能提高成型后坯體強度的組分，可使生坯強度達到1.5 MPa以上，減少后續的生坯破損。

2.2工藝流程

配料，加水球磨，所得漿料比重為1.68~1.70 g/mL，漿料粘度：涂4杯，流速控制在60~90 s，漿料含水率為33.5%~36%，漿料細度控制在250目篩余6.0%~8.0%。

將漿料陳腐24 h以上，輸送至噴霧干燥塔造粒，形成的顆粒粉料中通過60目的顆粒占到75%，粉料含水率5%~7%。

將粉料輸送至壓機沖壓成型，模具規格為220 mm×220 mm×15 mm，對應燒成制品的規格為200 mm×220 mm×13.5 mm，成型壓力為11000±500 kN。

成型后將坯體送入干燥窯干燥，干燥窯溫度為120~180 ℃，周期為45~55 min。

干燥后的坯體入輥道窯氧化氣氛燒成，燒成周期50~60 min，燒成溫度1180~1200 ℃。

出窯后揀選分級得到成品。

2.3坯體配方結果分析

該工藝制備的廣場磚，抗壓強度大于40 MPa，其中4#配方略有膨脹，但尚在可以接受的范圍內。通過實驗分析，拋光磚污泥在高溫氧化氣氛下發泡是因為其中的碳化硅在高溫氧化氣氛下會發生氧化反應，產生一氧化碳、二氧化碳，其反應方程式為：

SiC (s)+2O2→SiO2+CO2↑（1）

2SiC(s)+3O2→2SiO2+2CO↑（2）

碳化硅在高溫氧化氣氛中首先發生氧化反應，表面生成一層玻璃態、粘度高的二氧化硅膜，氧氣在二氧化硅膜中的擴散非常慢，所以在較低的溫度下很難繼續氧化。拋光磚污泥發泡的根本原因就是由于拋光磚磨頭碎屑里的碳化硅發生氧化反應，排出氣體所致。

拋光磚污泥在1150 ℃就有發泡現象，而理論上碳化硅發生強烈的氧化反應則需要在更高的溫度（1250 ℃以上）。通過分析發現，拋光磚磨頭中作為磨料粘接劑的氯氧鎂水泥，在高溫下分解形成的氧化鎂、氯化鎂會促進碳化硅在較低的溫度下發生氧化反應。在高溫條件下，氧化鎂能溶解在玻璃態的二氧化硅中，作為二氧化硅玻璃質的變體，顯著降低其黏度，導致氧容易通過二氧化硅膜接觸到碳化硅的表面。氧化鎂與碳化硅的氧化產物二氧化硅反應，生成低熔點的硅酸鹽，使氧化產物轉成液態，增加了氧在氧化產物中的擴散速度，促進氧化的進行。

氯化鎂在高溫條件下會分解為氧化鎂，反應方程式如下：

MgCl2·6H2O→MgO+2HCl+5H2O （3）

反應生成的氧化鎂能阻礙二氧化硅形成保護膜，從而促進碳化硅的繼續氧化，產生發泡。而反應產生的氯化氫會干擾碳化硅保護膜的形成，加劇碳化硅的氧化。因此氯化鎂促進碳化硅氧化的作用比氧化鎂更強烈，因而發泡更嚴重。

所以，拋光磚污泥里的碳化硅發生的氧化反應是其發泡的根本原因，而氯化鎂和氧化鎂會促使濾泥在較低的溫度下發泡。

為驗證以上分析，制定如下對比實驗。以4#配方為基礎，再額外添加鎂元素含量較高的滑石（3MgO·4SiO2·H2O）。結果發現，隨著滑石的不斷引入，坯體發泡加劇，制品膨脹變形度隨滑石引入量增加而變大。經過測算分析，在1#~8#的廣場磚配方體系中，原料中鎂元素含量小于0.3%（wt%）時，才能確保燒后的坯體膨脹變形在可接受范圍內。

另外，5#配方廣場磚基本無膨脹，尺寸偏差優于4#配方，這是因為熟焦寶石是一種耐火粘土，會引入大量的氧化鋁和氧化硅，從而增加高溫燒結時的液相黏度，抑制發泡。同理，選用高溫燒結時液相黏度高的鉀長石也能起到類似的有益效果。

2.4施釉工藝與結果分析

選用8#配方作坯體，坯體干燥后在其表面施一層面釉，通過面釉遮蓋磚體表面潛在的色臟斑塊。面釉配方見表3。

面釉的含水率約為35%，比重約為1.55 g/mL，細度350目篩余約1.6%。

以上面釉配方和工藝參數在實際生產中可根據具體情況進行適當調整。為了豐富裝飾效果，可以在面釉配方中添加適量的色料，制成色釉。

待干燥后的坯體冷卻后，每片表面均勻噴灑3~5 g水潤濕，采用噴或淋的方式施面釉，每片施釉19~21 g。

入窯燒成，燒成工藝同8#配方。制品出窯冷卻后，經揀選分級得到成品。

為了進一步豐富裝飾效果，采用噴釉的方式施裝飾釉，裝飾釉在面釉上形成裝飾釉點。施釉后入窯燒成，出窯后揀選分級得到成品。

裝飾釉配方見表4。

裝飾釉的釉漿含水率約為35%，比重約為1.65 g/mL,350目篩余為0.1%~0.3%。通過噴釉的方式在面釉上形成釉點，每片用釉量為0.3~0.4 g，燒成后，在磚面上形成凸起的裝飾釉點，除了豐富裝飾效果外，還使得磚面更防滑。

2.5試生產工藝參數

按濾泥配方單裝球30 t（干料），噴粉，然后在生產線批量試驗，進行一次燒成，主要生產工序的工藝參數控制如下：

（1） 原料車間主要生產工藝參數

泥漿比重：1.68~1.70 g/mL；

泥漿黏度：涂4杯流速60~90 s；

泥漿含水率：33.5%~36%；

泥漿細度：250目篩余6.0±0.3%；

粉料含水率：6.0%~7.0%；

粉料級配：60目篩上不低于75%。

（2） 燒成車間主要生產工藝參數

成型壓力：11000±500 kN；

成型規格：200×200 mm；

成型厚度：13.2±0.2 mm；

干燥溫度：120~180 ℃；

干燥周期：45~55 min；

半成品干燥強度：1.5 MPa；

噴水：4±1 g；

噴面釉：20±1 g；

面釉比重：1.55±0.01 g/mL；

噴點釉：0.3~0.4 g；

最高燒成溫度：1185~1190 ℃；

燒成周期：53~57 min。

（3） 試生產坯體、面釉和點釉配方

試生產坯體、面釉和點釉配方如表5、表6和表7所示。

（下轉第35頁）

（4） 產品性能

產品性能如表8所示。

3 結語

通過實驗研究，制定出滿足廣場磚生產工藝的濾泥配方體系，在廣場磚生產中可實現全部濾泥的循環再用。并且，不需要更改現有的廣場磚生產工藝，濾泥從污水站出來直接進球，不用分離，從而有利于循環發展，實現廢料零排放，降低生態負擔。在廢料的循環利用處理上，為陶瓷行業提供了一種新的思路。