一种人造陶瓷洗水浮石及其制备方法
技术领域
本发明属于人造浮石
技术领域
，具体涉及一种人造陶瓷洗水浮石及其制备方法。背景技术
近年来，环境污染已受到发达国家和绝大多数发展中国家的重视。工业污染多种多样，要从源头上来减少工业废弃物的排放所造成的环境污染，比如纺织品经洗水处理后，其色彩更鲜艳、质地更柔软、穿着更舒适，以满足消费者对纺织品服装的要求。目前，纺织品的石磨水洗中需耗费大量的天然火山石，天然浮石是一种多孔的轻质玻璃质酸性火山喷出岩，耐碱、耐酸、耐腐蚀，能浮在水面上，天然火山石在水洗过程中由于摩擦造成破碎，水洗后的纺织品中含有大量的碎石泥浆，需经多次漂洗才能去除，而且水洗后的沉淀槽需要频繁地清理，这就使得牛仔服装水洗的工艺复杂，消耗大量的天然火山石和水资源，同时排放的泥浆水也对后期水的处理及环境污染造成很大的压力，浪费宝贵的水资源，也增加了污水的处理及人力物力，成本较高、不够环保。
中国专利CN110511420A公开了一种牛仔水洗浮石的制造方法，包括以下步骤：(1)取2g硅胶小球和12g氯丁橡胶胶粘剂，混合后搅拌均匀；(2)取10g环氧胶粘剂或苯丙乳液或纯丙乳液，加入步骤(1)制备的混合物中，搅拌均匀；(3)取0.5g塑料发泡剂，加入步骤(2)制备的混合物中，搅拌均匀；(4)静置2h，待混合物成为柔软的弹性体后，制作成天然浮石形状；(5)静置0.5h后，牛仔水洗浮石制备完成；本发明制备的浮石效果与天然浮石相当，且解决牛仔服装水洗工艺中天然浮石消耗量大，排放的泥浆水也对后期的水处理及环境造成很大的压力的问题。
又如，中国专利CN104649706B公开了一种以灰绿色页岩为原料制备粒状人造浮石的方法，通过以下步骤制得：(1)矿石破碎：将天然灰绿色页岩原料破碎至粒径为20mm以下；(2)预热保温：在空气环境中，以10～20℃/min升温速率，将步骤(1)所得物料加热至240～800℃，并保温12～30min；(3)煅烧膨化：在空气环境中，以10～20℃/min升温速率，将步骤(2)预热保温物料加热至1050～1200℃，并保温15～30min；(4)物料冷却：在空气环境中，将步骤(3)煅烧膨化物料缓慢冷却至400℃以下；(5)物料筛分：将步骤(4)冷却后的物料筛分为5～25mm粒径，即得到粒状人造浮石产品；其中，灰绿色页岩是一种页状和薄层状层构造的粘土质沉积岩，在十分复杂多样的天然矿物岩石中，遴选出一种天然矿石原料，在不添加其它任何试剂的条件下，通过优化煅烧膨化工艺，制造出性能优良的粒状人造浮石的；均未制备出质轻、微孔且比重可控、品质如一的环保型人造陶瓷洗水浮石。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种人造陶瓷洗水浮石，所述人造陶瓷洗水浮石由钾长石、高岭土、白云石、滑石粉、硅灰石、塑料发泡剂、碳化硅、燃尽有机物经焙烧制成具有不规则多孔的颗粒。
进一步地，所述人造陶瓷洗水浮石按照重量份计为：钾长石35～65份、高岭土20～30份、白云石3～5份、滑石粉5～10份、硅灰石5～10份、塑料发泡剂3～5份、碳化硅0.3～3份、燃尽有机物2.8～3.2份。
进一步地，所述人造陶瓷洗水浮石按照重量份计为：钾长石49份、高岭土25份、白云石4份、滑石粉7.5份、硅灰石7.5份、塑料发泡剂4份、碳化硅1.65份、燃尽有机物3份。
进一步地，所述人造陶瓷洗水浮石的粒径为5～50mm，孔径为0.01～2mm，比表面积为5～20m2/g，重量为3～30g。
本发明另提供所述人造陶瓷洗水浮石的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，采用高岭土矿料制备高岭土：
步骤1.1，将高岭土矿料通过圆形振动筛除去80目以上的粗矿渣料得到高岭土基料；
步骤1.2，将步骤1.1中高岭土基料输送至第一搅拌池内，向第一搅拌池内加水与分散剂并进行机械搅拌，转速为160r/min，搅拌40min制得浓度为25％的浆料，高岭土基料、水、分散剂的质量之比为3:10:8；
步骤1.3，将步骤1.2中制得的浆料在流量为0.5～0.8m3/h条件下经过磨剥机磨细，再通过500目的圆形振动筛过筛；
步骤1.4，过筛后的浆料进行循环洗涤脱水，获得高岭土矿浆终料；
步骤1.5，将高岭土矿浆终料进行压滤脱水获得高岭土滤饼，干燥高岭土滤饼，对干燥后的高岭土滤饼进行粉碎并收集，制得高岭土；
步骤2，采用白云石原矿制备白云石颗粒：
步骤2.1，将白云石原矿通过螺旋输送机传送至清洗机内清洗；
步骤2.2，将清洗后的白云石放至破碎机内破碎，破碎至粒径为2～3cm后置入水中浸泡2h；
步骤2.3，浸泡后的白云石进行机械搅拌，转速为40r/min，搅拌时间为25min，采用洁净水冲洗至表面干净；
步骤2.4，将冲洗干净的白云石放至磨机内磨圆，磨圆成粒径为0.4mm后停止磨机，将磨圆的白云石颗粒取出备用；
步骤3，球磨高岭土、白云石颗粒、钾长石、滑石粉、硅灰石、塑料发泡剂、碳化硅、燃尽有机物、高铝球、去离子水：
步骤3.1，称取步骤1中高岭土25份、步骤2中白云石颗粒4份、钾长石49份、滑石粉7.5份、硅灰石7.5份、塑料发泡剂4份、碳化硅1.65份、燃尽有机物3份、高铝球150份、去离子水50份；
步骤3.2，将称取的高岭土25份、步骤2中白云石颗粒4份、钾长石49份、滑石粉7.5份、硅灰石7.5份、塑料发泡剂4份、碳化硅1.65份、燃尽有机物3份、高铝球150份、去离子水50份放至的球磨机内进行研磨成325目的混合物，球磨机的转速为1500rpm，球磨时间为25～30h；
步骤4，对步骤3所得混合物进行压泥、烘干：
步骤4.1，将步骤3中研磨后的混合物放至压力为0.4MPa的压泥机内进行压泥；
步骤4.2，将混合物放入烘干机进行烘干，烘干温度为130℃，烘干时间为120min，混合物的水分为15％～50％；
步骤5，将步骤4所得混合物冲压成半成品：
步骤5.1，冲压模具内涂覆润滑剂，混合物与润滑剂的质量比为1:0.3；
步骤5.2，将步骤4中所得的混合物放入半开口的冲压模具内，冲压模具在280℃温度下预热混合物2h，将混合物冲压成半成品，混合物半成品的水分小于1.2％wt；
步骤6，将步骤5中的半成品放至窑炉内进行高温焙烧：
步骤6.1，经高温焙烧后的半成品加入浓度为45％的硅酸钠溶液进行反应，将反应物进行洗涤、烘干；
步骤6.2，烘干后的反应物加至震动抛光机内抛光制得抛光半成品，震动研磨的时间为45min；
步骤6.3，将抛光半成品再放至窑炉内进行第二次高温焙烧，焙烧温度为1200℃，焙烧时间为20min，将焙烧物在自然环境冷却至300℃，冷却后的焙烧物筛分为5～50mm粒径，将粒径为5～50mm的焙烧物与化学抛光剂加至震动抛光机内进行抛光制得所述人造陶瓷洗水浮石。
进一步地，步骤1.2所述的分散剂由下述组分按重量份组成：水2份、引发剂2份、硫化剂6份、三油酸甘油酯12份、催化剂4份、甲醛3份。
进一步地，步骤1.2所述分散剂中的催化剂由质量比为5:1的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与二甲胺混合而成；分散剂中的硫化剂由质量比为1:0.5:0.3的多硫化钠、硫化促进剂、Al2O3混合而成；分散剂中的引发剂的氧化剂为双氧水、过硫酸铵、过硫酸钾中的至少一种；分散剂中的引发剂的还原剂为亚硫酸氢钠、硫酸亚铁中的至少一种。
进一步地，步骤3中燃尽有机物为1～10微米的粒径且分解温度不低于50℃的燃尽物。
进一步地，步骤6.3中的化学抛光剂由下述组分按重量份组成：去离子水30份、纳米二氧化硅45份、PH调试剂5份、表面活性剂10份、分散剂8份、碳酸钠50份、甘油25份。
进一步地，步骤6.3中所述人造陶瓷洗水浮石的重量为3～30g。
进一步地，步骤6.3中所述人造陶瓷洗水浮石的形状为圆形、圆柱形、椭圆形中的至少一种。
进一步地，步骤6.3中所述人造陶瓷洗水浮石的色泽为白色、灰白色、黄褐色中的至少一种。
进一步地，步骤6.3中所述人造陶瓷洗水浮石的磨损率为0.06％～0.46％、减水率大于20％。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：
1、本发明所述人造陶瓷洗水浮石的耐磨性较强，并未出现沙石堵塞水沟的情况，无需频繁地清理水沟和污水沉淀池，节省人力物力的成本。
2、本发明所述人造陶瓷洗水浮石的强度较高，不易沾染牛仔纺织服装及布料，无需多次进行清水漂洗去除残留成分，减少过水的次数，节约水资源，且不含对人体有害的物质。
3、本发明所述人造陶瓷洗水浮石与天然火山浮石的用量之比为1:10，用量大大减少，节省生产成本，提高了生产效率。
4、本发明所述人造陶瓷洗水浮石的形状、比重、品质均易控制、打磨较为均匀，提高了牛仔纺织服装及布料等的石磨水洗工艺的品质。
5、本发明所述人造陶瓷洗水浮石形状为圆形、圆柱形、椭圆形中的至少一种，每个成品重量为3～30g，也可以根据实际使用的需要来确定成品重量。
具体实施方式
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种人造陶瓷洗水浮石，所述人造陶瓷洗水浮石由钾长石、高岭土、白云石、滑石粉、硅灰石、塑料发泡剂、碳化硅、燃尽有机物经焙烧制成具有不规则多孔的颗粒。
进一步地，所述人造陶瓷洗水浮石按照重量份计为：钾长石35～65份、高岭土20～30份、白云石3～5份、滑石粉5～10份、硅灰石5～10份、塑料发泡剂3～5份、碳化硅0.3～3份、燃尽有机物2.8～3.2份。
进一步地，所述人造陶瓷洗水浮石按照重量份计为：钾长石49份、高岭土25份、白云石4份、滑石粉7.5份、硅灰石7.5份、塑料发泡剂4份、碳化硅1.65份、燃尽有机物3份。
进一步地，所述人造陶瓷洗水浮石的粒径为5～50mm，孔径为0.01～2mm，比表面积为5～20m2/g，重量为3～30g。
本发明另提供所述人造陶瓷洗水浮石的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，采用高岭土矿料制备高岭土：
步骤1.1，将高岭土矿料通过圆形振动筛除去80目以上的粗矿渣料得到高岭土基料；
步骤1.2，将步骤1.1中的高岭土基料输送至第一搅拌池内，向第一搅拌池内加水与分散剂并进行机械搅拌，转速为160r/min，搅拌40min制得浓度为25％的浆料，高岭土基料、水、分散剂的质量之比为3:10:8；
步骤1.3，将步骤1.2中制得的浆料在流量为0.5～0.8m3/h条件下经过磨剥机磨细，再通过500目的圆形振动筛过筛；
步骤1.4，过筛后的浆料进行循环洗涤脱水，获得高岭土矿浆终料；
步骤1.5，将高岭土矿浆终料进行压滤脱水后获得高岭土滤饼，干燥高岭土滤饼，对干燥后的高岭土滤饼进行粉碎并收集，制备高岭土；
步骤2，采用白云石原矿制备白云石颗粒：
步骤2.1，将白云石原矿通过螺旋输送机传送至清洗机内清洗；
步骤2.2，将清洗后的白云石放至破碎机内破碎，破碎至粒径为2～3cm后置入水中浸泡2h；
步骤2.3，浸泡后的白云石进行机械搅拌，转速为40r/min，搅拌时间为25min，采用洁净水冲洗至表面干净；
步骤2.4，将冲洗干净的白云石放至磨机内磨圆，磨圆成粒径为0.4mm后停止磨机，将磨圆的白云石颗粒取出备用；
步骤3，球磨高岭土、白云石颗粒、钾长石、滑石粉、硅灰石、塑料发泡剂、碳化硅、燃尽有机物、高铝球、去离子水：
步骤3.1，称取步骤1中高岭土25份、步骤2中白云石颗粒4份、钾长石49份、滑石粉7.5份、硅灰石7.5份、塑料发泡剂4份、碳化硅1.65份、燃尽有机物3份、高铝球150份、去离子水50份；
步骤3.2，将称取的高岭土25份、步骤2中白云石颗粒4份、钾长石49份、滑石粉7.5份、硅灰石7.5份、塑料发泡剂4份、碳化硅1.65份、燃尽有机物3份、高铝球150份、去离子水50份放至的球磨机内进行研磨成325目的混合物，球磨机的转速为1500rpm，球磨时间为25～30h；
步骤4，对步骤3所得混合物进行压泥、烘干：
步骤4.1，将步骤3中研磨后的混合物放至压力为0.4MPa的压泥机内进行压泥；
步骤4.2，将混合物放入烘干机进行烘干，烘干温度为130℃，烘干时间为120min，混合物的水分为15％～50％；
步骤5，将步骤4所得混合物冲压成半成品：
步骤5.1，冲压模具内涂覆润滑剂，混合物与润滑剂的质量比为1:0.3；
步骤5.2，将步骤4中所得的混合物放入半开口的冲压模具内，冲压模具在280℃温度下预热混合物2h，将混合物冲压成半成品，混合物半成品的水分小于1.2％wt；
步骤6，将步骤5中半成品放至窑炉内进行高温焙烧：
步骤6.1，经高温焙烧后的半成品加入浓度为45％的硅酸钠溶液进行反应，将反应物进行洗涤、烘干；
步骤6.2，烘干后的反应物加至震动抛光机内抛光制得抛光半成品，震动研磨的时间为45min；
步骤6.3，将抛光半成品再放至窑炉内进行第二次高温焙烧，焙烧温度为1200℃，焙烧时间为20min，将焙烧物在自然环境冷却至300℃，冷却后的焙烧物筛分为5～50mm粒径，将粒径为5～50mm的焙烧物与化学抛光剂加至震动抛光机内进行抛光制得所述人造陶瓷洗水浮石。
进一步地，步骤1.2所述的分散剂由下述组分按重量份组成：水2份、引发剂2份、硫化剂6份、三油酸甘油酯12份、催化剂4份、甲醛3份。
进一步地，步骤1.2所述分散剂中的催化剂由质量比为5:1的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与二甲胺混合而成；分散剂中的硫化剂由质量比为1:0.5:0.3的多硫化钠、硫化促进剂、Al2O3混合而成；分散剂中的引发剂的氧化剂为双氧水、过硫酸铵、过硫酸钾中的至少一种；分散剂中的引发剂的还原剂为亚硫酸氢钠、硫酸亚铁中的至少一种。
进一步地，步骤3中燃尽有机物为1～10微米的粒径且分解温度不低于50℃的燃尽物。
进一步地，步骤6.3中的化学抛光剂由下述组分按重量份组成：去离子水30份、纳米二氧化硅45份、PH调试剂5份、表面活性剂10份、分散剂8份、碳酸钠50份、甘油25份。
进一步地，步骤6.3中所述人造陶瓷洗水浮石的重量为3～30g。
进一步地，步骤6.3中所述人造陶瓷洗水浮石的形状为圆形、圆柱形、椭圆形中的至少一种。
进一步地，步骤6.3中所述人造陶瓷洗水浮石的色泽为白色、灰白色、黄褐色中的至少一种。
进一步地，步骤6.3中所述人造陶瓷洗水浮石的磨损率为0.06％～0.46％、减水率大于20％。
下面通过实施例来说明本发明所述人造陶瓷洗水浮石的使用方法：
实施例1
干磨机(广州同心机械厂生产)内放入50kg本发明所述人造陶瓷洗水浮石和化工配方(中山大涌海裕新材料有限公司生产的干磨粉或干磨剂、多功能水兑加25～30kg工业用水)进行均匀搅拌，再加干150～200条牛仔裤至干磨机内进行磨洗，磨洗70min后，所述人造陶瓷洗水浮石磨损3kg，磨损率为0.06％；
实施例2
干磨机(广州同心机械厂生产)内放入70kg本发明所述人造陶瓷洗水浮石和化工配方(中山大涌海裕新材料有限公司生产的干磨粉或干磨剂，多功能水兑加25～30kg工业用水)进行均匀搅拌，再加入150～200条牛仔裤至干磨机内进行磨洗，磨洗70min后，所述人造陶瓷洗水浮石磨损4kg，磨损率为0.27％；
实施例3
干磨机(广州同心机械厂生产)内放入90kg本发明所述人造陶瓷洗水浮石和化工配方(中山大涌海裕新材料有限公司生产的干磨粉或干磨剂，多功能水兑加25～30kg工业用水)进行均匀搅拌，再加入150～200条牛仔裤至干磨机内进行磨洗，磨洗70min后，所述人造陶瓷洗水浮石磨损7kg，磨损率为0.46％；
实施例4
本发明所述人造陶瓷洗水浮石放入传统洗水机(800磅、600磅、550磅、480磅、380磅、150磅)内，再加入150～200条牛仔裤进行磨洗，磨洗60min，天然火山浮石仅剩20％，而本发明所述人造陶瓷洗水浮石与天然火山浮石相比，本发明所述人造陶瓷洗水浮石剩量为60％。
最后应当说明的是，以上所述仅为本发明的较佳的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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