CN103145449B

CN103145449B - 一种将铁尾矿制备成陶瓷熔块釉的方法

Info

Publication number: CN103145449B
Application number: CN201210587572.5A
Authority: CN
Inventors: 郭志猛; 石棋; 熊守安; 隋延力; 刘祥庆; 黎邦城; 雷远坤; 刘曙; 刘红光; 曾鲜
Original assignee: Chengchao Iron Mine Wuhan Iron & Steel Group Minerals Co Ltd; University of Science and Technology Beijing USTB; Jingdezhen Ceramic Institute
Current assignee: Chengchao Iron Mine Wuhan Iron & Steel Group Minerals Co Ltd; University of Science and Technology Beijing USTB; Jingdezhen Ceramic Institute
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: CN103145449A

Abstract

一种将铁尾矿制备成陶瓷熔块釉的方法，以铁尾矿作原料，无需添加铁以外其他陶瓷色料或着色剂，制备出釉面颜色丰富、效果很好的陶瓷颜色釉。为铁尾矿资源的高技术、高附加值应用开辟新途径。熔块釉中铁尾矿用量大，而且是整体利用。利用铁尾矿中丰富的铁和其他微量元素对釉进行着色，取代昂贵的陶瓷色料，大大降低熔块釉的成本。为熔块釉原料及陶瓷色料的选择提供了新方向，降低了目前陶瓷釉料生产对优质非金属矿物资源的依赖程度。将铁尾矿和部分原料先熔制成熔块后使用，扩大釉的烧成温度范围，提高陶瓷釉面质量。克服铁尾矿在陶瓷坯体中应用时对制备工艺带来的一系列不利影响。本发明生产工艺简单，釉面质量优、适合工业化大生产。

Description

一种将铁尾矿制备成陶瓷熔块釉的方法

技术领域

本发明提出了一种将铁尾矿制备成陶瓷熔块釉的方法，属于铁尾矿资源综合利用及建筑陶瓷材料领域。其特征是以铁尾矿为主要原料，制备陶瓷熔块釉，为铁尾矿资源的高技术、高附加值应用开辟了新途径。

技术背景

目前我国铁尾矿每年的排放量都多达数亿吨，大量铁尾矿的堆积不仅占用了土地资源，污染环境，而且还存在一定的安全隐患。但就我国目前来说，对铁尾矿的利用基本处于起步阶段，大多数仅停留在回收部分有价金属组分，对尾矿中大量的非金属组分却较少开发利用，而这些组分也存在着较大的利用价值，随着我国矿产资源的日益枯竭，对尾矿的合理利用也逐渐引起人们的重视。

铁尾矿是一种复合矿物原料，除了含有一定量的金属组分外，主要矿物组分是脉石矿物，如石英、辉石、长石、云母、石榴石、角闪石及其蚀变矿物。化学成分主要以铁、硅、钙、镁、铝的氧化物为主，并伴有少量的磷、硫等。目前对尾矿的二次利用已经有了一些研究成果，主要是利用铁尾矿来制备仿古砖、通体砖、玻化砖等墙地砖材料，但在制备过程中始终存在一些技术难点，主要原因有：铁尾矿组成波动大影响制品稳定性；铁含量过高高温烧成易变形发泡；高钙铁尾矿中石膏等对泥浆流动性的影响；云母的存在不利于泥浆分散；硫化物高温分解极易形成气孔缺陷等。这些问题，在很大程度上制约了铁尾矿在建筑陶瓷领域中的应用，因此，找到一种能够克服上述缺陷，更加切实可行并且高技术、高附加值地利用铁尾矿的途径，势在必行。

釉作为一种附着在坯体表面的一层类玻璃薄层，能够改善坯体的表面性能，提高产品的使用性能和艺术美感。不同于坯体，釉对矿物原料的品质要求更高。在优质原料日益枯竭的背景下，势必要求找到一种新的替代原料。目前，熔块釉在我国陶瓷领域广泛使用，相对于生料釉，它能提高釉性的稳定性，扩大烧成温度范围，提高釉面质量。随着中国经济的发展，人们生活水平的不断提高，大家对日用陶瓷，建筑陶瓷等陶瓷制品不再只满足于产品的实用性，而且对它的的艺术美感和装饰效果也提出了更高的要求，而颜色釉以其丰富的色彩，独特的艺术特点正好能很好的满足这一需求。目前，建筑陶瓷颜色釉的制备几乎都是在基础釉中添加一定量的陶瓷色料，然后烧制而成。色料的价格高，一般占建筑陶瓷砖一半以上的成本，压缩了建筑陶瓷砖的利润空间，影响到我国陶瓷装饰技术、艺术水平的提升。

发明内容

本发明提供了一种将铁尾矿制备成陶瓷熔块釉的方法，以铁尾矿作原料，配方中无需要添加铁以外的其他陶瓷色料或着色剂，制备出多种颜色、釉面效果优的陶瓷颜色釉。本发明目的在于为铁尾矿资源的高技术、高附加值应用开辟一种新途径。

该技术首先是利用铁尾矿、钾长石、钠长石、硅灰石、石英、工业氧化铁和硅酸锆为原料，经一定比例混合均匀后，在氧化气氛下熔融，然后经水淬、球磨、干燥后得到熔块。然后将所得熔块和方解石、高岭土、工业氧化铁、石英石、碳酸锶、钠长石按一定比例组合为釉浆的原料，经球磨、过筛、陈腐后得到釉浆。然后再经施釉、干燥、修坯、烧成得到熔块釉。

具体技术工艺如下，其中熔块制备与釉浆制备工艺流程图见附图1：

(1)熔块的制备：如附图1中虚线框所示，工艺流程包括配料、混合、熔制、水淬、球磨、干燥，熔块的原料组成为：铁尾矿45～90%、钾长石0～23%、钠长石0～15%、硅灰石0～6%、石英0～20%、工业氧化铁0～8%、硅酸锆0～6%、方解石0~10%，经配料混合均匀后，在氧化气氛下熔融，熔融温度为1280℃～1400℃，然后经水淬、球磨、干燥后得到熔块。

(2)釉浆的制备：如附图1实线框所示，工艺流程为配料、球磨、过筛、陈腐，按照组成成分为：熔块73～92%、方解石0～10%、高岭土0～6%、工业氧化铁0～4%、石英0～12%、碳酸锶0%～8%、钠长石0%～6%进行配料，经球磨、过筛、陈腐后得到釉浆，釉浆过250目筛，筛余0.05～0.10%，釉浆浓度1.75～1.90g/cm³。

(3)然后经施釉、干燥、修坯、烧成得到熔块釉。其中烧成气氛为氧化气氛，烧成温度为1180℃～1250℃，保温时间15分钟。

本发明提出了一种将铁尾矿制备成陶瓷熔块釉的方法，其优点在于：

1、为铁尾矿资源的高技术、高附加值应用开辟一种新途径。

2、熔块釉中铁尾矿用量大，而且是整体利用，为铁尾矿资源的大量应用、整体应用开辟了新途径。

3、利用铁尾矿中丰富的铁和其他微量元素对釉进行着色，制备出了釉面效果很好的颜色釉，取代昂贵的陶瓷色料，且大大降低了熔块釉的成本。

4、为陶瓷熔块釉的制备，特别是为熔块釉原料及陶瓷色料的选择提供了新方向，降低了目前陶瓷釉料生产对于优质非金属矿物资源的依赖程度。

5、将铁尾矿和部分原料先熔制成熔块后使用，扩大了釉的烧成温度范围，提高了陶瓷釉面质量。克服了铁尾矿在陶瓷坯体中应用时对制备工艺带来的一系列不利影响，是铁尾矿在陶瓷配方中得以切实可行地应用的方法。

6、本发明生产工艺简单，成本低，釉面质量优、适合工业化大生产。

附图说明

图1是熔块制备与釉浆制备的工艺流程图，其中虚线框所示为熔块制备工艺流程，包括配料、混合、熔制、水淬、球磨、干燥；实线框所示为釉浆制备流程，包括原料、配料、球磨、过筛、陈腐。

具体实施方式

实施实例1

1、采用质量分数为：45%铁尾矿_18%钾长石_10%钠长石_3%硅灰石_20%石英_4%工业氧化铁_0%硅酸锆_0%方解石,配料后经混料机混合1h后，在氧化气氛下熔融15分钟，并不停搅拌，熔融温度为1280℃。然后经水淬后球磨8~10小时（以过80目筛为准），干燥后得到熔块。

2、用上述所得熔块，按照组分质量分数为：熔块85%、方解石7%、高岭土4%、工业氧化铁0%、石英4%、碳酸锶0%、钠长石0%进行配料。采用普通球磨球磨20~22h(球：料：水=1:2:0.8)，经陈腐得到釉浆。釉浆过250目筛，筛余0.05%，釉浆浓度1.80g/cm3。

3、取欲施釉的干燥坯体，放入喷釉操作盘上进行均匀喷釉，喷釉厚度0.6~0.8mm。

4、将施釉好的坯体放入100℃~105摄氏度的干燥室，烘干至水分含量小于1%。

5、将干燥后的半成品经修坯后装入窑炉中烧成得到熔块釉。其中烧成气氛为氧化气氛，烧成温度为1220℃保温15分钟。

6、制得的黑釉黑色纯正，光泽平整。

实施实例2

1、采用质量分数为：52%铁尾矿_23%钾长石_14%钠长石_5%硅灰石_0%石英_6%工业氧化铁_0%硅酸锆_0%方解石,配料后经混料机混合1h后，在氧化气氛下熔融15分钟，并不停搅拌，熔融温度为1280℃。然后经水淬后球磨8~10小时（以过80目筛为准），干燥后得到熔块。

2、用上述所得熔块，按照组分质量分数为：熔块73%、方解石7%、高岭土4%、工业氧化铁4%、石英12%、碳酸锶0%、钠长石0%进行配料。采用普通球磨球磨20~22h(球：料：水=1:2:0.8)，经陈腐得到釉浆。釉浆过250目筛，筛余0.05%，釉浆浓度1.75g/cm3。

4、将施釉好的坯体放入100℃~105℃的干燥室，烘干至水分含量小于1%。

5、将干燥后的半成品经修坯后装入窑炉中烧成得到熔块釉。其中烧成气氛为氧化气氛，烧成温度为1250℃保温15分钟。

6、制得棕色釉，釉面平整光润，均匀布满黄色微点，光泽度高。

实施实例3

2、用上述所得熔块，按照组分质量分数为：熔块92%、方解石0%、高岭土0%、工业氧化铁0%、石英0%、碳酸锶8%、钠长石0%进行配料。采用普通球磨球磨20~22h(球：料：水=1:2:0.8)，经陈腐得到釉浆。釉浆过250目筛，筛余0.05%，釉浆浓度1.90g/cm3。

5、将干燥后的半成品经修坯后装入窑炉中烧成得到熔块釉。其中烧成气氛为氧化气氛，烧成温度为1180℃保温15分钟。

6、制得光亮的黑釉，釉面平整光泽，效果颇好。

实施实例4

1、采用质量分数为：52%铁尾矿_23%钾长石_14%钠长石_0%硅灰石_0%石英_6%工业氧化铁_5%硅酸锆_0%方解石,配料后经混料机混合1h后，在氧化气氛下熔融15分钟，并不停搅拌，熔融温度为1350℃。然后经水淬后球磨8~10小时（以过80目筛为准），干燥后得到熔块。

2、用上述所得熔块，按照组分质量分数为：熔块80%、方解石4%、高岭土4%、工业氧化铁0%、石英6%、碳酸锶0%、钠长石6%进行配料。采用普通球磨球磨20~22h(球：料：水=1:2:0.8)，经陈腐得到釉浆。釉浆过250目筛，筛余0.05%，釉浆浓度1.90g/cm3。

6、制得油滴釉，黑色釉面上分布银白色油滴，光泽度高，效果颇好。

实施实例5

1、采用质量分数为：90%铁尾矿_0%钾长石_0%钠长石_0%硅灰石_3%石英_0%工业氧化铁_0%硅酸锆_7%方解石,配料后经混料机混合1h后，在氧化气氛下熔融15分钟，并不停搅拌，熔融温度为1380℃。然后经水淬后球磨8~10小时（以过80目筛为准），干燥后得到熔块。

2、用上述所得熔块，按照组分质量分数为：熔块90%、方解石5%、高岭土2%、工业氧化铁0%、石英0%、碳酸锶0%、钠长石3%进行配料。采用普通球磨球磨20~22h(球：料：水=1:2:0.8)，经陈腐得到釉浆。釉浆过250目筛，筛余0.05%，釉浆浓度1.90g/cm3。

6、制得光亮的咖啡色釉，发色稳定，釉面光泽。

Claims

1.一种将铁尾矿制备成陶瓷熔块釉的方法，包括以下工艺步骤：

(1)熔块的制备：熔块的原料组成为：铁尾矿45～90%、钾长石0～23%、钠长石0～15%、硅灰石0～6%、石英0～20%、工业氧化铁0～8%、硅酸锆0～6%、方解石0~10%，经配料混合均匀后，在氧化气氛下熔融，熔融温度为1280℃～1400℃，然后经水淬、球磨、干燥后得到熔块；

(2)釉浆的制备：熔块73～92%、方解石0～10%、高岭土0～6%、工业氧化铁0～4%、石英0～12%、碳酸锶0%～8%、钠长石0%～6%进行配料，经球磨、过筛、陈腐后得到釉浆，釉浆过250目筛，筛余0.05～0.10%，釉浆浓度1.75～1.90g/cm3；

(3) 釉浆经施釉、干燥、修坯、烧成得到熔块釉，其中烧成气氛为氧化气氛，烧成温度为1180℃～1250℃,保温时间15分钟。