本发明属建筑材料领域，具体涉及一种铬渣彩釉玻化砖及其制备方法。 随着国民经济发展和人民生活水平提高，建材发展迅速，品种日益增多，其中有利用金属铬及铬盐生产过程中所形成的废料-铬渣为原料烧制的炻质砖。铬渣是生产金属铬和铬盐产品的废物，因含有水溶性六价铬而具有毒性。如不治理，对生态环境会造成严重污染。目前，处理铬渣化害为用的方法已有报道，基本思路都是通过对铬渣解毒后制成造价低廉的建材。申请号为91108430.4铬渣炻质砖及其制备方法中国专利，就是一种利用铬渣为原料制成的解毒性强、机械强度高、稳定性好的建材。上述建材，虽有许多优点，然而最明显的缺陷是制品的应用范围窄、经济效益较低。
本发明的目的在于提供一种使用范围广泛，经济效益显著，而且解毒性好、机械强度高、性能稳定、富有美感的铬渣彩釉玻化砖及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
铬渣中主要的有毒物质是Na2CrO4与CaCrO4，采用高温火法对铬渣进行解毒，即是在高温下使用还原性物质如红粘土、页岩等成分在高温加热过程中分解出来的一氧化碳、碳元素、氢元素起到还原剂的作用，将六价铬转化为三价铬，生成的三价铬在降温时被大量玻璃相包裹，或在高温下与其他元素形成稳定的化合物。另外，酸性物料有利于Cr6+还原，因此，在处理铬渣时加入较多酸性氧化物，对铬渣解毒有很大帮助，本基料中含有大量酸性氧化物二氧化硅，使Cr6+能较容易地转化为Cr3+，从而达到解毒的目的。二氧化硅在高温下易与硅酸二钙、铁铝酸钙反应生成新相如钙长石、斜辉石，从而将固溶的CrO-24释放出来，使其还原。生成的三价铬的氧化物又与坯体中的各种矿物成分，重新矿化成新的稳定矿物如Fe（CrO2）2、NaCrSi2O6、CaCrAlSiO6等又还原成自然矿物的本来面貌。
本发明配方按重量百分比为釉面砖基料∶铬渣∶长石或碎玻璃＝72.5-77.5%∶17-22%∶4.5-6.5%。釉面砖基料为已知常用料，由页岩、红粘土、长石、石英、柴木节组成。
其工艺流程如下：
1.配料：将原料烘干，烘干时温度需超过100℃，按配方比例称重、入磨。
2.混磨：将原料混磨，磨后粒度要求过100-120目筛。
3.调整水分：加入6-10%的水，使之即可成型，且使料粉不粘到模具上。
4.陈化：陈化目的为使水分均匀地分布在料粉中。陈化时，将料粉置于阴暗、潮湿和密闭的环境中，保证料粉中水分分布均匀且含水量不会变化，时间一般为2-8天。
5.过筛造粒：将陈化后料粉过12-20目筛。
6.成型：根据需要制成各种规格产品。
7.干燥：采用链式干燥或隧道干燥。温度为70-100℃。干燥后坯体含水量一般为2%以下。干燥时间因产品不同而异。
8.素烧：若压砖机吨位在200吨以下，需经素烧以提高强度。
9.上釉：采用抡釉或喷釉均可。
10.干燥：温度为70-100℃，链式或隧道干燥。
11.烧成：采用辊道窑烧成，温度为1120-1140℃。烧成带温差小于10℃，烧成后保温10-20分钟。
12.成品：其规格可为150mm×150mm×5mm，100mm×200mm×5mm，300mm×300mm×8mm等。
根据上述配方与工艺生产出的彩釉玻化砖理化性能优于其它砖，见表1：
表1 彩釉玻化砖与其它砖理化性能比较
砖名 抗折强度 吸水率 耐急冷急 六价铬浸 其它
MPa % 热性 出量
铬渣彩釉 25.63 0.7-2.6 150℃至20℃ <5.0
玻化砖 水中三次不裂
铬渣炻质 13.4 9.64 / <5.0 抗冻性
路砖 1.8%
彩釉砖 >24.5*<10 150℃至20℃ /
水中三次不裂
釉面砖 >16.67*<22 150℃到20℃ /
水中一次不裂
＊为国家标准
本工艺中铬渣加入量必须严格控制，铬渣加入量过大，会导致Cr6+浸出量过大，不符合标准，且导致坯体烧成温度增高。
铬渣细度对解毒效果也有相当大的影响，铬渣磨的越细，接触面越大，表面能越大，反应越容易进行，解毒效果越好。
原料中加入了长石或玻璃，在烧成过程中，提早出现液相，促进烧结，它们可以降低烧成温度。在烧成后，可生成一定量玻璃相，起到固化铬地作用，降低六价铬的浸出量，提高解毒效果。
随烧成温度的升高，样品中水溶性六价铬含量降低，在1120℃-1140℃温度下烧成，保温10-20分钟，其样品中的水溶性六价铬含量远远低于国家标准允许值5ppm。
经样品断口扫描电镜照片，对样品的晶相分析及显微结构的观察说明：见图1样品中显微结构紧密，气孔多为闭口，铬的化合物和多种晶相、液相、固化在一起。此种微晶结构，使产品抗折抗压强度增强，吸水率降低，耐酸碱度增高，对残余的Cr6+的稳定性提供了优越的环境。
成型工艺由于采用了压机干压成型，在拌料和压制过程中不会有水分流失，不会造成含铬废水的污染。
利用铬渣制造彩釉玻化砖彻底解决了铬渣的环境污染问题，是化害为利、变废为宝的良好途径。彩釉玻化砖外形美观，理化性能好，装筛方法多，如光釉、色釉、无光釉、印花装筛、无釉抛光等均可采用，销售前景广阔。
生产工艺中不会产生污水，流程中采用机械化操作，工人不与铬渣接触，不会对人员造成伤害。
本发明投资小，见效快。按年产80万M2生产线计算，年创利可达700万元。同时，每生产1M2彩釉玻化砖可利用铬渣5公斤，若年产80万M2彩釉玻化砖可利用4000吨铬渣，相当一个中型铬盐厂一年半的废渣，为铬盐厂的发展解决了后顾之忧，保护环境，造福于民，社会效益显著。
实施例1
称量7kg页岩粉、2kg铬渣和1kg玻璃粉，烘干后在振动磨（或球磨）中混磨至过100目筛，加入0.7kg水，搅拌后陈化2天，过20目筛筛分造粒。用100吨压机压成150×150×5砖坯。干燥至含水量小于2%。在750～850℃下素烧，上釉、干燥。将砖坯送至辊道窑中烧成。烧成第一阶段从常温升至570℃，升温时间为30min。在570℃下保温5min，第二阶段从570℃至1130℃，升温时间为30min，第三阶段在1130℃下保温20min，第四阶段降温，从1130℃降至室温需经15min。
实施例2
称6kg页岩、1kg红粘土、2kg铬渣、1kg长石粉，烘干后混磨至过100目筛，加0.7kg水，充分搅拌后陈化2天。用12目筛筛分造粒。用60吨磨擦压力机压制成100×200×5砖坯。经干燥至含水量小于2%，在750～850℃下素烧，冷却后上釉，再干燥，送至辊道窑烧成。烧成第一阶段从常温升至1140℃，升温时间为30min，第二阶段保温10min，第三阶段从1140℃降至常温，需经历10min。