CN104926281B - 一种低成本超白瓷质砖的制备方法 - Google Patents

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本发明涉及一种低成本超白瓷质砖的制备方法，其步骤如下：1)称取原料，将原料混合，再加入水、粘结剂、分散剂，球磨制备料浆，料浆250目筛余小于0.5％，陈腐24～72h备用，所述原料包括以下重量含量的材料组分：高岭土25～40％，低成本增白矿物40～50％，长石9～15％，石英砂6～11％，其中低成本增白矿物为黑滑石和透辉石的混合物；2)将料浆送入喷雾干燥塔进行喷雾造粒，得到坯粉；3)将坯粉压制得到生坯，再将生坯送入干燥窑干燥，得到干燥后的生坯；4)对干燥后的生坯施透明釉，再进入辊道窑烧成后得到低成本超白瓷质砖。该方法成本较低，并且制备的瓷质砖白度高，机械性能及热稳定性能良好。

Description

一种低成本超白瓷质砖的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种低成本超白瓷质砖的制备方法。
背景技术
超白瓷质砖因其颜色淡雅，装饰效果明亮、干净，寓意纯洁，深受消费者的亲睐。目前，陶瓷行业一般以超细氧化铝粉、高品位煅烧高岭土、超白石粉、硅酸锆以及稀有元素氧化物等原料来提高陶瓷砖的白度。
日本专利JPH06144691A公开了一种白色陶瓷砖的制造方法，使用了成本较高的超细氧化铝粉(15～20％)；中国专利CN101070240A公开了一种超白抛光砖的制造方法，使用较贵的超白球土(18～25％)和煅烧氧化铝(5～10％)等原料，制备了白度介于60～80的抛光砖；中国专利CN1915897A公开了一种超白抛光砖，使用了氧化镁含量为28～31％的超白石粉(55～75％)作为增白剂，超白石粉需经1300℃煅烧，制备了白度高于75的抛光砖；《陶瓷增白剂的研制》分析其增白的主要原因是含有能够产生乳浊效果的晶粒，用其遮盖深色坯体(董伟霞,马光华等.陶瓷学报,2005,26(1):42-48)。上述化工或煅烧增白剂昂贵的价格(500～3000元/吨)以及较强的放射性严重限制了其使用。此外，中国专利CN1769236A公开了一种超白瓷质抛光砖及其生产方法，使用球土、生镁质粘土、烧镁质粘土及长石生产白度为70的瓷质抛光砖，但是其烧成温度范围较窄，烧成周期较长(80min)，且产品白度较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种超白瓷质砖的制备方法，采用价格相对低廉且无放射性的天然矿物黑滑石和透辉石作为主要原料，获得白度较高的超白瓷质砖。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
提供一种低成本超白瓷质砖的制备方法，其步骤如下：
1)称取原料，将原料混合，再加入水、粘结剂、分散剂，球磨制备含水量为30-37％的料浆，料浆250目筛余小于0.5％，陈腐24～72h备用，所述原料包括以下重量含量的材料组分：高岭土25～40％，低成本增白矿物40～50％，长石9～15％，石英砂6～11％，其中低成本增白矿物为黑滑石和透辉石的混合物；
2)将步骤1)所得料浆送入喷雾干燥塔进行喷雾造粒，得到含水量为5～6％的坯粉；
3)将步骤2)所得坯粉压制得到生坯，再将生坯送入干燥窑干燥，得到干燥后的生坯；
4)对步骤3)所得干燥后的生坯施透明釉，再进入辊道窑烧成后得到低成本超白瓷质砖。
按上述方案，步骤1)所述低成本增白矿物为黑滑石与透辉石按质量比1:1～1:5所得混合物。
按上述方案，步骤1)所述长石为钠长石、钾长石中的一种或者两者按任意比例的混合物。
按上述方案，步骤1)所述粘结剂为聚乙烯醇，粘结剂加入量为所述原料质量的4％。
按上述方案，步骤1)所述分散剂为三聚磷酸钠，分散剂加入量为所述原料质量的2％。
按上述方案，步骤3)所述干燥条件为210～240℃下干燥2～4min。
按上述方案，步骤4)所述辊道窑烧成条件为1130～1200℃烧成45～60min。
本发明还提供根据上述方法制备得到的低成本超白瓷质砖，所述的瓷质砖的化学成分为：SiO260～62.1％，Al2O315～18.5％，Fe2O31.0～1.2％，TiO20.5～0.6％，CaO 6.9～8％，MgO 5.6～10％，K2O 2.1～2.6％，Na2O 1.9～2.1％，并且所述瓷质砖白度＞85。
本发明同时使用黑滑石和透辉石增白的原理是混合固溶。由于黑滑石和透辉石富含氧化镁，引入后会与铁形成不呈色的镁铁固溶体，同时镁离子还具有乳浊作用，对色坯体起到遮盖作用。实验发现，当黑滑石和透辉石同时引入且控制质量比为1:1～1:5时，黑滑石中引入的氧化镁优先对铁进行固溶，透辉石中引入的镁离子主要起乳浊作用，从而协同提高陶瓷坯体白度，故以本发明方法制造的超白瓷质砖白度高达85以上。
本发明的有益效果在于：1、本发明采用的增白原料黑滑石及透辉石(180～220元/吨)价格低廉，资源丰富，不需预先处理，故比价格昂贵的超细氧化铝粉、高品位煅烧高岭土、超白石粉、硅酸锆等原料作为增白剂制备超白陶瓷砖在原料总成本上节约25％以上，另外，该方法显著降低烧成温度，缩短烧成周期，从而进一步降低成本；2、采用本发明方法制备的瓷质砖不仅白度高(白度＞85)，并且陶瓷坯体的机械性能及热稳定性能良好(弯曲强度为64～70MPa，15～145℃之间水循环12次以上不出现裂纹)。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
1)按质量百分比称取原料：高岭土36％、增白矿物40％(黑滑石10％、透辉石30％，黑滑石与透辉石质量比为1:3)、长石15％(钾长石)、石英砂9％。将原料混合，再加入37％的水、4％的聚乙烯醇、2％的三聚磷酸钠(占原料质量比)，球磨制备含水量为33％的料浆，料浆250目筛余0.4％，陈腐(化浆后于泥浆池静置)27h备用；
2)将步骤1)所得料浆送入喷雾干燥塔进行喷雾造粒，得到含水量为5.5％的坯粉；
3)将步骤2)所得坯粉压制得到生坯，再将生坯送入干燥窑于210℃干燥4min，得到干燥后的生坯；
4)对步骤3)所得干燥后的生坯施透明釉，再进入辊道窑于1130℃烧成60min得到低成本超白瓷质砖。
经测试，本实施例制备的低成本超白瓷质砖白度为86，弯曲强度为70Mpa，吸水率为0.13％，并且15～145℃之间水循环13次不出现裂纹。瓷质砖的化学组成为：SiO262.1％，Al2O318.4％，Fe2O31.1％，TiO20.6％，CaO6.9％，MgO 5.8％，K2O 2.5％，Na2O 2.1％。
实施例2
1)按质量百分比称取原料：高岭土25％、增白矿物50％(黑滑石25％、透辉石25％，黑滑石与透辉石质量比为1:1)、长石14％(钾长石与钠长石质量比为1:2)、石英砂11％。将原料混合，再加入32％的水、4％的聚乙烯醇、2％的三聚磷酸钠(占原料质量比)，球磨制备含水量为35％的料浆，料浆250目筛余0.3％，陈腐48h备用；
2)将步骤1)所得料浆送入喷雾干燥塔进行喷雾造粒，得到含水量为5.7％的坯粉；
3)将步骤2)所得坯粉压制得到生坯，再将生坯送入干燥窑于240℃干燥2min，得到干燥后的生坯；
4)对步骤3)所得干燥后的生坯施透明釉，再进入辊道窑于1150℃烧成45min得到低成本超白瓷质砖。
经测试，本实施例制备的低成本超白瓷质砖白度为89，弯曲强度为65MPa，吸水率为0.24％，15～145℃之间水循环12次不出现裂纹。瓷质砖的化学组成为：SiO261.3％，Al2O315.2％，Fe2O31.0％，TiO20.5％，CaO 8.0％，MgO 9.5％，K2O 2.1％，Na2O 1.9％。
实施例3
1)按质量百分比称取原料：高岭土40％、增白矿物45％(黑滑石7.5％、透辉石37.5％，黑滑石与透辉石质量比为1:5)、长石9％(钾长石)、石英砂6％。将原料混合，再加入30％的水、4％的聚乙烯醇、2％的三聚磷酸钠(占原料质量比)，球磨制备含水量为36％的料浆，料浆250目筛余0.3％，陈腐60h备用；
2)将步骤1)所得料浆送入喷雾干燥塔进行喷雾造粒，得到含水量为5.5％的坯粉；
3)将步骤2)所得坯粉压制得到生坯，再将生坯送入干燥窑于220℃干燥3min，得到干燥后的生坯；
4)对步骤3)所得干燥后的生坯施透明釉，再进入辊道窑于1200℃烧成55min得到低成本超白瓷质砖。
经测试，本实施例制备的低成本超白瓷质砖白度为88，弯曲强度为64MPa，吸水率为0.28％，15～145℃之间水循环13次不出现裂纹。瓷质砖的化学组成为：SiO261.2％，Al2O318.4％，Fe2O31.1％，TiO20.6％，CaO 7.9％，MgO 5.6％，K2O 2.6％，Na2O 1.9％。

Claims (7)

1.一种低成本超白瓷质砖的制备方法，其特征在于步骤如下：
1)称取原料，将原料混合，再加入水、粘结剂、分散剂，球磨制备含水量为30-37％的料浆，料浆250目筛余小于0.5％，陈腐24～72h备用，所述原料包括以下重量含量的材料组分：高岭土25～40％，低成本增白矿物40～50％，长石9～15％，石英砂6～11％，其中低成本增白矿物为黑滑石和透辉石的混合物；
2)将步骤1)所得料浆送入喷雾干燥塔进行喷雾造粒，得到含水量为5～6％的坯粉；
3)将步骤2)所得坯粉压制得到生坯，再将生坯送入干燥窑干燥，得到干燥后的生坯；
4)对步骤3)所得干燥后的生坯施透明釉，再进入辊道窑烧成后得到低成本超白瓷质砖；
步骤1)所述低成本增白矿物为黑滑石与透辉石按质量比1:1～1:5所得混合物。
2.根据权利要求1所述的低成本超白瓷质砖的制备方法，其特征在于步骤1)所述长石为钠长石、钾长石中的一种或者两者按任意比例的混合物。
3.根据权利要求1所述的低成本超白瓷质砖的制备方法，其特征在于步骤1)所述粘结剂为聚乙烯醇，粘结剂加入量为所述原料质量的4％。
4.根据权利要求1所述的低成本超白瓷质砖的制备方法，其特征在于步骤1)所述分散剂为三聚磷酸钠，分散剂加入量为所述原料质量的2％。
5.根据权利要求1所述的低成本超白瓷质砖的制备方法，其特征在于步骤3)所述干燥条件为210～240℃下干燥2～4min。
6.根据权利要求1所述的低成本超白瓷质砖的制备方法，其特征在于步骤4)所述辊道窑烧成条件为1130～1200℃烧成45～60min。
7.一种低成本超白瓷质砖，其特征在于根据权利要求1-6任一所述方法制备得到，所述的瓷质砖的化学成分为：SiO2 60～62.1％，Al2O3 15～18.5％，Fe2O3 1.0～1.2％，TiO2 0.5～0.6％，CaO 6.9～8％，MgO 5.6～10％，K2O 2.1～2.6％，Na2O 1.9～2.1％，并且所述瓷质砖白度＞85。
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