KR20010030813A - Manufacture of ceramic tiles from industrial waste - Google Patents
Manufacture of ceramic tiles from industrial waste Download PDFInfo
- Publication number
- KR20010030813A KR20010030813A KR1020007003422A KR20007003422A KR20010030813A KR 20010030813 A KR20010030813 A KR 20010030813A KR 1020007003422 A KR1020007003422 A KR 1020007003422A KR 20007003422 A KR20007003422 A KR 20007003422A KR 20010030813 A KR20010030813 A KR 20010030813A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- glass
- tile
- temperature
- additive
- ceramic tile
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 18
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 title description 21
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 175
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 81
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 37
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 claims abstract description 30
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052661 anorthite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- GWWPLLOVYSCJIO-UHFFFAOYSA-N dialuminum;calcium;disilicate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GWWPLLOVYSCJIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011029 spinel Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910001678 gehlenite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910001720 Åkermanite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910001719 melilite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 88
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 29
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 21
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 9
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 claims description 7
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims description 7
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 7
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 6
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 6
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 5
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 4
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims description 3
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 claims description 2
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims 1
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 claims 1
- -1 merwinite Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 46
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 21
- 239000000047 product Substances 0.000 description 21
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 18
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 13
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 9
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 8
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 7
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 7
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000005356 container glass Substances 0.000 description 5
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 4
- 239000010427 ball clay Substances 0.000 description 4
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 4
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 4
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 4
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000220259 Raphanus Species 0.000 description 3
- 235000006140 Raphanus sativus var sativus Nutrition 0.000 description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 3
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 3
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000006066 glass batch Substances 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 3
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 2
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NWXHSRDXUJENGJ-UHFFFAOYSA-N calcium;magnesium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Mg+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O NWXHSRDXUJENGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052637 diopside Inorganic materials 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- GEYXPJBPASPPLI-UHFFFAOYSA-N manganese(III) oxide Inorganic materials O=[Mn]O[Mn]=O GEYXPJBPASPPLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B33/04—Clay; Kaolin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B33/13—Compounding ingredients
- C04B33/131—Inorganic additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
- C04B41/86—Glazes; Cold glazes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
본 발명은 점토로부터 생산된 타일 형상을 갖는 세라믹 타일을 제조하는 단계에 관한 것이다. 상기 단계는 유리 용융물을 형성하도록 재료를 융용하는 단계, 고형 유리 제품을 생성하도록 상기 유리 용융물을 처리하는 단계, 200 마이크론(micron) 이하의 입자 크기를 갖는 유리 입자를 생성하도록 상기 고형 유리 제품을 그라인드하는 단계, 55 내지 99 중량%의 유리 입자와 45 내지 1 중량%의 제1 첨가제의 조성물을 갖는 유리 파우더 혼합물을 형성하도록 상기 제1 첨가제와 상기 유리 입자를 혼합하는 단계, 건조 프레스 동작에 의해 상기 유리 파우더 혼합물을 타일―여기서 타일은 네필레나인(nepheline), 디옵사이드(deopside), 아노타이트(anorthite), 월라스토나이트(wollastonite), 메리라이트(melilite), 메윈나이트(merwinite), 스피넬(spinel), 아커머나이트(akermanite), 게흘레나이드(gehlenite), 상기 결정체상에서 철 치환체(iron substitution)에 기초한 결정체 상, 및 상기한 것들의 혼합체로 이루어지는 군으로부터 선택된 첫 번째 결정체 상을 가짐―로 형성하는 단계를 포함한다. 상기 단계는 상기 그라인드 단계 이전에 고형 유리 제품 또는 상기 형성 단계에 상기 유리 입자를 불투명하게 하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a step of producing a ceramic tile having a tile shape produced from clay. The steps include melting the material to form a glass melt, treating the glass melt to produce a solid glass article, and grinding the solid glass article to produce glass particles having a particle size of 200 microns or less. Mixing the first additive and the glass particles to form a glass powder mixture having a composition of 55 to 99 wt% glass particles and 45 to 1 wt% first additive, wherein the dry press operation Tile glass powder mixtures--where tiles are nepheline, deopside, anorthite, wollastonite, melilite, merwinite, spinel ), Akermanite, gehlenite, a crystalline phase based on iron substitution on the crystalline phase, and the aforementioned Having a first crystal selected from the group consisting of a mixture of - and a step of forming a. The step includes the step of making the glass particles opaque to the solid glass article or the forming step prior to the grinding step.
Description
모든 고형 쓰레기의 대부분을 차지하는 보일러 연소재(boiler fly ash), 자동 서류 세단기(auto shredder)의 찌꺼기(residue ash), 하수도 침전물(sewage sludge ash), 도시의 고형 쓰레기 소각로(solid waste incinerator)의 재, 알루미늄 환원으로부터 야기된 소비재 포트라이너(spent potliner), 및 전기 아크로(electri arc furnace)의 먼지(dust)와 같은 산업 쓰레기는 미합중국에서 땅에 매립되므로, 중요한 환경 문제(issue)가 되어 가고 있다. 이러한 고형 쓰레기는 상수원(water supply)에 용해되는 것을 방지하도록 특별한 처리 방법이 요구되는 중금속 오염물질(heavy metal contaminant)을 함유할 수 있다. 상기 처리 방법은 매립 행위를 줄이는 의도와 용해 가능한 중독성 물질이 매립지에서 처리되는 것을 방지하는 규정(regulation)에 초점이 맞춰진다. 그러므로, 실질적인 노력으로 상기한 고형 폐기물질을 안전한 재활용 제품으로 사용하기 위한 개발이 이루어졌다.Boiler fly ash, which accounts for most of all solid waste, residues from automatic shredder, sewage sludge ash, and municipal solid waste incinerator Industrial waste, such as consumer potliners resulting from aluminum reduction, and the dust of electric arc furnaces, is landfilled in the United States and is therefore becoming an important environmental issue. Such solid waste may contain heavy metal contaminants that require special treatment methods to prevent them from dissolving in the water supply. The method of treatment focuses on the intent of reducing landfill behavior and on the regulation of dissolving addictive substances in landfills. Therefore, practical efforts have been made to use the above solid waste materials as safe recycling products.
타일을 제조하는 종래 방법은 건식 프레스되어 타일로 형상화되고, 건조되며, 유약 처리(glaze)되고, 최종 제품을 양산하기 위해 소성(fire)될 수 있는 파우더 배치(power batch)내에서 점토와 다른 광물을 혼합하는 공정을 포함한다. 일반적으로, 점토, 미네랄(mineral), 및 다른 첨가제는 볼 밀(ball mill)에서 물과 혼합된다. 볼 밀링 동작(ball milling)은 입자 크기를 감소시키고, 완전히(intimately) 원료를 혼합하는 방법을 제공한다. 상기 볼 밀링 동작은 물에 원료가 분산된 슬러리(slurry)를 만든다. 볼 밀로부터 발생된 슬러리는 물을 제거하고, 공급재(feedstock)를 타일 프레스(tile press)로 제공하는 과립형 재료(granular material)를 생산하도록 분무 건조된다. 상기 분무 건조된 과립형 재료는 원료 입자의 덩어리로 이루어진다. 상기 덩어리는 뭉쳐지지(cake) 않으면서, 운반이 용이한 자유롭게 흘러내리는 파우더를 일반적으로 형성하며, 다음에 타일을 프레스하기 위해 사용되는 다이(die)를 평평하게 채운다. 상기 타일은 유압 프레스를 사용하여 형상으로 압축된다. 상기 프레스된 타일은 프레스된 후 존재할 수 있는 수분을 제거하기 위해 건조된다. 그런 다음, 상기 건조된 타일은 매끄럽고, 튼튼하며, 외관이 우수한 만족스런 마무리(finish)를 제공하도록 유약 처리된다. 그런 다음, 상기 타일은 터널 가마(tunnel kiln)에서 통상적으로 소성된다. 소성 공정 중에, 점토와 다른 화합물(compound)은 용융(fuse) 반응하여 고형 세라믹 물질을 형성한다.Conventional methods of making tiles are clay and other minerals in a power batch that can be dry pressed to shape the tile, dry it, glaze it and fire it to produce the final product. It includes the step of mixing. Generally, clays, minerals, and other additives are mixed with water in a ball mill. Ball milling reduces particle size and provides a method of mixing the raw materials intimately. The ball milling operation produces a slurry in which raw materials are dispersed in water. The slurry generated from the ball mill is spray dried to produce water and remove granular material that provides feedstock to a tile press. The spray dried granular material consists of agglomerates of raw particles. The agglomerates generally form free flowing powder that is easy to transport without cake, and then flatly fills the die used to press the tiles. The tile is compressed into shapes using a hydraulic press. The pressed tiles are dried to remove any moisture that may be present after being pressed. The dried tiles are then glazed to provide a smooth finish that is smooth, durable and good in appearance. The tile is then typically fired in a tunnel kiln. During the firing process, the clay and other compounds fuse to form a solid ceramic material.
현재 소성 기술은 전형적인 방법으로 타일을 제조할 때 1시간 이하의 소성 주기를 허용한다. 전형적인 점토체(clay body)에 대한 가장 짧은 소성 시간은 점토에 존재하는 유기 물질에 의해 제한된다. 점토내에 높은 탄소 조성물(composition)은 최종 타일 제품에 "블랙 코어(black core)"를 유발할 수 있다. 상기 블랙 코어는 불완전하게 산화된 탄소 효과의 감소 동작으로 인해 타일 바디(tile body) 중앙이 검은색(dark color)이 생길 때 발생한다. 상기 효과는 타일 제조에 바람직하지 않다.Current firing techniques allow firing cycles of 1 hour or less when producing tiles in a typical manner. The shortest firing time for typical clay bodies is limited by the organic materials present in the clay. High carbon composition in the clay can cause a "black core" in the final tile product. The black core occurs when a dark color occurs in the center of the tile body due to the reduction operation of the incompletely oxidized carbon effect. This effect is undesirable for tile production.
타일 바디를 생산하기 위해 혼합된(combined) 원료는 최종 제품의 특성을 달성하기 위해 서로 다른 역할을 수행한다. 융제(flux)는 연화시키고, 입자를 용해(dissolve)하며 서로 결합(bond)하는 용액을 형성한다. 상기 타일 산업에서 사용된 융제는 장석(feldspar)과 유리 프리트(glass frit)를 함유했다. 가소제(plasticizer)과 결합제(binder)는 타일이 소성되기 전에 서로 타일을 결합한다. 가소제와 결합제는 볼 클레이 및 미세한 입자 크기를 갖는 점토와 유기 결합제를 함유한다. 바디 충전재(body filler)는 타일 바디의 조직을 제공한다. 통상적으로, 이러한 재료는 소성 공정중에 많이 변형되지 않는다. 바디 충전재는 석영, 부싯돌(flint), 회장석(anorthite), 천연 점토(raw clay)(고령토(kaolin)), 및 모로차이트(molochite) "그로그(grog)"를 함유한다. 재활용 유리를 사용하는 한 방법은 세라믹 타일 바디내에 용기 유리 파편(cullet)을 혼합하는 것이다. 용기 유리 파편은 소다-라임-실리케이트(soda-lime-silicate) 조성물(약 14 중량%의 Na2O, 10 중량%의 CaO, 및 76 중량%의 SiO)을 갖는다. 유리 파편은 미세한 파우더로 그라인드되고, 점토, 규사(silica), 또는 활석(talc)과 같은 다른 물질과 혼합되고, 타일 형상으로 프레스되고, 유약 처리되며, 최종 제품을 제공하기 위해 소성된다. 소성 공정중에, 유리는 용융되어, 다른 배치 재료를 녹이는 점착성 용액을 형성gkl고, 타일 바디를 치밀화(densification)시킨다. 그래서, 용기 유리 파편의 낮은 연화 온도(약 700℃) 때문에, 타일 바디에서 용기 유리 파편을 사용하여 융제 역할을 하는 것에는 한계가 있다. 따라서, 상기한 방법은 재활용 유리를 배치에 첨가할 때 40 중량% 이하로 제한되기 때문에 바람직하지 않다.Raw materials combined to produce tile bodies play different roles to achieve the properties of the final product. The flux forms a solution that softens, dissolves the particles and bonds them together. The flux used in the tile industry contained feldspar and glass frit. The plasticizer and binder bind the tiles together before the tiles are fired. Plasticizers and binders contain ball clay and clays with fine particle size and organic binders. Body filler provides the tissue of the tile body. Typically, these materials do not deform much during the firing process. Body fillers contain quartz, flint, anorthite, natural raw clay (kaolin), and molochite "grog". One method of using recycled glass is to mix container glass cullets into a ceramic tile body. The container glass shards have a soda-lime-silicate composition (about 14 weight percent Na 2 O, 10 weight percent CaO, and 76 weight percent SiO). Glass debris is ground into fine powder, mixed with other materials such as clay, silica, or talc, pressed into the shape of tiles, glazed and fired to provide the final product. During the firing process, the glass melts to form a tacky solution that melts the other batch material and densification of the tile body. Thus, due to the low softening temperature (about 700 ° C.) of the container glass fragments, there is a limit to using the container glass fragments in the tile body to act as a flux. Therefore, the above method is not preferred because it is limited to 40% by weight or less when recycled glass is added to the batch.
Bondarev et al.의 영국 특허 번호 제1,163,873호, 제1,167,812호, 제1,195,931호, 및 프랑스 특허 제1,557,956호는 다양한 산업 폐기물질을 유리로 변환하고, 용융된(molten) 유리를 시트(sheet)로 형성한 후, 불투명 제품으로 형상하기 위해 유리를 열처리하기 위한 공정을 개시한다.British Patent Nos. 1,163,873, 1,167,812, 1,195,931, and French Patent 1,557,956 to Bondarev et al. Convert various industrial wastes into glass and form molten glass into sheets. Thereafter, a process for heat treating the glass to form an opaque product is disclosed.
Siebers의 미합중국 특허 번호 제5,250,474호는 소성된 유리에서부터 육각형(hexagonal)의 코디어라이트(cordierite)를 생산하기 위한 방법을 개시한다. 상기 방법은 유리 파우더를 용융하고, 유리 파편을 형성하도록 상기 용융물을 담금질하며(quench), 상기 유리 파편을 그라인드하고, 형상화된 아티클(article)로 입자를 프레스하며, 불투명한 제품을 형성하도록 소성하는 공정을 포함한다.US Patent No. 5,250,474 to Siebers discloses a method for producing hexagonal cordierite from calcined glass. The method melts glass powder, quenchs the melt to form glass shards, grinds the glass shards, presses particles into a shaped article, and fires to form an opaque product. Process.
Kroyer의 미합중국 특허 번호 제3,942,966호는 불투명한 유리 입자와 실리케이트 결합제(silicate binder)를 포함하는 세라믹 물질을 준비하는(preparing) 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 결정체 유리(crystallizable glass)의 프리트 입자와 실리케이트 결합제, 및 선택적으로 폐기 유리(waste glass)의 혼합물을 형성하는 공정을 포함한다. 상기 혼합물은 상기 유리를 융용하고 불투명하게 하도록 가열되고, 상기 혼합물을 냉각하고, 플레이트(plate)를 형성하고, 벽돌(brick)과 같은 건축 자재(building element)를 생성하도록 상기 플레이트를 소성하는 공정으로 이루어진다. 상기 혼합물에서 사용된 결정체 유리 프리트는 바람직하게 60 중량%이상의 SiO2이상; 20 중량% 이상의 CaO+MgO; 5 중량% 이하의 Al2O3; 5 중량% 이하의 K2P+Na2O; 1 중량% 이하의 Fe2O3; 1 중량% 이하의 S 혼합물을 갖는 시작 물질(starting material)을 용융하여 준비된다. 그런 다음 상기 용융물은 담금질되고 2㎜ 이하로 압착된다.Kroyer, US Pat. No. 3,942,966, relates to a method of preparing a ceramic material comprising opaque glass particles and a silicate binder. The method includes forming a mixture of frit particles of crystallizable glass and silicate binder, and optionally waste glass. The mixture is heated to melt and opaque the glass, to cool the mixture, to form a plate, and to fire the plate to produce a building element such as a brick. Is done. The crystalline glass frit used in the mixture is preferably at least 60% by weight of SiO 2 or higher; At least 20 wt.% CaO + MgO; 5% by weight or less of Al 2 O 3 ; Up to 5 wt.% K 2 P + Na 2 O; 1 wt% or less of Fe 2 O 3 ; It is prepared by melting a starting material having an S mixture of 1% by weight or less. The melt is then quenched and pressed to 2 mm or less.
영국 특허 제986,289호는 야금학적인 슬래그(metallurgical slag)로부터 만들어진 유리의 불투명화로 인해 생성된 재료에 관한 것이다. 바닥 타일로 만들어질 수 있는 상기 재료는 본질적으로 45 내지 65의 중량% SiO2, 15 내지 45의 중량% CaO, 5 내지 30의 중량% Al2O, 10%까지의 MgO로 이루어지는 용융물을 준비하고, 불투명화하도록 상기 용융물을 열처리하는 동작에 의해 생성된다. 핵형성제(nucleating agent)가 상기 열처리 동안 상기 조성물의 불투명화(devitrification)를 발생시키도록 상기 용융물에 첨가될 수 있다. 상기 열처리는 불투명화를 발생하도록 상기 용융물을 가열하거나 냉각하는 동작을 포함된다.British Patent 986,289 relates to a material produced due to opacity of glass made from metallurgical slag. The material, which can be made of floor tiles, consists essentially of a melt consisting of 45-65 wt% SiO 2 , 15-45 wt% CaO, 5-30 wt% Al 2 O, up to 10% MgO and And by heat-treating the melt to make it opaque. A nucleating agent may be added to the melt to cause devitrification of the composition during the heat treatment. The heat treatment includes heating or cooling the melt to produce opacity.
폐기물(waste produt)을 유용한 최종 제품으로 변환하기 위해 사용되도록 상기와 같은 과정이 개발되었지만, 상기 과정은 일정한 특성(uniform quality)의 세라믹 제품을 생성하기 위해 폐기물질내의 유기 오염물질(organic material contaminant)과 금속성 오염물질(metallic contaminant)을 충분히 산화하지 못한다. 게다가, 상기 과정은 공정중에 높은 비율의 재활용 폐기물을 원료로 사용하기 위해서는 적당하지 않다. 또한, 상기 과정은 많은 시장 수요(market demand)를 갖는 고가의 최종 제품을 생산하지 못한다. 결과적으로, 산업 폐기물 처리를 위한 상기 과정을 실시하는 기본 운영 비용(capital and operational cost)에 대한 경제적인 판단이 문제가 되는 경향이 있다. 본 발명은 이러한 결점을 극복하기 위한 것이다.Although such a process has been developed to be used to convert waste produts into useful end products, the process is an organic material contaminant in the waste material to produce a ceramic product of uniform quality. Not oxidize enough and metallic contaminants. In addition, the process is not suitable for using a high proportion of recycled waste as raw material in the process. In addition, the process does not produce expensive end products with high market demand. As a result, economic judgments on the capital and operational costs of implementing the above process for industrial waste disposal tend to be problematic. The present invention seeks to overcome this drawback.
본 발명은 점토로부터 생성된 타일 형상을 갖는 세라믹 타일을 제조하는 공정에 관한 것이다. 점토로부터 세라믹 타일을 제조하는 방법에 있어서, 유리 용융물을 형성하도록 재료를 용용하는 단계; 고형 유리 제품을 생성하도록 상기 유리 용융물을 처리하는 단계; 200 마이크론(micron) 이하의 입자 크기를 갖는 유리 입자를 생성하도록 상기 고형 유리 제품을 그라인딩(grinding) 단계; 55 내지 99 중량%의 유리 입자와 45 내지 1 중량%의 제1 첨가제의 조성물을 갖는 유리 파우더 혼합물을 형성하도록 상기 제1 첨가제와 상기 유리 입자를 혼합하는 단계; 건조 프레스 동작에 의해 상기 유리 파우더 혼합물을 타일―여기서 타일은 네필레나인(nepheline), 디옵사이드(deopside), 아노타이트(anorthite), 월라스토나이트(wollastonite), 메리라이트(melilite), 메윈나이트(merwinite), 스피넬(spinel), 아커머나이트(akermanite), 게흘레나이드(gehlenite), 상기 결정체상에서 철 치환체(iron substitution)에 기초한 결정체 상(crystalline phase), 및 이것들의 혼합체로 이루어지는 군으로부터 선택된 첫 번째 결정체 상을 가짐―로 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 그라인드 단계 이전에 상기 고형 유리 제품 또는 상기 형성 단계후에 상기 유리 입자를 불투명하게 하는(divitrifying) 단계를 포함한다The present invention relates to a process for producing a ceramic tile having a tile shape produced from clay. CLAIMS 1. A method of making a ceramic tile from clay, comprising: melting a material to form a glass melt; Treating the glass melt to produce a solid glass article; Grinding the solid glass article to produce glass particles having a particle size of 200 microns or less; Mixing the first additive with the glass particles to form a glass powder mixture having a composition of 55 to 99 wt% glass particles and 45 to 1 wt% first additive; Tile the glass powder mixture by a dry press operation, where the tiles are nepheline, deopside, anorthite, wollastonite, melilite, mewinite ( a first selected from the group consisting of merwinite, spinel, akermanite, gehlenite, a crystalline phase based on iron substitution on the crystal, and a mixture thereof Forming a first crystalline phase. The method comprises divitrifying the glass particles before the grinding step or the glass particles after the forming step.
본 발명의 다른 특징은 35 내지 60 중량%의 SiO2, 3 내지 25 중량%의 Al2O3, 0 내지 25 중량%의 CaO, 0 내지 20 중량%의 MgO, 0.5 내지 15 중량%의 Fe2O3, 0 내지 15 중량%의 Na2O, 0 내지 5 중량%의 K2O, 15 내지 30 중량%의 CaO+MgO, 0 내지 15 중량%의 Na2O+K2O, 및 0 내지 5 중량%의 조성물을 가지는 세라믹 타일이다.Other features of the invention include 35 to 60 wt% SiO 2 , 3 to 25 wt% Al 2 O 3 , 0 to 25 wt% CaO, 0 to 20 wt% MgO, 0.5 to 15 wt% Fe 2 0 3 , 0-15% Na 2 O, 0-5% K 2 O, 15-30% CaO + MgO, 0-15% Na 2 O + K 2 O, and 0- Ceramic tiles having a composition of 5% by weight.
본 발명의 방법은 낮은 생산원가로 고품질이며 고 부가가치의 최종 제품을 생산하기 위해 다른 재료와 혼합되는 재료로 폐기된 유리 또는 재활용 유리의 용도를 제공한다. 또한, 상기 재활용 유리속의 매우 낮은 탄소 함량은 표준 원료(standard raw material)로부터 만들어진 세라믹 바디와 일반적으로 충돌되는 "블랙 코어"가 발생하지 않는 타일 바디와 함께 사용되도록 높은 소성 비율(firing rate)을 허용한다. 게다가, 본 발명의 방법은 높은 비율의 재활용 유리를 공급재(feed material)로 사용할 수 있도록 한다.The method of the present invention provides the use of discarded glass or recycled glass as a material that is mixed with other materials to produce high quality, high value added end products at low production costs. In addition, the very low carbon content of the recycled glass allows for a high firing rate for use with tile bodies that do not result in a "black core" that normally collides with ceramic bodies made from standard raw materials. do. In addition, the method of the present invention makes it possible to use a high proportion of recycled glass as feed material.
본 출원은 미합중국 특허 출원번호 제08/630,156호(출원일: 1996년 4월 10일)의 계속 출원이다.This application is a continuation of US patent application Ser. No. 08 / 630,156 filed April 10, 1996.
본 발명은 재활용 유리(recycled glass)가 많이(high percentage) 포함된 세라믹 타일(ceramic tile)의 제조에 관한 것이다.The present invention relates to the manufacture of ceramic tiles containing a high percentage of recycled glass.
도 1은 본 발명의 공정에 대한 개략적인 순서도.1 is a schematic flow chart for the process of the present invention.
도 2는 본 발명의 상기 공정을 실행할 때 유용한 장치의 사시도.2 is a perspective view of a device useful in carrying out the process of the present invention.
도 3은 도 2의 상기 장치에 대한 측단면도.3 is a side cross-sectional view of the device of FIG.
도 4는 도 3의 4-4선을 따라 얻어진 상기 장치의 상부 단면도.4 is a top sectional view of the device taken along line 4-4 of FIG.
도 5는 본 발명의 공정에서 유리를 불투명화하기 위해 사용된 온도 프로파일을 도시한 도.5 shows a temperature profile used to opaque glass in the process of the present invention.
본 발명은 점토로부터 생산된 타일 형상을 갖는 세라믹 타일을 형성하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 유리 용융물을 형성하도록 재료를 융용하는 공정, 고형 유리 제품을 생성하도록 상기 유리 용융물을 처리하는 공정, 200 마이크론(micron) 이하의 입자 크기를 갖는 유리 입자를 생성하도록 상기 고형 유리 제품을 그라인드하는 공정, 55 내지 99 중량%의 유리 입자와 45 내지 1 중량%의 제1 첨가제의 조성물을 갖는 유리 파우더 혼합물을 형성하도록 상기 제1 첨가제와 상기 유리 입자를 혼합하는 공정, 건조 프레스 동작에 의해 상기 유리 파우더 혼합물을 타일―여기서 타일은 네필레라인(nepheline), 디옵사이드(diopside), 아노타이트(무anorthite), 월라스토나이트(wollastonite), 멀리라이트(melilite), 메윈나이트(merwinite), 스피넬(spinel), 아커머나이트(akermanite), 게흘레나이트(gehlenite), 상기 결정체 상에서 철 치환체에 기초한 결정체 상, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 (primary crystalline phase)을 가짐―로 형성하는 공정을 포함한다. 상기 공정은 상기 그라인드 공정 이전에 고형 유리 제품 또는 상기 형성 공정후에 상기 유리 입자를 불투명하게 하는 공정을 포함한다.The present invention relates to a method of forming a ceramic tile having a tile shape produced from clay. The method comprises the steps of fusing the material to form a glass melt, treating the glass melt to produce a solid glass article, and grinding the solid glass article to produce glass particles having a particle size of 200 microns or less. Mixing the first additive and the glass particles to form a glass powder mixture having a composition of 55 to 99% by weight of the glass particles and 45 to 1% by weight of the first additive, by a dry press operation Tile a glass powder mixture--where tiles are nepheline, diopside, anorthite, wollastonite, mullite, mewinite, spinel ( spinel), akermanite, gehlenite, crystal phases based on iron substituents on the crystals, and mixtures thereof. Having the (primary crystalline phase) selected from the group eojineun - a step of forming a. The process includes a process of making the glass particles opaque after the solid glass article or after the forming process before the grinding process.
대체로, 종래 기술의 공정에 의해 타일을 생산하기 위하여 사용된 원료의 화학조성물은 최종 세라믹 바디를 양산하기 위해 소성 공정동안 반응하는 금속, Si, Al, Ca, Mg의 산화물(oxide)과 수산화물(hydroxide)로 주로 이루어진다. 이러한 산화물이 높은 농도를 갖는 영역에서 발생된 산업 폐기물질을 감소하기 위해, 이러한 전형적인 원료를 산업 폐기물로 대체하는 것이 매우 바람직하다. 그러나, 상기 폐기 물질은 대체되는 원료에 해당하는 요구된 역할을 적절히 만족시키도록 선택될 필요가 있다.As a rule, the chemical composition of the raw materials used to produce the tiles by the prior art processes is composed of oxides and hydroxides of metals, Si, Al, Ca and Mg, which react during the firing process to produce the final ceramic body. Mainly). In order to reduce industrial waste generated in areas where these oxides have high concentrations, it is highly desirable to replace these typical raw materials with industrial waste. However, the waste material needs to be selected to adequately satisfy the required role corresponding to the raw material to be replaced.
본 발명의 방법은 타일 조성물 주성분으로 포함할 수 있는 재활용 유리 조성물 용도를 사용할 수 있도록 한다. 이러한 많은 양의 재활용 유리를 공급재로서 사용하기(incorporating) 위한 방법은 산업 폐기물로부터 재활용 유리 조성물을 처리하는(engineering) 공정을 포함한다. 재활용 유리에 대한 최적 조성물을 선택하는 것에 의해, 재활용 유리는 더 이상 타일 바디에서 융제 역할을 만족시키지 않지만, 타일 바디 충전재(filler)로서 작용하도록 선택된다. 유리는 결정 상(crystalline phase)의 융용 온도 아래에서 산화물의 결정 형태(crystalline form)에 대해 열역학적으로 불안정하기 때문에, 재활용 유리의 조성물이 중요하다(critical). 특정 열 처리 주기에 따라 유리를 가열함으로써, 유리를 구성하는 산화물이 결정 상으로 변환될 수 있다. 이러한 방식으로 발생된 재료은 유리 세라믹으로 지칭된다. 획득된 결정화율(crystallization rate)과 결정 상은 유리 조성물과 열처리 주기에 의존한다. 유리 물질의 물리적인 특성(physical property)은 유리에서 결정(crystal)으로 변화하는 상기 전이(transition)와 함께 변화한다. 한 예로서, 결정 상의 융용 온도(melting temperature)는 유리의 연화 온도(softening temperature)보다 높다.The method of the present invention makes it possible to use recycled glass composition applications that may comprise the tile composition main component. Methods for incorporating such large amounts of recycled glass as feedstock include processes for engineering recycled glass compositions from industrial waste. By selecting the optimal composition for the recycled glass, the recycled glass no longer satisfies the flux role in the tile body, but is selected to act as a tile body filler. Since glass is thermodynamically unstable with respect to the crystalline form of the oxide below the melting temperature of the crystalline phase, the composition of recycled glass is critical. By heating the glass according to a particular heat treatment cycle, the oxides constituting the glass can be converted into a crystalline phase. The material produced in this way is referred to as glass ceramic. The crystallization rate and crystal phase obtained are dependent on the glass composition and the heat treatment cycle. The physical properties of the glass material change with the transition from glass to crystal. As an example, the melting temperature of the crystal phase is higher than the softening temperature of the glass.
본 발명의 방법은 공정중에 두 시점중 한 시점에서 유리의 불투명화를 허용한다. 유리는 유리( 및 다른 재료)가 타일로 형성되기 전이나 후에 불투명화되고 소성된다. 유리가 타일 바디로 형성하기 전에 불투명화되므로, 재료의 연화/용융 온도는 세라믹 바디의 소성 온도 이상으로 증가된다. 대안적으로, 소성 공정 중에, 유리가 다른 재료와 혼합되고 상기한 불투명화되지 않고 타일 바디로 형성되면, 유리의 작은 입자는 결정체 물질을 형성하도록 약간 연화되고, 불투명화된다. 두 경우에 불투명화된 유리의 용융 온도는 타일 바디가 소성 공정동안 변형되지 않은 정도이다. 게다가, 타일을 제조할 때 바디 충전재로 사용하기에 적당한 제품을 생산하는 공정이외에, 산화 작용중의 초기(initial) 불투명화 공정은 유해한 금속을 안정화시키고, 폐기물 배출로(waste stream)에 존재할 수도 있는 유기물을 파괴한다.The process of the present invention allows for opacity of the glass at one of two time points in the process. The glass is opaque and fired before or after the glass (and other materials) are formed into tiles. Since the glass is opaque before forming into a tile body, the softening / melting temperature of the material is increased above the firing temperature of the ceramic body. Alternatively, if the glass is mixed with other materials and formed into a tile body without being opaque as described above, the small particles of glass soften slightly and become opaque to form a crystalline material. In both cases the melting temperature of the opaque glass is such that the tile body does not deform during the firing process. Furthermore, in addition to producing products suitable for use as body fillers in the manufacture of tiles, the initial opacity process during the oxidation process stabilizes harmful metals and may be present in the waste stream. Destroy organic matter.
선택된 유리는 산업 폐기물 및/또는 일반적으로 채굴된(mined) 원료로부터 준비된다. 본 발명에서 유용한 산업 폐기물의 일반적인 조성물의 한도(range)는 표 1에 도시된다.The selected glass is prepared from industrial waste and / or generally mined raw materials. The range of general compositions of industrial waste useful in the present invention is shown in Table 1.
[표 1]TABLE 1
다른 산화물은 구리, 망간(manganese), 크롬(chromium), 니컬(nickel), 아연(zinc), 비소(arsenic), 납, 금, 은, 황(sulfur), 및 상기한 것들의 혼합물을 포함한다. 또한, 산업 폐기물은 탄소 및 금속 오염물질을 포함할 수 있다.Other oxides include copper, manganese, chromium, nickel, zinc, arsenic, lead, gold, silver, sulfur, and mixtures of the foregoing. . In addition, industrial waste may include carbon and metal contaminants.
다양한 산업 폐기물은 전통적인 건조 프레싱 타일 공정의 물질 대부분을 포함하는 재활용 유리 조성물을 생산하기에 적당하다. 이러한 산업 폐기물을 사용하면, 세라믹 타일 바디는 타일 바디중 98 중량%까지의 재활용 유리를 얻을 수 있다. 본 발명을 위한 공급재로서 사용 가능한 산업 폐기물의 종류는 예를 들면, 실용적인 석탄 보일러 플라이재, 일반 폐기물(municipal waste) 소각로의 재, 알루미늄 감소로부터의 소모된 포트 라이너(pot liner), 도금 폐기물(metal plating waste), 전기 아크로(electric arc furnace)의 먼지, 주물용 모래(foundry sand), 하수 슬러지재(sewage sludge ash), 시멘트로(cement kiln dust)의 먼지를 포함한다. 일반적으로 소모된 포트라이닝의 조성물이 표 2에 도시된다.Various industrial wastes are suitable for producing recycled glass compositions that include most of the materials of traditional dry pressing tile processes. Using this industrial waste, the ceramic tile body can obtain up to 98% by weight recycled glass in the tile body. The types of industrial wastes that can be used as feedstock for the present invention include, for example, practical coal boiler fly ash, ash from municipal waste incinerators, spent pot liners from aluminum reduction, plating waste ( metal plating waste, electric arc furnace dust, foundry sand, sewage sludge ash, cement kiln dust. In general, the composition of spent pot lining is shown in Table 2.
[표 2]TABLE 2
전형적인 소모 포트라이닝의 조성물Composition of Typical Worsted Port Lining
성분(constituent) 농도 범위(concentration range(ppm)Constituent concentration range (ppm)
비소(arsenic) .001-26Arsenic .001-26
바륨(barium) ＜.09-200Barium <.09-200
카드뮴(cadmium) .01-4.9Cadmium .01-4.9
크롬(chromium) ＜.01-33Chromium <.01-33
납(lead) ＜.01-44Lead <.01-44
수은(mercury) ＜.0002-.49Mercury <.0002-.49
셀레늄(selenium) .004-.96Selenium .004-.96
은 .01-2Is .01-2
시안화물(cyanide) ＜.02-64,000Cyanide <.02-64,000
반응형 시안화물(reactive cyanide) 1.09-30.9Reactive cyanide 1.09-30.9
플루오르화물(fluoride) 230-250,000Fluoride 230-250,000
반응형 황화물(reactive sulfide) ＜.11-6.24Reactive sulfide <.11-6.24
알루미늄(aluminum) 47,000-222,000Aluminum 47,000-222,000
안티몬(antimony) 13-33Antimony 13-33
베릴륨(beryllium) 6.2-17Beryllium 6.2-17
탄소(carbon) 130,000-690,000Carbon 130,000-690,000
코발트(cobalt) 11-16Cobalt 11-16
구리(copper) 12-110Copper 12-110
마그네슘(magnesium) 100-1,700Magnesium 100-1,700
망간(mangenese) 0-200Mangenese 0-200
니켈(nickel) 16-40Nickel 16-40
나트륨(sodium) 86,000-220,000Sodium 86,000-220,000
탈륨(thallium) ＜.5Thallium <.5
주석(tin) 72-120Tin 72-120
바나듐(vanadium) 75-120Vanadium 75-120
아연(zinc) .1-63Zinc .1-63
알루미나(alumina) 78,000-260,000Alumina 78,000-260,000
칼슘(calcium) 5,000-64,000Calcium 5,000-64,000
산화철(iron oxide) 3,000-28,000Iron oxide 3,000-28,000
인(phosphorous) 50-300Phosphorous 50-300
산화규소(silicon oxide) 7,000-109,000Silicon oxide 7,000-109,000
황(sulfur) 0-3,000Sulfur 0-3,000
플루오르(fluorine) 99,000-182,000Fluorine 99,000-182,000
회(ash) % 57.1-79.5Ash% 57.1-79.5
통상적인 플라이재(flyahe)의 조성물이 표 3에 도시된다.Typical compositions of flyahe are shown in Table 3.
[표 3]TABLE 3
통상적인 플라이재의 조성물Compositions of Conventional Fly Materials
전기 아크로 먼지의 통상적인 조성물이 표 4에 도시된다.Typical compositions of electric arc dust are shown in Table 4.
[표 4]TABLE 4
통상적인 전기 아크로 먼지의 조성물Composition of Conventional Electric Arc Furnace Dust
본 발명의 공정에서 사용된 유리 조성물의 군(family)은 소다-라임 실리케이트 유리(soda-lime-silicate glass)와 같은 통상적인 일반 유리보다 알칼리 금속 산화물(alkali oxide)은 낮고 알칼리 토금속 산화물(alkaline earth oxide)은보다 높은 유리이다. 이러한 조성물을 갖는 유리의 사용은, 원자 구조(atomistic perspective)로부터, 유리 전이 온도 이상의 유리에 대한 구조 안정성(structural stability)을 감소시킨다. 이것은 유리 전이 온도에서부터 용액의 결정화 온도까지의 온도 범위에서 보다 높은 비율의 유리 결정화를 유도하므로, 신속한 소성 공정 동안 변형되지 않는 타일을 생산한다.The family of glass compositions used in the process of the present invention is lower in alkali metal oxides and alkaline earth metal oxides than conventional glass, such as soda-lime-silicate glass. oxide) is a higher glass. The use of glass with such a composition reduces, from an atomic perspective, the structural stability for the glass above the glass transition temperature. This leads to a higher proportion of glass crystallization in the temperature range from the glass transition temperature to the crystallization temperature of the solution, thus producing tiles that do not deform during the rapid firing process.
도 1은 본 발명의 공정을 위한 공정 순서도이다. 상기 공정에서, 산업 폐기물(A)는 선택적으로 다른 첨가제(B)와 혼합될 수 있다. 다른 첨가제(B)는 도 1에 도시된 바와 같이, 유리 산화물에 대한 원하는 조성물 범위를 갖는 물질(A)의 조성물을 만들어내도록 소량의 다른 유리 형성 성분을 포함할 수 있다. 다른 첨가제(B)는 모래, 플라이재, 티타니아, 지르코니아, 석회석, 백운석, 소다회, 및 상기한 것들의 혼합물을 포함한다. 부가적으로, 다른 종류의 산업 폐기물질이 유리 산화물에 대한 원하는 조성물을 갖는 산업 폐기물(A)을 제공하도록 결합될 수 있다. 다른 첨가제(B)는 성장(growth)을 위한 사이트(site)를 제공하도록 시드 핵형성율(seed uncleation rate)을 향상시켜 결정화율을 향상시키기 위한 핵형성 강화제(nucleating-enhancing agent)를 포함한다. 이러한 핵형성 강화제는 MgO, TiO2, F, Cr2O3, 황화물(sulfide), 인산염(phosphate), 및 상기한 것들의 혼합물을 포함한다. 또한, 상기 핵형성제는 산업 폐기물(A) 그 자체에 존재할 수 있다.1 is a process flow diagram for the process of the present invention. In this process, the industrial waste (A) may optionally be mixed with other additives (B). The other additive (B) may comprise a small amount of other glass forming components to produce a composition of material (A) having the desired composition range for the glass oxide, as shown in FIG. 1. Other additives (B) include sand, fly ash, titania, zirconia, limestone, dolomite, soda ash, and mixtures of the foregoing. In addition, other types of industrial waste materials can be combined to provide industrial wastes (A) with the desired composition for the free oxides. Another additive (B) comprises a nucleating-enhancing agent to enhance the seed uncleation rate to enhance the crystallization rate to provide a site for growth. Such nucleation enhancers include MgO, TiO 2 , F, Cr 2 O 3 , sulfides, phosphates, and mixtures of the foregoing. In addition, the nucleating agent may be present in the industrial waste (A) itself.
산업 폐기물(A)과 다른 첨가제(B)는 혼합 물질(blended material; C)을 생산하기 위해 혼합기(blender; 2)에서 혼합된다.Industrial waste (A) and other additives (B) are mixed in a blender (2) to produce a blended material (C).
혼합 물질(C)은 유리 용융물(D)을 형성하도록 용용 장치(melter; 4)에서 처리되고, 상기 용융 장치(4)에서 상기 유리 용융물(D)은 균일하게 용융된 용액 상태로 존재한다. 통상적으로 용융 동작은 0.25 시간 내지 6시간동안 약 1100℃ 내지 1550℃ 용융 온도에서 발생한다. 용융 공정 중에, 산업 폐기물질(A)과 다른 첨가제(B)는 산업 폐기물질(A)과 다른 첨가제(B)에 존재하는 금속 산화물을 형성하기 위해 분해되고 반응한다. 금속 산화물은 유리 용융물(D)을 형성하도록 반응하고 결합한다. 유리 용융 공정 동안 산화 조건(oxidizing atmosphere)은 탄소와 선택된 산업 폐기물질(A)에 자신의 금속 상태(metallic state)로 잠재적으로 존재하는 금속을 산화하도록 작용한다. 통상적으로, 용융 장치는 사이클론 용융 장치(cyclone melter)이다. 바스(bath), 포트(pot), 개방된 화로(hearth), 또는 전기 용융 장치가 또한 사용될 수 있다. 특별히 바람직한 형상의 용융 장치(4)는 펜실베이나의 컬리지빌 소재의 보택 코퍼레이션에 의해 제조된 연소 및 용융 시스템이다. 산화는 산화 용액(oxidizing fluid)에 혼합 물질(C)이 부유하고 있는 연소 및 용융 시스템의 서스펜션 예열기(suspension preheater)에서 실행된다. 바람직하게, 상기 서스펜션 예열기는 카운터-로테이팅 보텍 서스펜션 예열기(counter-rotating vortex suspension preheater)이다. 상기 용융 및 산화 시스템은 본 명세서에서 참조되어 일부를 이루는 Hnat의 미합중국 특허 번호 제4,957,527호에 기재된다. 또한 본 명세서에서 참조되어 일부를 이루는 Hnat의 미합중국 특허 제4,544,394호를 참조하라.The mixed material C is processed in a melter 4 to form a glass melt D, in which the glass melt D is present in a uniformly molten solution state. Melting operations typically occur at about 1100 ° C. to 1550 ° C. melt temperature for 0.25 to 6 hours. During the melting process, industrial waste material (A) and other additives (B) decompose and react to form metal oxides present in industrial waste material (A) and other additives (B). The metal oxide reacts and binds to form a glass melt (D). The oxidizing atmosphere during the glass melting process acts to oxidize the metal potentially present in its metallic state in carbon and the selected industrial waste material (A). Typically, the melting apparatus is a cyclone melter. Baths, pots, open hearths, or electric melting apparatuses may also be used. A particularly preferred shape of the melting apparatus 4 is a combustion and melting system manufactured by Boc Corporation of Collegeville, Pennsylvania. Oxidation is carried out in a suspension preheater of a combustion and melting system in which the mixed material C is suspended in an oxidizing fluid. Preferably, the suspension preheater is a counter-rotating vortex suspension preheater. Such melting and oxidation systems are described in US Pat. No. 4,957,527 to Hnat, which is incorporated herein by reference in part. See also US Pat. No. 4,544,394 to Hnat, which is incorporated herein by reference in part.
도 2는 본 발명의 공정을 편리하게 실행할 수 있는 연소 및 용융 시스템의 사시도이다. 본 발명의 상기 장치의 주요 구성요소는 서스펜션형 예열기 챔버(100), 상기 예열기 챔버(100)의 배출 단부(discharge end)에 존재하는 사이클론 융용 챔버(200), 및 상기 용융 챔버(200)의 배출 단부에 존재하는 사이크론 배출 어셈블리(cyclone exit assembly; 300)를 포함한다. 가스 파이어(gasifier) 및 플라스마 토치 예열기(plasma torch preheater)와 같은 다른 구성요소가 상기 시스템내에 조립될 수 있다. 미합중국 특허 번호 제4,957,527호를 참조하라.2 is a perspective view of a combustion and melting system that may conveniently execute the process of the present invention. The main components of the device of the present invention are a suspension type preheater chamber 100, a cyclone melting chamber 200 present at the discharge end of the preheater chamber 100, and the discharge of the melting chamber 200. Cyclone exit assembly 300 present at the end. Other components such as gasifiers and plasma torch preheaters may be assembled within the system. See US Pat. No. 4,957,527.
도 3에 도시된 바와 같이, 연료(30)가 예열기(100)의 상부 또는 헤드 단부(102)내로 도입된다. 연료(30)는 예열기(100)의 헤드 단부(102)에 위치하고 예열기 챔버(100)의 길이방향 축과 동축인 인젝터 어셈블리(104)를 통과하여 유리 배치 재료(glass batch material; 10)와 함께 도입된다.As shown in FIG. 3, fuel 30 is introduced into the top or head end 102 of the preheater 100. The fuel 30 is introduced with the glass batch material 10 through the injector assembly 104 located at the head end 102 of the preheater 100 and coaxial with the longitudinal axis of the preheater chamber 100. do.
예열 단계는 본 발명에서 매우 중요하다. 연소가 상기 예열기 용기내에서 이루어질 경우 연소의 안정화를 제공하는 동안 교반/플러그 흐름 서스페션 예열기(well stirred/plug flow suspension preheater; 100)는 대류열(convective heat)이 입자상 물질쪽으로 이동하는 것을 향상시킨다. 강한 혼합(intense mixing)으로 인하여, 고속의 열 방출(heat release)이 연소 공정중에 발생한다. 고유 주입 위치(injection location)와 주입 속도의 선택에 따라, 예열기 벽과 상기 입자상 미네랄 물질(particulate mineral matter)의 상호 작용이 최소로 되거나 최대가 될 수 있다.The preheating step is very important in the present invention. The well stirred / plug flow suspension preheater (100) improves the transfer of convective heat towards particulate matter while combustion is provided in the preheater vessel while providing stabilization of combustion. Let's do it. Due to intense mixing, high speed heat release occurs during the combustion process. Depending on the choice of injection location and infusion rate, the interaction of the preheater wall with the particulate mineral matter can be minimal or maximum.
특히 커다란(high level) 와류(swirl가 이용되는 곳에서, 축방향 주입(axial injection)은 예열기 벽과의 상호 작용을 최소로 하는 경향이 있고, 반면에 접촉 주입(tangential injection)은 예열기 벽과의 상호 작용을 최대로 하는 경향이 있다.Especially where high level swirls are used, axial injection tends to minimize interaction with the preheater wall, while tangential injection with the preheater wall. There is a tendency to maximize the interaction.
도 4에 도시된 바와 같이, 예열된 공기나 다른 적당한 기체 산화 물질(gaseous oxidizing material; 20a, 20b)은 두 개 이상의 주입 포트(106a, 106b)를 통해 예열기(100)내로 도입된다. 상기 기체 산화 물질(20a, 20b)은 주입된 연료(30)를 산화 물질(20a, 20b) 및 유리 배치 물질(10)(즉, 도 1에서부터 굳어진(crusted) 조성물(B))과 혼합하는 난류(turbulent)를 발생하는 방식으로 도입된다. 결과물은 예열기(100)의 상부 영역(108)에서 물질을 형성하는 연료, 산화제(oxidizer), 및 유리의 혼합물이다. 상부 영역(108)내에 존재하는 가스는 교반(well stirred)되고, 강혼합되지만(well mixed), 상기 영역(108)의 입자상 물질(예를 들면, 유리 형성 재료)은 교반되거나 상기 영역(108) 곳곳에 균일하게 분산될 필요는 없다.As shown in FIG. 4, preheated air or other suitable gaseous oxidizing material 20a, 20b is introduced into the preheater 100 through two or more injection ports 106a, 106b. The gaseous oxidizing material 20a, 20b is a turbulent mixture of the injected fuel 30 with the oxidizing material 20a, 20b and the glass batch material 10 (i.e., the composition B crusted from FIG. 1). It is introduced in such a way as to generate turbulents. The result is a mixture of fuel, oxidizer, and glass forming material in the upper region 108 of the preheater 100. The gas present in the upper region 108 is well stirred and well mixed, but the particulate matter (eg, glass forming material) of the region 108 is stirred or the region 108 is It does not need to be uniformly distributed throughout.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 카운터-로테이팅 예열기가 사용될 경우, 도입 포트(106a, 106b)는 용기 벽에 접해있고(tangential) 상이한 높이(level)로 이격되어 있다. 제트(jet)는 일반적으로 반응기 직경(diameter)의 1/4 내지 2배(order)만큼 일반적으로 수직 방향으로 이격된다.As shown in Figures 3 and 4, when counter-rotating preheaters are used, the introduction ports 106a, 106b abut the container walls and are spaced at different levels. The jets are generally spaced in the vertical direction generally by one quarter to two orders of magnitude of the reactor diameter.
예열기(100)의 상부 영역(108)내에서의 연료(30) 및 산화 물질(20a, 20b)의 연소는 매우 센 열 방출을 초래하고 또한 상기 영역내의 가스 흐름에 떠있는 입자상 물질(예를 들면, 유리 형성 물질)에게로 매우 빠르게 열이 전달될 수 있도록 한다. 예열기내에서의 연소 동작은 상기 반응기의 교반 영역내에서 연료와 산화제의 혼합 및 뒤섞임 동작에 의해 발생한다. 점화는 파일럿 버너(pilot burner) 또는 종래의 전자 점화 어셈블리의 도움으로 예열기내에서 발생한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 고온의 공기 예열(＞500℃)은 상업적으로 이용 가능한 열회수 장치(heat recuperator)에 의해 제공된다. 이러한 경우에, 반응기 벽을 덧댄 바람직한 내화물(refractory)로부터의 방사(radiation)는 사용되는 다양한 연료와 산화제의 혼합물에 대한 자동 점화를 일반적으로 가능하게 한다. 예열기(100)의 상부 영역(108)에서의 강력한 순환(recirculation)은 카운터-로테이팅 소용돌이(vortex) 또는 충돌 제트(impinging jet)에 의해 발생되어, 예열기내에서의 불꽃 안정화에 대한 주요 수단을 제공한다. 불꽃이 꺼지는 것은, 상기한 연소 가스의 강력한 순환없이, 예열기 어셈블리내의 불활성 배치 물질(inert batch material) 또는 다른 미네랄 물질의 담금질 동작(quenching) 때문에 발생하는 경향이 있다. 이것은 가열할 때, 상당한 양의 CO2를 유리시키는(liberate) 석회석과 같은 미네랄 물질이 특히 해당된다. 발열량(heating value)이 낮은 연료가 사용될 경우, 보조 가스 주입, 분리 점화기(separate ignitor), 또는 파일럿 버너가 예열기내에서의 불꽃 안정화를 실현하기 위해 사용될 수 있다.Combustion of the fuel 30 and the oxidizing materials 20a, 20b in the upper region 108 of the preheater 100 results in very intense heat release and also causes particulate matter (eg, floating in the gas flow within the region). Heat transfer to the glass forming material). The combustion operation in the preheater is caused by the mixing and mixing of the fuel and the oxidant in the stirring zone of the reactor. Ignition occurs in the preheater with the aid of a pilot burner or a conventional electronic ignition assembly. In a preferred embodiment of the invention, hot air preheating (> 500 ° C.) is provided by a commercially available heat recuperator. In this case, radiation from the preferred refractory over the reactor walls generally enables automatic ignition of the mixture of various fuels and oxidants used. Powerful recirculation in the upper region 108 of the preheater 100 is generated by a counter-rotating vortex or impinging jet, providing a major means for flame stabilization in the preheater. do. The extinguishing of the flame tends to occur due to the quenching of inert batch material or other mineral materials in the preheater assembly, without the strong circulation of the combustion gases described above. This is particularly true of mineral substances such as limestone which liberate significant amounts of CO 2 when heated. When fuel with a low heating value is used, an auxiliary gas injection, a separate ignitor, or a pilot burner can be used to realize flame stabilization in the preheater.
예열기(100)가 실린더형 연소 챔버일 경우, 첫 번째(primary) 불꽃 및 열 방출은 직경에 대한 길이 비율이 약 0.5:1 내지 3.0:1, 바람직하게는 1:1의 비율을 갖는 챔버 볼륨을 점유하는 상부 영역(108)에서 발생한다. 상기 영역내에서 연료와 산화제의 강혼합 동작은 가솔린, 액체, 고체 또는 액체-고체 슬러리형 연료와 같은 많은 형태의 연료에 대한 효율적인 연소를 허용한다.If the preheater 100 is a cylindrical combustion chamber, the primary flame and heat release will produce a chamber volume having a ratio of length to diameter of about 0.5: 1 to 3.0: 1, preferably 1: 1. Occurs in the occupied upper region 108. The strong mixing operation of fuel and oxidant in this zone allows for efficient combustion of many types of fuels such as gasoline, liquid, solid or liquid-solid slurry type fuels.
예열기(100)내에서 상부 영역(108)의 하부(downstream)는 기체 및 고체 또는 액체 입자의 플러그 흐름이 발생되고 연료(30)의 최종 연소가 완료되는 하부 또는 플러그 흐름 영역(110)이다. 상기 플러그 흐름에 의해, 가스 순환 패턴은 약화되고 주 흐름 방향이 반응기의 길이 방향축과 평행하다는 것을 의미한다. 플러그 흐름 영역(110)의 효율적인 길이 대 직경 비율은 역시 약 0.5:1 내지 3.0:1, 바람직하게는 1:1이 된다. 플러그 흐름 영역(110)내의 가스 물질, 연료(30), 산화제(20a, 20b), 및 동반된(entrained) 혼합 물질(C)은 예열기 챔버(100)의 수렴부(converging section; 112)를 통과하여 가속화된다. 상기 수렴부(112)로부터, 가스 및 동반된 배치 물질은 2차 연소가 유리 제품의 용융점을 초과하는 평균 온도에서 발생하고, 예열된 배치 물질의 분리(separation), 분산(dispersion), 혼합 동작, 및 용융 동작이 벽(202)을 따라 발생하는 사이클론형 용융 챔버(200)내로 넘겨진다.Downstream of the upper region 108 in the preheater 100 is the lower or plug flow region 110 where a plug flow of gas and solid or liquid particles is generated and the final combustion of the fuel 30 is complete. By the plug flow, the gas circulation pattern is weakened and means that the main flow direction is parallel to the longitudinal axis of the reactor. The effective length to diameter ratio of the plug flow region 110 is also about 0.5: 1 to 3.0: 1, preferably 1: 1. Gas material, fuel 30, oxidants 20a, 20b, and entrained mixed material C in plug flow region 110 pass through a converging section 112 of preheater chamber 100. Is accelerated. From the converging portion 112, gas and entrained batch materials occur at an average temperature where secondary combustion exceeds the melting point of the glass article, separation, dispersion, mixing operation of the preheated batch materials, And a melting action is passed into the cyclonic melting chamber 200 which occurs along the wall 202.
서스펜션에서 혼합 물질(C)을 가열하고 예열기(100)의 벽을 따라 액체 유리가 형성되는 것을 최소화하는 것이 본 발명의 의도이다. 그러나, 용융점이 낮은 것들이 혼합물의 일부분으로 포함될 경우, 소정의 액체 유리 종류는 진공 상응축(condensation)에 의해 또는 난류 증착(turbulent deposition)에 의해 예열기의 벽을 따라 형성된다.It is the intention of the present invention to heat the mixed material (C) in the suspension and to minimize the formation of liquid glass along the walls of the preheater 100. However, when low melting points are included as part of the mixture, certain liquid glass species are formed along the walls of the preheater by vacuum condensation or by turbulent deposition.
사이클론 용융 챔버(200)의 벽(202)상에 형성된 유리 융용물(D)과 사이클론 챔버로부터의 고온 가스(32)는 상기 사이클론 용융 챔버의 벽에 바람직하게 접하게 위치되는 배출 어셈블리(300)를 통해 사이클론 용융 챔버(200)로부터 배출된다. 사이클론 용융기의 길이 방향 축을 따라 형성되는 배출 채널이 또한 가능하다. 가스 분리 및 공유 어셈블리(gas separate and interface assembly)에서 용융물(D)에서부터 배출물을 분리하는 것도 또한 바람직하다. 이러한 배열에서, 유리 용융물(D) 및 고온 가스(32)는 저수통(도시되지 않음)내의 접선 배출 채널(tangential exit channel)을 통과하여 사이클론 용융 챔버(200)에서 배출된다. 고온 가스(32)는 상기 저수통 덮개에 위치한 배출 포트를 통해 저수통에서 배출된다. 상기 저수통은 또한 하부의 타일 형성 장비와 인터페이스하기 위해 충분한 양의 용융된 유리 제품(16)을 제공한다.The glass melt (D) formed on the wall 202 of the cyclone melting chamber 200 and the hot gas 32 from the cyclone chamber are via an exhaust assembly 300 which is preferably located in contact with the wall of the cyclone melting chamber. Exhaust from the cyclone melting chamber 200. It is also possible for the discharge channel to be formed along the longitudinal axis of the cyclone melter. It is also desirable to separate the effluent from the melt (D) in a gas separate and interface assembly. In this arrangement, the glass melt D and the hot gas 32 exit the cyclone melting chamber 200 through a tangential exit channel in a reservoir (not shown). Hot gas 32 is discharged from the reservoir through a discharge port located in the reservoir lid. The reservoir also provides a sufficient amount of molten glass product 16 to interface with the underlying tile forming equipment.
상기 용융 단계이후에, 유리 용융물(D)은 (1) 유리 프리트(E)와 같은 고형 유리 제품을 생산하기 위해 물속으로 쏟아지거나, (2) 냉각된 제품(F)과 같은 고형 유리 제품을 생산하기 위해 제어된 방식으로 냉각된다.After the melting step, the glass melt (D) is poured into water to produce a solid glass product, such as glass frit (E), or (2) to produce a solid glass product, such as a cooled product (F). To be cooled in a controlled manner.
상기 첫 번째 선택에서, 담금질 단계(6)일 때, 유리 용융물(D)은 상기 유리 용융물(D)을 담금질하기 위해 0.5내지 10분 동안 약 40℃ 내지 95℃ 온도의 물속으로 쏟아진다. 상기 담금질 공정은 유리 구조로 응결하고 발생된 커다란 열 별화 때문에 물질에 기계적으로 응력(stress)을 가하며, 냉각하고 깨트리는(fracturing) 유리 용융물(D)을 일반적으로 5㎜보다 작은 입자 크기를 갖는 유리 프리트(E)가 되게 한다. 그런 다음, 결과로 발생하는 유리 프리트(E)는 적당한 소정 방법에 의해 건조된다.In the first selection, in the quenching step 6, the glass melt D is poured into water at a temperature of about 40 ° C. to 95 ° C. for 0.5 to 10 minutes to quench the glass melt D. The quenching process condenses into a glass structure and mechanically stresses the material due to the large thermal differentiation generated, and the glass frit having a cooling and breaking glass melt (D) generally having a particle size of less than 5 mm. Let (E) be. The resulting glass frit E is then dried by any suitable method.
담금질 단계로부터의 유리 프리트(E)는 두 개의 대안적인 실시예를 사용하여 처리될 수 있다. 첫 번째 실시예에서, 유리 프리트(E)는 과립형 결정체 물질(granular crystalized product; G)을 형성하기 위해 불투명화 단계(10)에서 불투명화된다. 상기 불투명화 단계(10) 이후에, 과립형 결정체 물질(G)은 타일 제조 공정으로 도입된다. 두 번째 실시예에서, 유리 프리트(E)는 불투명 단계를 거치지 않고 곧바로 타일 제조 공정으로 도입된다.Glass frit (E) from the quenching step can be processed using two alternative embodiments. In a first embodiment, the glass frit (E) is opaque in the opacity step 10 to form a granular crystalized product (G). After the opacity step 10, the granular crystalline material G is introduced into a tile manufacturing process. In a second embodiment, the glass frit E is introduced directly into the tile making process without going through an opaque step.
첫 번째 실시예는 유리 프리트(E)를 결정체 물질(G)로 변환하기 위해 불투명화 단계(10)에서 유리 프리트(E)를 불투명화시킨다. 불투명화 단계(10)는 저수통, 화로(furnace), 오븐에서 주로 실행된다. 유리 프리트(E)의 불투명화는 특정 열 처리 주기를 갖는 물질을 열처리하여 수행된다. 정확한 열처리 주기는 불투명화되는 유리의 조성물에 의존하며 종래 기술의 당업자에게는 자명한 것이다. 바람직하게, 열처리 주기 동안, 유리 프리트(E)는 유리 전이 온도이하에서부터 약 800℃ 내지 1200℃의 온도까지 가열된다. 보다 바람직하게, 불투명화 단계(10)는 시간당 200℃ 내지 1000℃에서부터 800℃ 내지 1200℃까지의 범위로 유리 프리트를 가열하는 공정, 0시간 내지 2시간 동안 일정 온도에서 상기 유리 프리트를 수용하는 공정, 및 그런 다음 시간당 200℃ 내지 2000℃에서부터 상온까지의 범위로 상기 프리트를 냉각하는 공정을 포함한다. 가장 바람직하게, 열처리 동안, 유리 프리트(E)는 자신의 물질 벌크에서의 결정핵(crystal nuclear)의 형성을 향상시키기 위해 자신의 유리 전이 온도 이상이고 100℃ 이하의 온도에서 수용된다. 그런 다음, 온도가 최대온도로 증가함에 따라, 핵생성율은 감소하고 결정체 성장률은 증가한다. 형성된 핵이 성장하여 유리의 나머지 부분을 메운다(consume). 불투명화 단계(10) 동안, 첫 번째 결정체상(crystalline phase)은 네필레나인(nepheline), 디옵사이드(deopside), 아노타이트(anorthite), 월라스토나이트(wollastonite), 메리라이트(melilite), 메윈나이트(merwinite), 스피넬(spinel), 아커머나이트(akermanite), 게흘레나이드(gehlenite), 상기 결정체상에서 철 치환체(iron substitution)에 기초한 결정체 상, 및 상기한 것들의 혼합체로 이루어지는 것으로 생산된다. 상기 적용을 위하여, "첫번째 결정체 상"이란 용어는 불투명화 단계(10)로부터 발생되는 제품에 결정체 물질의 적어도 50 중량%로 구성되는 결정체 상으로 정의한다.The first embodiment opaques the glass frit E in the opacity step 10 to convert the glass frit E into crystalline material G. The opacity step 10 is mainly carried out in a reservoir, a furnace, an oven. Opacity of the glass frit (E) is carried out by heat treating a material having a particular heat treatment cycle. The exact heat treatment cycle depends on the composition of the glass being opaque and will be apparent to those skilled in the art. Preferably, during the heat treatment cycle, the glass frit (E) is heated from below the glass transition temperature to a temperature of about 800 ° C. to 1200 ° C. More preferably, the opacity step 10 is a step of heating the glass frit in the range of 200 ℃ to 1000 ℃ to 800 ℃ to 1200 ℃ per hour, the process of receiving the glass frit at a constant temperature for 0 to 2 hours And then cooling the frit to a temperature ranging from 200 ° C. to 2000 ° C. per hour to room temperature. Most preferably, during heat treatment, the glass frit (E) is accommodated at temperatures above its glass transition temperature and below 100 ° C. to enhance the formation of crystal nuclei in its material bulk. Then, as the temperature increases to the maximum temperature, nucleation rate decreases and crystal growth rate increases. The nucleus formed grows and fills the rest of the glass. During the opacity phase 10, the first crystalline phase is nepheline, deopside, anorthite, wollastonite, melilite, mewin It is produced as consisting of knight (merwinite), spinel, akermanite, gehlenite, crystal phase based on iron substitution on the crystal, and a mixture of the above. For this application, the term "first crystalline phase" is defined as a crystalline phase consisting of at least 50% by weight of the crystalline material in the product resulting from the opacity step 10.
두 번째 실시예에서, 유리 프리트(E)는 소정의 다른 추가 공정없이 타일 제조 공정으로 도입된다. 불투명화된 재료를 형성하기 위한 열처리는 타일 바디의 소성 동작(아래에 기재됨) 동안 발생하다.In the second embodiment, the glass frit E is introduced into the tile making process without any other further processing. Heat treatment to form the opaque material occurs during the firing operation of the tile body (described below).
대안적인 단계에서, 유리 용융물(D)은 제어된 방식으로 냉각된다. 상기 냉각 단계(8)에서 제어 온도 프로파일하에서의 유리 용융물(D) 냉각 동작은 불투명화된 제품(F)을 상온으로 만든다. 통상적으로 상기 냉각 단계(8)는 저수통에서 이루어진다. 바람직하게, 냉각 단계(8)는 불투명한 제품(F)를 생산하기 위해 시간당 200℃ 내지 1000℃로 유리 용융물(D)의 온도를 낮추는 동작을 포함한다. 그런 다음, 상기 불투명화된 제품(F)은 타일 제조 공정의 그라인드 단계로 곧바로 도입된다. 제어된 냉각 동작으로 발생된 제품(F)은 상기 기술된 불투명화 단계(10)에 의해 얻어진 결정체 물질과 유사하다.In an alternative step, the glass melt D is cooled in a controlled manner. The cooling operation of the glass melt D under the controlled temperature profile in the cooling step 8 brings the opaque product F to room temperature. Typically the cooling step 8 takes place in a reservoir. Preferably, the cooling step 8 comprises lowering the temperature of the glass melt D to between 200 ° C. and 1000 ° C. per hour to produce an opaque product F. The opaque product F is then introduced directly to the grinding stage of the tile manufacturing process. The product F generated by the controlled cooling operation is similar to the crystalline material obtained by the opacity step 10 described above.
200 마크론 이하, 바람직하게는 50 마크론 이하의 입자 크기를 갖는 파우더로 제품(E, F, 또는 G)을 그라인드하여 부가적인 핵생성 사이트(nucleation site)를 유리로 도입하는 것이 바람직하다. 이것은 유리의 불투명화율을 크게 증가시킨다. 그래서, 유리 프리트(E), 불투명화 제품(F), 또는 결정체 물질(G)은 유리 입자(H)를 발생하기 위해 그라인드 단계(12)에서 그라인드될 수 있다.It is preferable to introduce additional nucleation sites into the glass by grinding the product (E, F, or G) with a powder having a particle size of 200 microns or less, preferably 50 microns or less. This greatly increases the opacity of the glass. Thus, glass frit (E), opaque product (F), or crystalline material (G) can be ground in grinding step 12 to generate glass particles (H).
그런 다음, 유리 입자는 전형적인 타일 제조 처리로 처리된다.The glass particles are then treated with a typical tile making process.
유리 입자(H)는 55 내지 99 중량%의 유리 압지와 1 내지 45 중량%의 첨가제(I)로 이루어지는 조성물을 갖는 유리 파우더 혼합물(J)을 형성하기 위해 첨가제(I)와 혼합된다. 첨가제(I)는 점토, 규토(silica), 백운석, 석회석, 무기 또는 유기 결합체, 및 융제와 같은 타일 업계에서는 통상적인 소정의 첨가제일 수 있다. 첨가제(I)는 프레스 동작후에 타일 바디의 녹색 농도(green strength)을 향상시키고 최종 세라믹 바디의 특성을 제어하는 결합제를 포함한다. 상기 공정에서 사용된 결합제는 유기 또는 무기물일 수 있다. 무기물 결합제는 일반적으로 벤토나이트(bentonite)와 볼 클레이(ball clay)와 같은 미세한 점토 물질로 이루어진다. 유기물 결합제를 사용할 경우, 유리 입자에 대한 1 내지 5 중량%의 결합제가 일반적으로 첨가되어야 한다. 점토 결합제를 사용하는 타일 제조 동작 중에, 타일 바디의 70 내지 90의 중량%는 유리 입자(H)일 수 있고, 나머지 10 내지 30 중량%는 점토를 포함한다. 첨가제(I)는 또한 타일의 소성 온도를 감소시키기 위한 융제를 포함한다. 게다가, 첨가제(I)의 조성물은 최종 제품의 (다공성(porosity), 물흡수(water absorption), 열팽창(thermal expansio)과 같은) 원하는 특성을 얻기 위해 조정될 수 있다. 이것은 원하는 타일 형태(예를 들면, 포장재(paver), 벽 타일, 및 지붕용 타일)를 가능하게 한다.Glass particles (H) are admixed with additive (I) to form a glass powder mixture (J) having a composition consisting of 55 to 99% by weight of glass blotter and 1 to 45% by weight of additive (I). Additive (I) may be any additive conventional in the tile industry, such as clay, silica, dolomite, limestone, inorganic or organic binders, and fluxes. Additive (I) comprises a binder which improves the green strength of the tile body after the press operation and controls the properties of the final ceramic body. The binder used in the process may be organic or inorganic. Inorganic binders generally consist of fine clay materials such as bentonite and ball clay. If organic binders are used, 1 to 5% by weight of binders on the glass particles should generally be added. During a tile manufacturing operation using a clay binder, 70 to 90 weight percent of the tile body may be glass particles (H), with the remaining 10 to 30 weight percent comprising clay. Additive (I) also comprises a flux to reduce the firing temperature of the tile. In addition, the composition of additive (I) can be adjusted to obtain the desired properties (such as porosity, water absorption, thermal expansio) of the final product. This allows for the desired tile form (eg pavers, wall tiles, and roof tiles).
볼 밀링 단계(14)에서, 유리 파우더 혼합물(J)은 구성요소(ingredient)의 입자 크기를 더욱 감소시키고 배치를 일정하게 혼합하기 위해 볼 밀(ball mill)에서 물과 함께 혼합된다. 그런 다음, 상기 볼 밀에 의해 발생된 슬러리(K)는 타일 공정동안 자유롭게 흘러내리는 과립형 피드(L)를 형성하기 위해 일반적인 분무 건조 단계(16)에서 분무 건조된다. 프레싱 단계(18)에서, 유압 타일 프레스는 100 내지 600㎏/c㎠로 자유롭게 흘러내리는 과립형 피드(L)를 형상화된 타일(M)로 만든다. 프레싱 단계(18) 이후에, 형상화된 타일(M)은 전형적인 타일 건조 공정에 의해 건조 단계(20)에서 건조된다. 유약 처리되지 않은 타일(N)은 유약 처리된 타일(O)을 생산하기 위해 유약 처리 단계(22)에서 유약 처리될 수 있다. 유약 처리 단계(22)는 해당 분야의 당업자에게 매우 잘 공지된 전형적인 타일 유약 처리 단계이다. 유약 처리된 타일(O)은 최정 제품(P)을 양산하기 위해 0.3 내지 2시간 동안 800℃ 내지 1250℃의 온도로 전형적인 소성 단계(24)에서 소성된다. 바람직하게, 주기 시간은 1시간 이하이다. 대안적으로, 유약 처리되지 않은 타일(N)은 순차적으로 유약 처리되고 다시 소성될 수 있는 최종 제품(P)을 양산하기 위해 유약 처리없이 소성 단계(24)에서 처리될 수 있다.In the ball milling step 14, the glass powder mixture J is mixed with water in a ball mill to further reduce the particle size of the components and to constantly mix the batch. The slurry K produced by the ball mill is then spray dried in a common spray drying step 16 to form a granular feed L that flows freely during the tile process. In the pressing step 18, the hydraulic tile press turns the granular feed L into a shaped tile M, freely flowing down from 100 to 600 kg / c cm 2. After the pressing step 18, the shaped tile M is dried in the drying step 20 by a typical tile drying process. Unglazed tile N may be glazed in glazing step 22 to produce glazed tile O. Glaze treatment step 22 is a typical tile glaze treatment step that is very well known to those skilled in the art. The glazed tile O is fired in a typical firing step 24 at a temperature of 800 ° C. to 1250 ° C. for 0.3 to 2 hours to yield the final product P. Preferably, the cycle time is 1 hour or less. Alternatively, the unglazed tile N may be processed in the firing step 24 without glazing to produce a final product P that can be sequentially glazed and fired again.
소성 단계(24) 동안, 유리 프리트(E)와 결정체 물질(G), 및 제품(F)은 상이한 방식으로 처리된다. 타일(즉, 제품(F)과 결정체 물질(G))을 형성하기 전에 불투명화 동작이 이루어지는 방법에 의해 제품이 생산될 경우, 결정체 물질의 높은 용융 온도 때문에 이러한 세라믹 물질은 소성 단계(24) 동안 크게 연화되지 않는다. 타일 바디에 입자를 결합하는 결합 동작은 점토 및 첨가제(I)를 반응시켜서 서로 세라믹 입자를 결합하는 소량의 액상(liquid phase)을 형성하기 때문에 첫 번째로 발생한다. 두 번째로, 세라믹 입자간의 약간의(minor amount)의 소성 동작이 입자를 서로 결합하는데 도움을 제공할 수 있다.During the firing step 24, the glass frit (E) and the crystalline material (G) and the article (F) are treated in different ways. If the product is produced by a method in which an opacity operation is performed prior to forming the tiles (ie product F and crystalline material G), due to the high melting temperature of the crystalline material, such ceramic material is subjected to the firing step 24. Does not soften significantly The bonding action of binding particles to the tile body occurs first because it reacts the clay and the additive (I) to form a small amount of liquid phase to bond the ceramic particles to each other. Secondly, a minor amount of sintering action between the ceramic particles can provide assistance in bonding the particles together.
유리가 (즉, 유리 프리트(E)로부터) 상기 불투명화 동작없이 타일 바디내에서 혼합된 경우에, 유리의 불투명화는 소성 단계(24)동안 발생한다. 유리는 유리 전이 온도(유리 조성물에 의존한 500 내지 750℃)보다 조금 높은 온도에서 소성 공정 동안 고 점착성 액체(점도 1014내지 1016포이즈(poise))로 초기에 연화된다. 타일 바디가 보다 높은 온도까지 가열되어, 유리는 연화되고(즉, 점도가 낮아지고), 흐르기 시작한다. 부가적으로, 결정체 핵 형성과 결정체 성장은 유리 용융물이 결정화되는 것에 의해 발생한다. 결정화는 대부분의 유리 용융물을 소모한다(consume). 결정체 성장은 또한 유리 입자의 표면(즉, 표면 결정화(surface crystllization))에서 또한 핵을 형성한다. 표면 결정화는 유리 파우더의 부피비(volume ratio)에 대한 표면적이 커지기 때문에 높은 비율로 불투명화하는 것은 유리 물질을 부패 팽창(bulk)을 초래한다. 결정체 상은 유리 조성물에 크게 의존한다. 결정체 상의 용융 온도는 전형적으로 세라믹 타일의 처리 온도 이상(즉, ＞1150℃)이다. 그래서, 소성 단계(24)동안, 타일은 첫 번째 결정체 상을 갖는 것으로 발생된다. 상기 첫 번째 결정체 상은 네필레나인(nepheline), 디옵사이드(deopside), 아노타이트(anorthite), 월라스토나이트(wollastonite), 메리라이트(melilite), 메윈나이트(merwinite), 스피넬(spinel), 아커머나이트(akermanite), 게흘레나이드(gehlenite), 상기 결정체상에서 철 치환체(iron substitution)에 기초한 결정체 상, 및 이것들의 혼합물로 이루어진다.When glass is mixed (ie from glass frit E) in the tile body without the opacity operation, opacity of the glass occurs during the firing step 24. The glass initially softens with a high sticky liquid (viscosities 10 14 to 10 16 poise) during the firing process at a temperature slightly above the glass transition temperature (500 to 750 ° C. depending on the glass composition). The tile body is heated to a higher temperature, so that the glass softens (ie lowers in viscosity) and begins to flow. In addition, crystal nucleation and crystal growth are caused by the crystallization of the glass melt. Crystallization consumes most of the glass melt. Crystal growth also nucleates at the surface of the glass particles (ie surface crystllization). Because surface crystallization increases the surface area to the volume ratio of the glass powder, high opacity at high rates results in bulging of the glass material. The crystalline phase is highly dependent on the glass composition. The melting temperature on the crystals is typically above the processing temperature of the ceramic tile (ie> 1150 ° C). Thus, during the firing step 24, the tile is generated with the first crystalline phase. The first crystalline phase is nepheline, deopside, anorthite, wollastonite, merilite, mewinite, spinel, ackerer Akermanite, gehlenite, a crystalline phase based on iron substitution on the crystalline phase, and mixtures thereof.
본 발명의 방법은 35 내지 60 중량%의 SiO2, 3 내지 25 중량%의 Al2O3, 0 내지 25 중량%의 CaO, 0 내지 20 중량%의 MgO, 0.5 내지 15 중량%의 Fe2O3, 0 내지 15 중량%의 Na2O, 0 내지 5 중량%의 K2O, 15 내지 30 중량%의 CaO+MgO, 0 내지 15 중량%의 Na2O+K2O, 및 0 내지 5 중량%의 다른 산화물로 이루어지는 조성물을 갖는 세라믹 타일을 생산한다. 상기 다른 산화물은 구리, 망간(manganese), 크롬(chromium), 니켈(nickel), 아연(zinc), 비소(arsenic), 납, 금, 은, 황(sulfur), 및 상기한 것들의 혼합물로 이루어지는 산화물을 포함한다. 또한, 세라믹 타일은 첫 번째 결정체 상을 갖고, 상기 첫 번째 결정체 상은 네필레나인(nepheline), 디옵사이드(deopside), 아노타이트(anorthite), 월라스토나이트(wollastonite), 메리라이트(melilite), 메윈나이트(merwinite), 스피넬(spinel), 아커머나이트(akermanite), 게흘레나이드(gehlenite), 상기 결정체상에서 철 치환체(iron substitution)에 기초한 결정체 상, 및 이것들의 혼합물로 이루어진다.The process of the invention comprises 35 to 60 wt% SiO 2 , 3 to 25 wt% Al 2 O 3 , 0 to 25 wt% CaO, 0 to 20 wt% MgO, 0.5 to 15 wt% Fe 2 O 3 , 0-15% Na 2 O, 0-5% K 2 O, 15-30% CaO + MgO, 0-15% Na 2 O + K 2 O, and 0-5 A ceramic tile is produced having a composition consisting of weight percent of other oxides. The other oxide consists of copper, manganese, chromium, nickel, zinc, arsenic, lead, gold, silver, sulfur, and mixtures of the foregoing. Oxides. In addition, the ceramic tile has a first crystalline phase, and the first crystalline phase is nepheline, deopside, anorthite, wollastonite, merilite, mewin It consists of merwinite, spinel, akermanite, gehlenite, crystalline phases based on iron substitution on the crystals, and mixtures thereof.
실시예 1Example 1
실용적인 석탄 보일러 플라이재로부터 준비된 유리 프리트는 바닥 타일 바디를 제조하기에 적합한 유리로 처리된다. 유리는 입자로 그라인드되기 전에 불투명화처리되며, 타일 프레싱을 위해 파우더 첨가제와 함께 혼합된다. 타일은 프레싱되어 표준 산업 타일 프레스 및 롤러 화로 가마(roller hearth kiln)를 사용하여 이러한 재료로부터 굽혀진다. 생산된 타일 바디는 상용 타일 산업에 바람직한 처리 특성 및 최종 특성을 가진다.Glass frits prepared from practical coal boiler fly ash are treated with glass suitable for producing floor tile bodies. The glass is opaque before being ground into particles and mixed with powder additives for tile pressing. The tiles are pressed and bent from this material using standard industrial tile presses and roller hearth kilns. The tile bodies produced have the processing and final properties desirable for the commercial tile industry.
석탄 보일러 플라이재의 합성물은 다음의 표 5와 같다.The composite of coal boiler fly ash is shown in Table 5 below.
[표 5]TABLE 5
이러한 분석에 기초하여, 플라이재는 용융 온도를 1500 ℃ 이하로 감소시키기 위해 유량 첨가를 요구한다. 플라이재는 20 중량 %의 석회석과 혼합되어 용융 온도를 감소시킨다. 그 후 유리는 약 1450 ℃의 온도에서 사이클론 유리 용융 장치 내에서 용융된다. 이러한 형태의 용융 장치는 플라이재 중에서 연소되지 않은 탄소의 효율적인 산화를 허용한다. 1 ㎝ 이하의 입자 크기를 가지는 프리트를 생성하기 위해 용융 장치로부터 생성된 유리에 물을 붓는다. 화학 분석에 의해 결정된 이러한 용융 과정에 의해 생성된 유리의 합성물은 다음 표 6과 같다.Based on this analysis, the fly material requires a flow rate addition to reduce the melting temperature to 1500 ° C. or lower. The fly ash is mixed with 20% by weight limestone to reduce the melting temperature. The glass is then melted in a cyclone glass melting apparatus at a temperature of about 1450 ° C. This type of melting apparatus allows for the efficient oxidation of unburned carbon in the fly material. Water is poured into the glass produced from the melting apparatus to produce frits having a particle size of 1 cm or less. The composite of the glass produced by this melting process determined by chemical analysis is shown in Table 6 below.
[표 6]TABLE 6
유리 프리트를 건조시킨 후에, 재료를 유리에서 결정체 제품으로 변환시키기 위해 유리 프리트를 불투명화 처리한다. 재료는 약 4인치의 깊이로 화로 바닥에 도포된다. 열 처리의 온도 프로파일은 도 5에 나타나 있다. 도 5의 영역(1)에서 유리는 일정한 속도로 가열된다. 도 5의 영역(2) 재료의 가열 속도의 증가는 결정화가 일어나는 동안 유리로부터 방출된 열과 관련있다. 도 5의 영역(3)에 나타나 있듯이 재료는 약 1.5 시간동안 일정한 온도를 유지한다. 불투명화된 재료는 도 5의 영역(4)에 나타나 있듯이 다수의 시간 동안 실내 온도를 천천히 냉각시킨다. 열 처리 과정은 유리 프리트를 검은 색에서 갈색으로 색상을 변화시키는데, 이는 재료의 원자 구조가 변하기 때문이다.After drying the glass frit, the glass frit is opaquely processed to convert the material from glass to crystalline product. The material is applied to the bottom of the furnace to a depth of about 4 inches. The temperature profile of the heat treatment is shown in FIG. 5. In region 1 of FIG. 5 the glass is heated at a constant rate. The increase in the heating rate of the region 2 material of FIG. 5 is related to the heat released from the glass while crystallization takes place. As shown in region 3 of FIG. 5, the material maintains a constant temperature for about 1.5 hours. The opaque material slowly cools the room temperature for many hours, as shown in region 4 of FIG. The heat treatment changes the glass frit from black to brown because the atomic structure of the material changes.
약 5 ㎜의 입자 크기를 가지는 파우더를 얻기 위해 결정 재료는 해머 밀(hammer mill)를 사용하여 그라인드된다. 배치가 91 중량 %의 결정화 프리트, 6 중량 %의 붕규산 유리 프리트, 2 중량 %의 벤토나이트, 및 1 중량 %의 유기 결합제로 구성되도록 하기 위해, 첨가제가 추가된다. 타일을 소성 전에 벤토나이트 및 유기 고착제가 녹색 농도를 증가하는 동안, 붕규산 유리 프리트는 소성 공정이 진행되는 동안 세라믹 입자를 함께 결합하기 위해 액상을 제공한다. 습식 볼 밀(ball mill)은 결정화된 유리 파편의 입자 크기를 감소시키고 배치 성분을 혼합한다. 시스템으로부터 수분을 제거하고 미세 입자로부터 자유로이 흘러내리는 덩어리를 형성하기 위해 슬러리를 분무 건조한다. 분무 건조된 파우더는 타일 프레스의 적당한 공급재이다.The crystalline material is ground using a hammer mill to obtain a powder having a particle size of about 5 mm. In order for the batch to consist of 91 wt% crystallized frit, 6 wt% borosilicate glass frit, 2 wt% bentonite, and 1 wt% organic binder, an additive is added. While the bentonite and organic binder increase the green concentration before firing the tile, the borosilicate glass frit provides a liquid phase to bond the ceramic particles together during the firing process. A wet ball mill reduces the particle size of the crystallized glass debris and mixes the batch components. The slurry is spray dried to remove moisture from the system and form a lump freely flowing from the fine particles. Spray dried powder is a suitable feed for the tile press.
분무 건조된 파우더는 320 ㎏/㎠의 압력으로 30 ×30 ㎝의 타일로 프레싱된다. 그린 타일은 남아있는 수분을 제거하기 위해 건조 처리, 광택 처리, 및 소성처리된다. 타일은 30 분 소성 주기(냉각 대 냉각)로 1170 ℃의 온도에서 소성처리된다.The spray dried powder is pressed into a tile of 30 × 30 cm at a pressure of 320 kg / cm 2. The green tiles are dried, polished, and calcined to remove the remaining moisture. The tiles are calcined at a temperature of 1170 ° C. with a 30 minute firing cycle (cooling versus cooling).
이 실시예에서 생산된 최종 타일은 바닥 타일과 포장재(paver)로의 적용이 적합하다. 다음의 특성은 준비된 타일에 대하여 결정된다.The final tile produced in this embodiment is suitable for application to floor tiles and pavers. The following properties are determined for the prepared tile.
밀도 1.75 ㎏/㎠Density 1.75 kg / ㎠
블랙 코어 무Black core radish
소성 처리에 의한 수축 7 %7% shrinkage by firing
흡수율 1.5 %Absorption 1.5%
파열 계수 500 ㎏/㎠Rupture Coefficient 500 ㎏ / ㎠
실시예 2Example 2
도시의 고체 쓰레기 소각로(municipal solid waste; MSW) 재는 타일 바디를 생산하기에 적당한 유리로 처리된다. 이 실시예에서 사용되는 유리는 타일로 형성되기 전에 불투명화 처리되지 않는다. 타일은 프레싱되어 표준 타일 산업 장비를 사용하여 소성된다. 생산된 타일 바디는 상용 타일 산업에 바람직한 처리 특성 및 최종 특성을 가진다.Municipal solid waste (MSW) ash is treated with glass suitable for producing tile bodies. The glass used in this example is not opaque before being formed into tiles. The tiles are pressed and fired using standard tile industry equipment. The tile bodies produced have the processing and final properties desirable for the commercial tile industry.
유리화(vitrification) 공정에서 사용되는 MSW 재의 조성물은 표 7에 나타나 있다.The composition of MSW ash used in the vitrification process is shown in Table 7.
[표 7]TABLE 7
이러한 조성물로부터 유리를 생산하기 위해, 유리를 형성하기 위한 첨가제은 더 이상 필요하지 않다. MSW 재는 사이클론 형태의 유리 용융 장치에서 용융된다. 이러한 형태의 용융 장치의 산화 분위기는 납과 같은 선택된 중금속이 금속성 상태로부터 환원되는 것을 방지한다. 유리는 1275 ℃의 온도에서 처리된다. 유리 프리트를 생산하기 위해, 용융된 유리에 물을 붓는다. 유리 프리트의 조성물은 표 8에 나타나 있다.In order to produce glass from such a composition, additives for forming the glass are no longer needed. MSW ash is melted in a glass melting apparatus in the form of a cyclone. The oxidizing atmosphere of this type of melting apparatus prevents selected heavy metals such as lead from being reduced from the metallic state. The glass is treated at a temperature of 1275 ° C. To produce glass frit, water is poured into the molten glass. The composition of the glass frit is shown in Table 8.
[표 8]TABLE 8
불투명화 처리를 실시하지 않고 밀을 사용하여 유리 프리트를 5.0 ㎜ 미만의 입자 크기로 감소시킨다. 타일 배치의 조성물이 66 중량 %의 유리 프리트, 28 중량 %의 볼 클레이, 및 6 중량 %의 수정으로 구성되도록 첨가제를 추가한다. 배치 재료는 유리 입자의 크기를 감소시키고 배치 재료를 혼합하기 위해 습식 볼 밀링된다. 그 결과로 형성되는 재료는 건조 처리되어, 큰 덩어리를 부수기 위해 분쇄된다. 그 결과로 형성되는 파우더에 5 중량 %의 물이 첨가되고, 이 파우더가 0.7 ㎜ 개구를 가지는 스크린을 통과하여 타일 프레스용 과립형 재료(granular material)를 형성한다.The glass frit is reduced to a particle size of less than 5.0 mm using a mill without carrying out the opacity treatment. Additives are added so that the composition of the tile batch consists of 66 weight% glass frit, 28 weight% ball clay, and 6 weight% modification. The batch material is wet ball milled to reduce the size of the glass particles and mix the batch material. The resulting material is dried to be ground to break up large chunks. 5% by weight of water is added to the resultant powder, which passes through a screen with a 0.7 mm opening to form a granular material for tile press.
타일 배치는 약 300 ㎏/㎠의 압력으로 16 ×8 ㎝의 크기를 가지는 타일로 프레싱된다. 그 결과로 형성되는 타일은 45분 소성 주기(냉각 대 냉각)로 건조 및 소성 처리된다. 서로 다른 샘플이 1040 ℃, 1080 ℃, 및 1120 ℃로 소성되어 열처리 온도의 효과를 결정한다.The tile batch is pressed into tiles having a size of 16 × 8 cm at a pressure of about 300 kg / cm 2. The resulting tiles are dried and calcined at 45 minute firing cycles (cooling versus cooling). Different samples were fired at 1040 ° C, 1080 ° C, and 1120 ° C to determine the effect of the heat treatment temperature.
1080 ℃에서 열처리된 타일의 특성은 다음과 같다.The characteristics of the tile heat-treated at 1080 ℃ is as follows.
블랙 코어 무Black core radish
소성 처리에 의한 수축 4.40 %4.40% shrinkage by firing
흡수율 2.53 %Absorption 2.53%
파열 계수 752 ㎏/㎠Rupture Coefficient 752 ㎏ / ㎠
1040 ℃ 및 1120 ℃에서 소성된 타일의 특성은 기본적으로 동일하다. 이는 최종 제품의 크기 및 특성이 열처리 온도의 변화에 대하여 비교적 독립적임을 의미한다.The properties of the tile fired at 1040 ° C. and 1120 ° C. are basically the same. This means that the size and properties of the final product are relatively independent of the change in heat treatment temperature.
실시예 3Example 3
알루미늄 환원에 의해 소비된 포트리너(potliners)에 의해 준비된 유리는 조밀한 세라믹 바디를 준비하도록 처리된다. 이 실시예에서 사용된 유리는 타일을 형성하기 전에 불투명화 처리되지 않는다. 견본은 연구소 크기로 준비된다. 프레싱된 바디의 유리는 소성 공정 동안에 바디를 변형시키지 않고 완전히 불투명화된다. 생산된 세라믹 바디는 타일 산업에 있어서 원하는 적용 특성을 가진다.The glass prepared by potliners consumed by aluminum reduction is processed to prepare a dense ceramic body. The glass used in this example is not opaque before the tiles are formed. Samples are prepared at lab size. The glass of the pressed body is completely opaque without deforming the body during the firing process. The ceramic bodies produced have the desired application properties in the tile industry.
알루미늄 환원에 의해 소비된 포트리너(SPL)는 그래파이트 블록(graphite block) 및 절연 내화성 벽돌로 구성된다. 절연성 벽돌은 주로 SiO2, Al2O3, 및 CaO로 구성된다. 탄소 이외에도, 그래파이트 블록은 나머지 빙정석(cryolite; Na3AlF6), 시안화물, 및 알루민산염(aluminate) 금속을 포함한다. 그래파이트 블록과 절연 내화성 벽돌이 결합된 전형적인 산화 조성물은 표 9에 나타나 있다.The pot liners (SPL) consumed by aluminum reduction consist of graphite blocks and insulating fire resistant bricks. The insulating brick consists mainly of SiO 2 , Al 2 O 3 , and CaO. In addition to carbon, graphite blocks include the remaining cryolite (Na 3 AlF 6 ), cyanide, and aluminate metals. Typical oxidizing compositions incorporating graphite blocks and insulating fire resistant bricks are shown in Table 9.
[표 9]TABLE 9
SPL 재료는 60.0 중량 %의 SPL, 15.0 중량 %의 석회석, 12.5 중량 %의 모래, 및 12.5 중량 %의 콘테이너 유리 파편을 포함하여 불투명화 처리용 유리 배치를 생산하기에 적합한 양의 추가 유리 형성 산화물과 혼합된다. 그 후 유리는 약 1300 ℃의 사이클론 유리 용융장치에서 용융된다. 사이클론 용융장치는 그래파이트 블록 중에서 효율적인 탄소 산화를 허용한다. 용융 장치에 의해 생산된 유리에 물을 붓고, 입자 크기가 1 ㎝ 미만인 입자 크기를 가지는 프리트를 생산한다. 화학적 분석에 의해 결정되는 이러한 용융 과정에 의해 생산된 유리 합성물은 표 10에 나타나 있다.The SPL material comprises an additional glass forming oxide in an amount suitable for producing an opaque glass batch including 60.0 wt% SPL, 15.0 wt% limestone, 12.5 wt% sand, and 12.5 wt% container glass shards. Are mixed. The glass is then melted in a cyclone glass melter at about 1300 ° C. Cyclone melters allow efficient carbon oxidation in graphite blocks. Water is poured into the glass produced by the melting apparatus to produce frits having a particle size of less than 1 cm in particle size. The glass composites produced by this melting process as determined by chemical analysis are shown in Table 10.
[표 10]TABLE 10
밀을 사용하여 0.5 ㎜ 미만의 유리 프리트의 크기를 감소시킨다. 유리 프리트 입자는 추가로 습식 볼 밀링에 의해 50 ㎛ 미만으로 감소된다. 2개의 배치를 80 중량 %의 유리 프리트와 20 중량 %의 카올린(kaolin)의 합성물 및 70 중량 %의 유리 프리트와 30 중량 %의 카올린(kaolin)의 조성물과 혼합한다. 파우더는 2 중량 %의 물과 혼합되고, 원통형 다이 및 연구소 프레스를 사용하여 디스크로 프레싱된다. 디스크의 직경은 5.7 ㎝이다. 프레스에 사용되는 압력은 70 ㎏/㎠이다. 디스크는 박스형 화로에서 1100 ℃로 소성 처리된다. 최대 온도에 도달하는데 필요한 시간은 2 시간이다. 온도는 20 분간 최대 온도로 유지된다. 약 3 시간이 지나면, 디스크는 실내 온도로 냉각된다.A mill is used to reduce the size of the glass frit less than 0.5 mm. Glass frit particles are further reduced to less than 50 μm by wet ball milling. The two batches are mixed with a composition of 80 wt% glass frit and 20 wt% kaolin and a composition of 70 wt% glass frit and 30 wt% kaolin. The powder is mixed with 2% by weight of water and pressed into a disc using a cylindrical die and a lab press. The diameter of the disc is 5.7 cm. The pressure used for the press is 70 kg / cm 2. The disc is calcined at 1100 ° C. in a box furnace. The time required to reach the maximum temperature is 2 hours. The temperature is kept at the maximum temperature for 20 minutes. After about three hours, the disk is cooled to room temperature.
이들 양 디스크 합성물은 종래의 소성 처리된 점토 바디의 형태를 가지는 세라믹 바디를 형성한다. 이들 2개 조성물에 있어서의 디스크의 특성은 다음과 같다.Both disk composites form a ceramic body in the form of a conventional calcined clay body. The characteristic of the disk in these two compositions is as follows.
특성 20 중량 % 카올린 30 중량 % 카올린Properties 20% by weight Kaolin 30% by weight Kaolin
밀도 2.12 ㎏/㎠ 2.16 ㎏/㎠Density 2.12 ㎏ / ㎠ 2.16 ㎏ / ㎠
블랙 코어 무 무Black core radish
소성 처리에 의한 수축 6.62 % 6.73 %Shrinkage by firing 6.62% 6.73%
흡수율 13.25 % 6.92 %Absorption 13.25% 6.92%
예시를 목적으로 본 발명에 대해 상세하게 설명하였지만, 이러한 상세 내용은 단지 예시를 목적으로 하며, 당업자는 다음 청구항에 의해 정의되는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 본 발명을 수정할 수 있다는 것을 이해해야 한다.While the invention has been described in detail for purposes of illustration, these details are for purposes of illustration only, and one of ordinary skill in the art would recognize that the invention may be modified without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims. You have to understand.
Claims (30)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US1997/017041 WO1999016727A1 (en) | 1996-04-10 | 1997-09-29 | Manufacture of ceramic tiles from industrial waste |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010030813A true KR20010030813A (en) | 2001-04-16 |
Family
ID=22261721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020007003422A Withdrawn KR20010030813A (en) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Manufacture of ceramic tiles from industrial waste |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001518440A (en) |
| KR (1) | KR20010030813A (en) |
| AU (1) | AU4590597A (en) |
| CA (1) | CA2274457A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102093078B (en) * | 2010-12-13 | 2013-01-09 | 华东理工大学 | Lightweight energy-saving natural stone simulated ceramic decorative material and manufacturing method thereof |
| RU2469982C1 (en) * | 2011-09-30 | 2012-12-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Ceramic mixture for facing tile fabrication |
| CN114634351A (en) * | 2022-03-28 | 2022-06-17 | 醴陵华鑫电瓷科技股份有限公司 | Method for preparing ceramic grinding ball for electroceramic production by using non-calcined porcelain waste mud |
| CN115259834B (en) * | 2022-06-08 | 2023-02-28 | 景德镇陶瓷大学 | A kind of preparation method of building ceramics with high calcium type iron tailings as main raw material and its ceramic products |
-
1997
- 1997-09-29 KR KR1020007003422A patent/KR20010030813A/en not_active Withdrawn
- 1997-09-29 AU AU45905/97A patent/AU4590597A/en not_active Abandoned
- 1997-09-29 CA CA002274457A patent/CA2274457A1/en not_active Abandoned
- 1997-09-29 JP JP2000513814A patent/JP2001518440A/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU4590597A (en) | 1999-04-23 |
| CA2274457A1 (en) | 1999-04-08 |
| JP2001518440A (en) | 2001-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5830251A (en) | Manufacture of ceramic tiles from industrial waste | |
| US5935885A (en) | Manufacture of ceramic tiles from fly ash | |
| AU704381B2 (en) | Manufacture of ceramic tiles from spent aluminum potlining | |
| Colombo et al. | Inertization and reuse of waste materials by vitrification and fabrication of glass-based products | |
| CA1269249A (en) | Melting raw materials for glass or the like using solid fuels or fuel-batch mixtures | |
| US4634461A (en) | Method of melting raw materials for glass or the like with staged combustion and preheating | |
| CA2312838C (en) | Briquettes for mineral fibre production and their use | |
| KR19990007639A (en) | Ceramic composition using solid waste and its manufacturing method | |
| JP2864323B2 (en) | Crystallized glass production equipment | |
| EP0544913B1 (en) | Process for producing silica brick | |
| WO2016011668A1 (en) | Method for producing ceramic tiles using coal combustion waste | |
| EP0866776B1 (en) | Production of mineral fibres | |
| KR20010030813A (en) | Manufacture of ceramic tiles from industrial waste | |
| KR840000817B1 (en) | Porous sintered aggregate | |
| PL112501B1 (en) | Method of manufacture of porous siliceous material | |
| KR100534241B1 (en) | A preparation method of high grade insulating firebrick using albite | |
| MXPA00003028A (en) | Manufacture of ceramic tiles from industrial waste | |
| WO1999028247A1 (en) | Apparatus and method for the production of man-made vitreous fibres | |
| Maitra | Ceramic products from fly ash Global perspectives | |
| Hnat et al. | Manufacture of ceramic tiles from fly ash | |
| Vangordon | Recovered Soda‐Lime Glass as a Ceramic Body Flux | |
| Sheppard | Recycling and Other Environmental Considerations for Ceramics and Glasses | |
| JPH04224146A (en) | Method for producing colored slag by melting waste | |
| HU211455B (en) | Method for producing heat resisting material systems, incorporating rhyolite-tuff and micro-silicate additives |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0105 | International application |
Patent event date: 20000329 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |