CN103435331A

CN103435331A - 一种利用红砖废料生产的釉面砖及其生产方法

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Publication number: CN103435331A
Application number: CN2013103645259A
Authority: CN
Inventors: 龙海仁; 金国庭
Original assignee: LIXIAN XINPENG CERAMIC Co Ltd; Guangdong Dongpeng Holdings Co Ltd
Current assignee: LIXIAN XINPENG CERAMIC Co Ltd; Guangdong Dongpeng Holdings Co Ltd
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2033-08-20
Also published as: CN103435331B

Abstract

本发明提供一种利用建筑红砖废料生产的釉面砖及其生产方法。利用建筑红砖废料生产的釉面砖由下至上包括坯体层、底釉层、印花装饰层，其中坯体层是以红砖废料、塑性粘土、长石、高岭土、滑石为坯体原料，冲压成型后经氧化气氛烧成工艺制备而成的，其中以上几种原料的质量百分数为：红砖废料：20—40%；塑性粘土：20—40%；钾长石：10—30%；高岭土：15—20%；滑石：2—5%。同现有技术相比，首先本发明方案中建筑红砖废料的回收处理工艺简单，可以大量消耗建筑红砖废料；其次制品坯体层中的铁元素全部转化为三氧化二铁，性能稳定统一；再次本发明解决铁元素含量较高时高温烧结过程中坯体层易变形、坯泡针孔多等缺陷。

Description

一种利用红砖废料生产的釉面砖及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种建筑废料综合利用技术，尤其涉及一种利用红砖废料生产釉面砖及其生产方法。

背景技术

红砖俗称粘土砖，其是指以富含铁元素的黄粘土、页岩、煤矸石等为原料，经粉碎，混合捏练后以人工或机械压制成型，经干燥后在900℃左右的温度下以氧化焰烧制而成的烧结型建筑砖块。在20世纪90年代前，其一直作一种主要建材被广泛使用。但红砖对粘土需求量巨大，对环境破坏严重，在20世纪90年代中期，国家就立法禁止红砖的生产、销售。进入21世纪以来，随着旧城改造及新型城镇化建设进程加快，这些曾经被中国老式建筑广泛用作墙体材料，砌筑柱、拱及工业烟囱、地面围墙等基础建设中的红砖，已被新型环保墙体建筑材料所取代。凡有房屋推倒重建的地方，到处都有早期建筑红砖废料的踪影，这也成为我国旧城改造后的主要城市建筑垃圾。如何变废为宝，消除这些建筑垃圾的二次污染已经成为近期的研发重点。

目前对于红砖废料的主要应用方式是将其破碎，选取一定粒径的颗粒废料作为免烧砖的骨料，但这种方式的添加量≤10%，很难达到大量消耗废料的目的。另外，将其作为陶瓷墙地砖原料也是一个重要的研发方向，红砖废料中除了含有较多的三氧化二铁外（质量百分数≥5%），还夹杂因低温（约900℃）烧制氧化不彻底形成的青砖或局部青砖，而青砖中则含有氧化亚铁为主，因氧化亚铁（或四氧化三铁）属价态不稳定的铁氧化物。这些价态不稳定的铁氧化物如烧成制度控制不当，在烧结过程中会易使坯体颜色多变、容易变形、造成坯泡针孔等缺陷，限制其在陶瓷墙地砖生产中的应用。

发明内容

本发明的目的在于提出一种能大量消耗建筑红砖废料的方案，使传统建筑拆建过程中产生的红砖废料可以回收，作为生产釉面砖的原料，进行二次利用，减少对环境的污染。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种利用建筑红砖废料生产的釉面砖，其由下至上包括坯体层、底釉层、印花装饰层，其中坯体层是以红砖废料、塑性粘土、长石、高岭土、滑石为坯体原料，冲压成型后经氧化气氛烧成工艺制备而成的，其中以上几种原料的质量百分数为（总量以100%计）：

为了避免坯体层中的杂质对印花层装饰的影响，同时也为获得丰富的装饰效果，在上述底釉层为乳浊釉，其中含有质量份数≤10%的陶瓷色料。

上述陶瓷色料为镨黄、红棕、橘黄、钴蓝、尖晶石系黑色色料中的一种或多种组合。

在上述坯体层中，铁元素以三氧化二铁的形式存在，它不具有磁性，并且包裹在莫来石等矿物晶相之中，使得底料层获得更稳定的物化性能（如抗折强度、断裂模数、吸水率、耐磨性等）。

为了提高釉面砖的耐磨度，更好的保护印花装饰层，在印花装饰层上还有一层透明或半透明的面釉层。

本发明还提出一种利用建筑红砖废料生产釉面砖的方法，其包括如下步骤：

步骤1）除渣破碎；将集中堆放的红砖废料，经清洗除渣处理后，将清洗干净的红砖块再经传输带输送至鄂式破碎机进行破碎，选取粒径小于＜5cm的红砖废料颗粒送入均化库中均化备用；

步骤2）配料球磨；按照上述坯体层配方比例称取红砖废料颗粒、塑性粘土、长石、高岭土、滑石加水球磨制成浆料；

步骤3）造粒成型；将球磨制成的浆料进行喷雾造粒，形成粉料颗粒后，入粉料仓陈腐，陈腐时间≥24小时，然后送入布料系统进行冲压成型，形成砖坯；

步骤4）施底釉；将砖坯干燥后，采用包括但不限于喷、淋等常规施釉方式施底釉形成底釉层，底釉层厚度为0.1-0.5mm；

步骤5）形成印花装饰层；采用丝网印花、滚筒印花、喷墨印花中的一种或多种组合的方式形成印花装饰层；

步骤6）入窑烧成；烧成气氛为强氧化气氛，选用水煤气作为燃料，窑炉前段助燃风压0.4—0.45kpa、窑炉前段煤气分管压力3.2—4.0kpa、窑头一级抽烟电机频率43Hz、窑头温度达350—380℃之间，使窑炉氧化带内气流运行顺畅，氧化充分，高温烧成温度为1160—1190℃，烧成周期为50—80分钟。

步骤7）拣选分级；烧成后，待制品冷却，拣选分级得到釉面砖产品。

优选地，在步骤5）和步骤6）之间还包括一个施面釉形成面釉层的步骤，面釉为透明或半透明釉，面釉层厚度为0.01—0.1mm。

同现有技术相比，本发明的方案具有如下优点：

1、建筑红砖废料的回收处理工艺简单，可以大量消耗建筑红砖废料。

2、通过强氧化气氛烧成，可使底料层中由粘土夹带的黑色的磁铁矿（以Fe₃O₄价态存在）和由红砖废料夹带的青灰色的青砖（以FeO价态存在）全部转化为颜色鲜艳的红棕色底料（以Fe₂O₃价态存在）。红棕色的三氧化二铁底料层坯体除了使釉面砖产品具有更稳定的物化性能外，而且通过呈色改变，获得传统方式需要大量添加色料才能呈现的红棕色坯体层，在降低生产成本的同时提高产品装饰水平。

3、解决因红砖废料中含有较高的铁元素，在大量后，在高温烧结过程中坯体颜色多变、容易变形、造成坯泡针孔等缺陷，影响产品质量的问题。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1-5

在以下实施例中，原料中选用的建筑红砖废料的主要化学成份为：二氧化硅72.03%,氧化铝15.13%,三氧化二铁6.10%,氧化钾2.26%,烧失量0.97%，其余组分为未测定；塑性粘土为黄粘土，其主要化学成份为：二氧化硅71.81%,氧化铝14.5%,三氧化二铁4.17%,氧化钾2.96%,烧失量4.14%，其余组分为未测定。本领域普通技术人员应当理解，这里给出的化学组分是示例性的，不同地区的建筑红砖废料和塑性粘土的化学组分会有一定差异，但建筑红砖废料中三氧化二铁含量≥5%。

红砖废料经清洗干净后，采用鄂式破碎机破碎，选取粒径小于＜5cm的颗粒，放入均化库中备用。

按照配方表1称取实施例1-5的坯体原料。

表1

编号	红砖废料（%）	塑性粘土（%）	钾长石（%）	高岭土（%）	滑石（%）
						1	20	25	30	20	5
2	25	30	25	17	3
						3	30	30	20	17	3
4	40	20	23	15	2
						5	40	30	10	15	5

另外为了获得更佳的效果，在上述坯体方中还添加质量份数为0.6%坯料减水剂和0.1%坯料增强剂，坯料减水剂和坯料增强剂均为建筑陶瓷生产中的常用原料，这里就不再做额外赘述。

称料后，加水进行球磨，球磨后的浆料要求为250目筛余1.0—1.4%。

优选地，在以上实施例中，将浆料过60目筛后进行除铁。这能避免较大的颗粒状磁性金属的单支或混合物进入坯体层，对坯体层有坯体上的底釉层甚至印花装饰层造成不良影响。当然，未除铁也能实现本发明。

进行完上述步骤后，对浆料进行喷雾干燥，形成粉料颗粒，粉料工艺标准:水份6.55—7.25%,粉料颗粒粒度20目以上≤1%、40目以上35—45%、60目以上78—88%、100目以上≥93%。将粉料颗粒输送到料仓进行陈腐，陈腐时间一般大于等于24小时。

陈腐后的粉料颗粒即可输送到布料系统进行布料，然后冲压成型，形成坯体，坯体厚度一般为5-13mm，在实际生产中可以根据客户的要求来进行适当调节，满足设备负载范围均可实现。

坯体干燥后，进行施底釉，为了获得更好的施釉效果，施釉面要清扫，而且最好喷水润湿，如此能减少釉面的针孔缺陷。在本系列实施例中选用锆基乳浊釉，底釉中各组分的质量百分数为成釉粉85%，硅酸锆10%，高岭土5%，其中成釉粉的化学成分组成为：二氧化硅47.34%,氧化铝20.16%,三氧化二铁0.18,二氧化钛0.23,氧化钙10.30%,氧化镁4.50%,氧化钾1.25%,氧化钠3.37%,氧化钡2.23,氧化锌1.28,氧化锆1.49,烧失量7.67%。当然，以上底釉中各组分仅为示例性的，不同的烧成工艺中，釉的组分会有一定差异。另外，为了获得较好的装饰效果，在以上1-5实施例的底釉中，添加了色料，在本系列实施例中，添加的色料为镨黄、红棕、橘黄、钴蓝、尖晶石系黑色色料，为了保证底釉质量，色料添加量不超过底釉质量的10%，施釉厚度为0.1-0.5mm。

施底釉后，进行印花，可以选择丝网、滚筒、喷墨等常用的印花方式进行印花，在本系列实施例中，选择喷墨印花的方式，因为此种印花图案分辨率高，可以达到最佳的装饰效果。选用的喷墨机为彩神陶瓷数码喷墨机，油墨为道氏公司常规陶瓷喷墨打印用油墨。

因本发明方案大量使用建筑红砖废料，坯体层含铁较重，呈色较深，做出表面颜较浅的瓷质釉面砖较为困难，所以，增加一层颜色可由色料来控制的底釉层，并在底釉层上进行喷墨打印印花及色彩装饰，做出满足市场需求、颜色从浅到深的瓷质釉面砖产品，从而克服了常规方法所制红棕色陶瓷釉面砖颜色较深、色调单一的缺点，扩大了其应用领域。

喷墨印花后，即可入窑烧成，烧成温度为1160—1190℃，烧成周期为50-80分钟，烧成气氛为氧化气氛。为了获得最佳的烧成效果，使坯体层中的铁元素都转化为三氧化二铁，可以采用增大辊道窑前段预热带助燃风压、煤气分管压力及窑头一级抽烟抽力等手段，使窑炉氧化带内气流运行顺畅，氧化充分。具体为：选用水煤气作为燃料，窑炉前段助燃风压0.4—0.45kpa、窑炉前段煤气分管压力3.2—4.0kpa、窑头一级抽烟电机频率43Hz、窑头温度达350—380℃之间，使窑炉氧化带内气流运行顺畅，氧化充分，高温烧成温度为1160—1190℃，烧成周期为50—80分钟。

烧成后，待制品冷却，拣选分级得到釉面砖产品。必要时还需要对釉面砖产品进行倒角、抛磨处理，获得更高质量的产品。

通过测试以上几个实施例的产品质量和统计的一级品率，实施例3配方为最佳。这是因为，建筑红砖废料为瘠性料，需要添加适量的粘土保证坯体层原料的塑性。另外，随着坯体中的铁元素以三氧化二铁的形式存在时，制品强度高，而且这些三氧化二铁是被烧结后形成的莫来石晶粒包围的情况为最佳，实施例3的配方，在烧结时，产生莫来石晶粒能对三氧化二铁有较好的包裹，因此制品强度最好。

实施例6

因为印花层多不耐磨，为此，本发明提供如下实施例6

选用如实施例3的配方和工艺，所不同的是，在喷墨印花后，施以一层烧后透明或半透明的釉料，形成面釉层。

在本实施例中，选用的面釉层釉料的配方为：成釉粉85%，透明熔块10%，高岭土5%，其中成釉粉的化学成分组成为：二氧化硅47.34%,氧化铝20.16%,三氧化二铁0.18,二氧化钛0.23,氧化钙10.30%,氧化镁4.50%,氧化钾1.25%,氧化钠3.37%,氧化钡2.23,氧化锌1.28,氧化锆1.49,烧失量7.67%，而且，以上配比的釉料可以让陶瓷喷墨打印墨水呈色更好，使印花图案更为艳丽。施釉厚度为0.01—0.1mm。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种利用建筑红砖废料生产的釉面砖，其由下至上包括坯体层、底釉层、印花装饰层，其特征在于，所述坯体层是以红砖废料、塑性粘土、长石、高岭土、滑石为坯体原料，冲压成型后经氧化气氛烧成工艺制备而成的，其中以上几种原料的质量百分数为：

2.如权利要求1所述的利用建筑红砖废料生产的釉面砖，其特征在于，所述底釉层为乳浊釉，其中含有质量份数≤10%的陶瓷色料。

3.如权利要求2所述的利用建筑红砖废料生产的釉面砖，其特征在于，所述陶瓷色料为镨黄、红棕、橘黄、钴蓝、尖晶石系黑色色料中的一种或多种组合。

4.如权利要求1—3中任意一项所述的利用建筑红砖废料生产的釉面砖，其特征在于，在所述坯体层中，铁元素以三氧化二铁的形式存在。

5.如权利要求1所述的利用建筑红砖废料生产的釉面砖，其特征在于，在所述印花装饰层上还有一层透明或半透明的面釉层。

6.一种利用建筑红砖废料生产釉面砖的方法，其包括如下步骤：

步骤2）配料球磨；按照如权利要求1所述坯体层的配方比例称取红砖废料颗粒、塑性粘土、长石、高岭土、滑石加水球磨制成浆料；

步骤4）施底釉；将砖坯干燥后，采用包括但不限于喷、淋等常规施釉方式施釉形成底釉层，底釉层厚度为0.1-0.5mm；

步骤6）入窑烧成；烧成气氛为强氧化气氛，选用水煤气作为燃料，窑炉前段助燃风压0.4—0.45kpa、窑炉前段煤气分管压力3.2—4.0kpa、窑头一级抽烟电机频率43Hz、窑头温度达350—380℃之间，使窑炉氧化带内气流运行顺畅，氧化充分，高温烧成温度为1160—1190℃，烧成周期为50—80分钟；

7.如权利要求6所述的利用建筑红砖废料生产釉面砖的方法，其特征在于，在步骤5）和步骤6）之间还包括一个施面釉形成面釉层的步骤，面釉为透明或半透明釉，面釉层厚度为0.01—0.1mm。