CN105000916B - 用陶瓷废料制造的表面具有石状光泽的釉面砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明用陶瓷废料制备的表面具有石状光泽的釉面砖及制备方法，在不对现有釉面砖的生产工艺做出重大改变的基础上，重点对素坯体的配方组成、底、面釉熔块的组成、底、面釉中不同性能熔块的优选及配比、底釉的配方组成等进行调整与优化，从而使坯体配方中添加超过50％的陶瓷废料制备出性能优良的釉面砖产品，产品表面光泽度为10～30，呈现典型的石状光泽，再加上表面造型与图案设计的密切吻合，从而达到逼真的原状石头如文化石、水泥砖等的装饰效果，同时该技术具备较强的普适性，易于在行业内推广。
Description
技术领域：
本发明涉及釉面砖的制备技术领域，尤其是指一种用陶瓷废料制造的表面具有石状光泽的釉面砖及其制备方法。
背景技术：
随着人们生活水平的不断提高，对家居的装饰要求也越来越趋向于个性化的设计，同时随着现在生活节奏加快,人们在紧张的工作之外，追求自然、崇尚返璞归真的心理越来越强，因此一些原石状的装饰材料，如文化石、水泥砖等因迎合了人们崇尚自然的心理日渐走俏市场，但因天然石材具有放射性、清理困难和易风化等缺点，用来做家居装饰则往往不尽人意，但如果能在大规模自动化生产的陶瓷墙地砖技术上获得突破，进行仿制，那么其市场前景广阔。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种用陶瓷废料制造的表面具有石状光泽的釉面砖及制备方法，在不对现有釉面砖生产工艺作出重大改变的基础上，能过优化素坯体的配方组成、底、面釉熔块的配方组成、底、面釉中不同性能熔块的优选和配比、底釉的配方组成等进行调整与优化，从而使掺加大量陶瓷废料生产的表面有石状光泽的釉面砖产品质量、性能均优，表面呈现石状光泽，利用WGG60-E4光泽度计测量产品釉面光泽度为10～30，呈现典型的石头状光泽，且产品釉面质量好、无针孔、釉泡等缺陷、耐污性强、平整度好、强度高，再加上表面造型与图案设计的密切吻合，仿石逼真，整体装饰艺术感强；同时该技术具备较强的普适性，易于在行业内推广。
为解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：
本发明的用陶瓷废料制造的表面具有石状光泽的釉面砖，其包括：
素坯体：按以下重量份组份配制：
钾长石和钠长石及石英的混合砂12～16份，粘土16～20份，硅灰石粒6～10份，陶瓷废料54～64份，外加水玻璃1～2份，五水偏硅酸钠0.2～0.4份，三聚磷酸钠0.1～0.3份，稀释剂0.2～0.4份，水50～55份；
其中的陶瓷废料包括陶瓷抛光废渣、抛光砖和釉面砖生产过程中各种废水处理后的污泥渣、废素坯体和废陶瓷成品砖粒；
底釉：按以下重量份组份配制：
熔块a 9～13份，熔块b 28～32份，硅酸锆5～9份，高岭土9～13份，煅烧高岭土5～9份，长石粉8～16份，烧滑石6～10份，氧化铝粉4～8份，石英粉8～12份，外加羧甲基纤维素0.08～0.12份，三聚磷酸钠0.4～0.6份，水37～40份；
面釉：按以下重量份组份配制：
熔块a 84～90份，熔块b 10～16份，外加高岭土3～5份，羧甲基纤维素0.05～0.07份，三聚磷酸钠0.4～0.6份，水37～40份；
其中熔块a按以下重量份组份配制：
长石粉4～8份，碳酸钙24～28份，石英粉34～38份，锆英粉6～10份，氧化锌7～11份，碳酸钾1～3份，钛白粉2～6份，滑石粉8～12份；
其中熔块b按以下重量份组份配制：
长石粉14～20份，碳酸钙14～18份，石英粉32～38份，锆英粉7～11份，硼酸3～7份，硼砂2～4份，滑石粉3～7份，碳酸钾1～3份，氧化锌8～12份。
本发明还涉及一种用陶瓷废料制造的表面具有石状光泽的釉面砖的制备方法，其包括以下步骤：
A、素坯体的制备,按重量份制备：
将钾长石和钠长石及石英的混合砂12～16份，粘土16～20份，硅灰石粒6～10份，陶瓷废料54～64份，外加水玻璃1～2份，五水偏硅酸钠0.2～0.4份，三聚磷酸钠0.1～0.3份，稀释剂0.2～0.4份，水50～55份一起混合磨成细度为250目筛的筛余为质量百分比3％～5％的浆料，经除铁过筛喷雾干燥制成含质量百分比6.5％～7.5％水分的粉料，在300～400公斤/厘米2压力下用自动液压机压制成型，干燥窑干燥、辊道窑烧成，最高烧成温度范围为1080℃～1140℃，烧成时间40～70分钟，即得素坯体；
B、底釉的制备，按重量份制备：
将熔块a 9～13份，熔块b 28～32份，硅酸锆5～9份，高岭土9～13份，煅烧高岭土5～9份，长石粉8～16份，烧滑石6～10份，氧化铝粉4～8份，石英粉8～12份，外加羧甲基纤维素0.08～0.12份，三聚磷酸钠0.4～0.6份，水37～40份混合磨成细度为325目筛的筛余为质量百分比0.3％～0.4％的釉浆，经过筛除铁储存即得底釉；
C、面釉的制备，按重量份制备：
将熔块a 84～90份，熔块b 10～16份，外加高岭土3～5份，羧甲基纤维素0.05～0.07份，三聚磷酸钠0.4～0.6份，水37～40份混合磨成细度为325目筛的筛余为质量百分比0.4％～0.5％的釉浆，经过筛除铁储存即得面釉；
其中熔块a按以下重量份组份配制：
长石粉4～8份，碳酸钙24～28份，石英粉34～38份，锆英粉6～10份，氧化锌7～11份，碳酸钾1～3份，钛白粉2～6份，滑石粉8～12份，所有组分的粒度均小于180目；将所有组分一起放入混合机混合、熔块池窑熔制，熔制的温度范围1500℃～1540℃，然后水淬成熔块颗粒，烘干即得熔块a；
其中熔块b按以下重量份组份配制：
长石粉14～20份，碳酸钙14～18份，石英粉32～38份，锆英粉7～11份，硼酸3～7份，硼砂2～4份，滑石粉3～7份，碳酸钾1～3份，氧化锌8～12份，所有组分的粒度均小于180目；将所有组分一起放入混合机混合、熔块池窑熔制，熔制的温度范围1500℃～1540℃，然后水淬成熔块颗粒，烘干即得熔块b；
D、产品的制备及烧成：
将步骤A得到的素坯体，先施步骤B得到的底釉，待底釉刚刚干时再施步骤C得到的面釉，然后经过洗边、印花或不印花，进入辊道窑釉烧，最高烧成温度为1090℃～1130℃，烧成时间为45～65分钟，然后经过磨边、分级工序，即制成成品。
本发明的用陶瓷废料制造的表面有石状光泽的釉面砖及制备方法生产的釉面砖产品，表面呈现石状光泽，用WGG60-E4光泽度计测量产品釉面的光泽度为10～30，呈现典型的石头状光泽，且产品釉面质量好，无针孔、釉泡等缺陷，耐污性强、平整度好、强度高，再加上表面模具造型与图案设计的密切吻合，纹理细腻、仿石逼真、整体艺术感强，同时该技术具备较强的普适性，易于在行业内推广。
本发明的用陶瓷废料制造的表面具有石状光泽的釉面砖及制备方法，通过对素坯体的配方组成的优化，一方面保证了坯体配方中添加超过50％的陶瓷废料的湿坯体强度及干燥性能，不会因压制成型的湿坯强度不够而造成的后续工序因机械输送所产生的烂坯及裂坯现象；另一方面又保证了大量陶瓷废料在高温煅烧时因大量气体排放，而会造成的产品结构蔬松所带来的变形甚至发泡缺陷。
经本发明人研究发现陶瓷废料中的抛光废渣中含有大量的SiC磨头屑，这种SiC磨头屑在高温时会放出大量的CO2气体，这些气体会造成坯体中的粒子粘接链断裂，从而使结构松散、致密度差，而造成成品变形甚至出现发泡现象，因此本发明的素坯体配方中添加了适量的硅灰石粒、废素坯体及废陶瓷成品砖粒，因为这些原料在高温中性能稳定，形成了坚固的骨架，确保了坯体的性能稳定。
底釉不同性能熔块的优选、配比、不同性能熔块的组成、底釉配方组成的优化，一方面确保底釉在高温中会产生大量的开口气孔，使坯体中陶瓷废料在高温中释放的大量CO2气体能够及时从这些开口气孔中排出；另一方面又能够与坯体及面釉形成稳固的中间层来平衡坯、釉的膨胀系数，保证了产品的平整度、强度，又提高了产品的抗热震性。
面釉不同性能熔块的优选、配比、不同性能熔块的组成、面釉的配方组成，一方面保证了面釉在高温中坯体大量气体排出时，能够形成大量的开口气孔及合适的高温粘度，从而使气体排出时不易造成对釉表面的损害；同时其又要有良好的高温延展性，当产品在接近高温烧成时，能够瞬间产生大量的液相，迅速将大量气体排放时留下的小气孔、小凹坑铺平，从而保证了产品的釉面质量及耐污能力；另外，面釉在高温中还要能生成像辉石(CaMgSi2O6)、梢石(CaO·SiO2·TiO2)类晶体，因为这些晶体细小、为数众多，看上去像石头状光泽，且滑脂细腻、耐污性强，因此面釉配方组成尤为关键，在其熔块组成中添加了适量对辉石(CaMgSi2O6)、梢石(CaO·SiO2·TiO2)晶体生长有促进作用的碳酸钙、滑石粉、石英粉、钛白粉、锆英粉、氧化锌等原料，从而保证了产品的釉面呈现石头状光泽。
综合而言，本发明用陶瓷废料制造的表面具有石状光泽的釉面砖及制备方法有如下优点：
1、由于优化了素坯体的配方组成、底、面釉熔块的配方组成、底、面釉中不同性能熔块的优选及配比、底釉的配方组成等进行调整与优化，从而使产品表面呈现石状光泽，且釉面质量好，无针孔、釉泡等缺陷、耐污性强、平整度好、强度高，再加上表面模具造型与图案设计密切吻合，纹理细腻、仿石逼真，整体艺术感强。
2、该产品表面平整度、断裂模数、抗折强度、耐酸碱性、抗热震性、放射性、铅镉溶出量均达到GB/T4100-2006、GB6566-2011及HJ/T297-2006标准要求。
3、坯体配方中使用超过50％的陶瓷废料，使得在降低生产成本的同时又达到了节能减排的目的。
4、产品表面的光泽度为10～30，呈现典型的石头状光泽，采用现有的釉面砖生产工艺，易于实现产业化规模。
附图说明：
图1是制备本发明用陶瓷废料制造的表面具有石状光泽的釉面砖的生产工艺流程图。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实例1、
用陶瓷废料制造的表面具有石状光泽的釉面砖的方法，其包括以下步骤：
A、制备素坯体:
素坯体的配方组份见下表1：
表1、素坯体的组成成份表(重量份)
| 组份 | 钾长石和钠长石及石英的混合砂 | 粘土 | 硅灰石粒 | 陶瓷废料 |
| 1# | 12 | 20 | 10 | 58 |
| 2# | 14 | 16 | 6 | 64 |
| 3# | 16 | 18 | 8 | 58 |
| 4# | 16 | 20 | 10 | 54 |
| 5# | 15 | 17 | 9 | 59 |
按表1重量份称取钾长石和钠长石及石英的混合砂、粘土、硅灰石粒、陶瓷废料，外加水玻璃1～2份，五水偏硅酸钠0.2～0.4份，三聚磷酸钠0.1～0.3份，稀释剂0.2～0.4份，水50～55份，一起混合磨成细度为250目筛的筛余为质量百分比3％～5％的浆料，经除铁过筛喷雾干燥制成含质量百分比6.5％～7.5％水分的粉料，在300～400公斤/厘米2压力下用自动液压机压制成型，干燥窑干燥、辊道窑烧成，最高烧成温度范围为1080℃～1140℃，烧成时间40～70分钟，即得素坯体。
其中陶瓷废料包括陶瓷抛光废渣、抛光砖和釉面砖生产过程中各种废水经处理后的污泥渣、废素坯体和废陶瓷成品砖粒。
B、制备底釉:
制备熔块a，熔块的配方组成成份见表2：
表2、熔块a的组成成份表(重量份)
| 组份 | 长石粉 | 碳酸钙 | 石英粉 | 锆英粉 | 氧化锌 | 碳酸钾 | 钛白粉 | 滑石粉 |
| 1# | 4 | 28 | 38 | 6 | 11 | 3 | 2 | 8 |
| 2# | 6 | 26 | 34 | 10 | 9 | 1 | 6 | 8 |
| 3# | 8 | 24 | 36 | 8 | 7 | 2 | 3 | 12 |
| 4# | 7 | 25 | 34 | 9 | 8 | 3 | 4 | 10 |
按表2熔块a组成成分分别称取粒度均小于180目的原料：长石粉、碳酸钙、石英粉、锆英粉、氧化锌、碳酸钾、钛白粉、滑石粉，一起放入混合机混合、熔块池窑熔制，熔制的温度范围1500℃～1540℃，然后水淬成熔块颗粒，烘干即得熔块a；
制备熔块b，熔块的配方组成成份见表3：
表3、熔块b的组成成份表(重量份)
| 组份 | 长石粉 | 碳酸钙 | 石英粉 | 锆英粉 | 硼酸 | 硼砂 | 滑石粉 | 碳酸钾 | 氧化锌 |
| 1# | 14 | 18 | 36 | 9 | 5 | 2 | 7 | 1 | 8 |
| 2# | 16 | 14 | 34 | 7 | 7 | 4 | 3 | 3 | 12 |
| 3# | 18 | 16 | 32 | 11 | 3 | 3 | 5 | 2 | 10 |
| 4# | 20 | 14 | 38 | 8 | 3 | 2.5 | 4 | 1.5 | 9 |
| 5# | 17 | 17 | 35 | 10 | 3 | 2 | 3 | 2 | 11 |
按表3熔块b组成成分分别称取粒度均小于180目的原料：长石粉、碳酸钙、石英粉、锆英粉、硼酸、硼砂、滑石粉、碳酸钾、氧化锌，一起放入混合机混合、熔块池窑熔制，熔制的温度范围1500℃～1540℃，然后水淬成熔块颗粒，烘干即得熔块b；
制备底釉，底釉的配方组成成份见表4：
表4、底釉配方组成表(重量份)
按表2的底釉配方组成表称取熔块a、熔块b、硅酸锆、高岭土、煅烧高岭土、长石粉、烧滑石、氧化铝粉、石英粉，外加羧甲基纤维素0.08～0.12份，三聚磷酸钠0.4～0.6份，水37～40份，一起入球磨机磨成细度为325目筛的筛余为质量百分比0.3％～0.4％的釉浆，经过筛除铁储存即得底釉；
C、制备面釉:
面釉的配方组成如下表5：
表5、面釉配方组成表(重量份)
按表4的面釉配方组成表称取熔块a、熔块b、高岭土、羧甲基纤维素、三聚磷酸钠和水一起入球磨机磨成细度为325目筛的筛余为质量百分比0.4％～0.5％的釉浆(同时还可根据需要，外加适量的陶瓷色料一起混合磨成带颜色的面釉浆，如按组份1#的配方组成表外加2份的锆铁红色料，则可制备成浅红色的色釉等)，经过筛除铁储存即得面釉；
D、产品的制备及烧成：
将上述步骤A制备得到的素坯体，先施上述步骤B得到的底釉，待底釉刚刚干时再施上述步骤C制备得到的面釉(或添加了陶瓷色料的色釉)，然后经过洗边、印花或不印花，进入辊道窑釉烧，烧成温度范围为1090℃～1130℃，烧成时间为45～65分钟，然后经过磨边、分级工序，即制成成品。利用WGG60-E4光泽度计测量产品釉面的光泽度为10～30。呈现石头状光泽的釉面(或浅红色石头状光泽的釉面)，且釉面光滑细腻，无针孔、釉泡等缺陷，再加上模具造型与图案设计的密切吻合，使得纹理清晰、自然流畅、仿石逼真，整体艺术感强，经检测产品主要指标如下表6。
表6、产品质量检验结果
综上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以所揭示的技术内容而做出的些许变更、修饰与演变的等同变化，均视为本发明的等效实例；同时，凡根据本发明的实质技术对以上实施例所作出的任何等同变化的变更、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (2)
1.用陶瓷废料制造的表面具有石状光泽的釉面砖，其特征在于：
素坯体：按以下重量份组分配制：
钾长石和钠长石及石英的混合砂12～16份，粘土16～20份，硅灰石粒6～10份，陶瓷废料54～64份，外加水玻璃1～2份，五水偏硅酸钠0.2～0.4份，三聚磷酸钠0.1～0.3份，稀释剂0.2～0.4份，水50～55份；
其中的陶瓷废料包括陶瓷抛光废渣、抛光砖和釉面砖生产过程中各种废水处理后的污泥渣、废素坯体和废陶瓷成品砖粒；
底釉：按以下重量份组分配制：
熔块a 9～13份，熔块b 28～32份，硅酸锆5～9份，高岭土9～13份，煅烧高岭土5～9份，长石粉8～16份，烧滑石6～10份，氧化铝粉4～8份，石英粉8～12份，外加羧甲基纤维素0.08～0.12份，三聚磷酸钠0.4～0.6份，水37～40份；
面釉：按以下重量份组分配制：
熔块a 84～90份，熔块b 10～16份，外加高岭土3～5份，羧甲基纤维素0.05～0.07份，三聚磷酸钠0.4～0.6份，水37～40份；
其中熔块a按以下重量份组分配制：
长石粉4～8份，碳酸钙24～28份，石英粉34～38份，锆英粉6～10份，氧化锌7～11份，碳酸钾1～3份，钛白粉2～6份，滑石粉8～12份；
其中熔块b按以下重量份组分配制：
长石粉14～20份，碳酸钙14～18份，石英粉32～38份，锆英粉7～11份，硼酸3～7份，硼砂2～4份，滑石粉3～7份，碳酸钾1～3份，氧化锌8～12份。
2.用陶瓷废料制造的表面具有石状光泽的釉面砖的制备方法，其特征在于：
其包括以下步骤：
A、素坯体的制备,按重量份制备：
将钾长石和钠长石及石英的混合砂12～16份，粘土16～20份，硅灰石粒6～10份，陶瓷废料54～64份，外加水玻璃1～2份，五水偏硅酸钠0.2～0.4份，三聚磷酸钠0.1～0.3份，稀释剂0.2～0.4份，水50～55份一起混合磨成细度为250目筛的筛余为质量百分比3％～5％的浆料，经除铁过筛喷雾干燥制成含质量百分比6.5％～7.5％水分的粉料，在300～400公斤/厘米2压力下用自动液压机压制成型，干燥窑干燥、辊道窑烧成，最高烧成温度范围为1080℃～1140℃，烧成时间40～70分钟，即得素坯体；
B、底釉的制备，按重量份制备：
将熔块a 9～13份，熔块b 28～32份，硅酸锆5～9份，高岭土9～13份，煅烧高岭土5～9份，长石粉8～16份，烧滑石6～10份，氧化铝粉4～8份，石英粉8～12份，外加羧甲基纤维素0.08～0.12份，三聚磷酸钠0.4～0.6份，水37～40份混合磨成细度为325目筛的筛余为质量百分比0.3％～0.4％的釉浆，经过筛除铁储存即得底釉；
C、面釉的制备，按重量份制备：
将熔块a 84～90份，熔块b 10～16份，外加高岭土3～5份，羧甲基纤维素0.05～0.07份，三聚磷酸钠0.4～0.6份，水37～40份混合磨成细度为325目筛的筛余为质量百分比0.4％～0.5％的釉浆，经过筛除铁储存即得面釉；
其中熔块a按以下重量份组分配制：
长石粉4～8份，碳酸钙24～28份，石英粉34～38份，锆英粉6～10份，氧化锌7～11份，碳酸钾1～3份，钛白粉2～6份，滑石粉8～12份，所有组分的粒度均小于180目；将所有组分一起放入混合机混合、熔块池窑熔制，熔制的温度范围1500℃～1540℃，然后水淬成熔块颗粒，烘干即得熔块a；
其中熔块b按以下重量份组分配制：
长石粉14～20份，碳酸钙14～18份，石英粉32～38份，锆英粉7～11份，硼酸3～7份，硼砂2～4份，滑石粉3～7份，碳酸钾1～3份，氧化锌8～12份，所有组分的粒度均小于180目；将所有组分一起放入混合机混合、熔块池窑熔制，熔制的温度范围1500℃～1540℃，然后水淬成熔块颗粒，烘干即得熔块b；
D、产品的制备及烧成：
将步骤A得到的素坯体，先施步骤B得到的底釉，待底釉刚刚干时再施步骤C得到的面釉，然后经过洗边、印花或不印花，进入辊道窑釉烧，最高烧成温度为1090℃～1130℃，烧成时间为45～65分钟，然后经过磨边、分级工序，即制成成品。
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