CN105541282B - 一种利用高钙陶土和白云石生产陶瓷砖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种利用高钙陶土和白云石生产陶瓷砖的方法，属于建筑材料领域，制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙陶土50份～90份，白云石2.5份～30份。本发明采用大量的高钙低陶土和白云石制造一种新型的陶瓷砖，使低品质陶土和白云石得到了有效且高值的利用，同时采用低温快速烧成，减少能源消耗，是一种环保型高档建筑陶瓷装饰材料，且制备方法简单可行，有利于工业化生产，具有明显的社会和经济效益。

Description

一种利用高钙陶土和白云石生产陶瓷砖的方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，尤其涉及一种利用高钙陶土和白云石生产陶瓷砖的方法。
背景技术
贵州省地处中国西南地区高原山地，矿产资源丰富，为典型的喀斯特地貌，其范围内粘土资源氧化钙含量较高，白云石储量居全国第九位，因此，如何将这些资源高效利用将对贵州省的经济发展起到重要的作用。
贵州的高钙陶土矿石主要为紫红、棕红厚层块状钙质粉砂岩、含泥粉砂岩、含粉砂泥岩、粘土岩，储量超过8000万吨，其成分主要是：54％的SiO2，12％的Al2O3，4％的Na2O和K2O，1％的TiO2，3％的MgO等，但是其CaO和Fe2O3的含量确分别占17％的和7％的。组成陶土矿的基本成份为石英、粘土矿物、白云石、方解石、斜长石、微斜长石、硅质岩屑、云母片、赤铁矿、褐铁矿、海绿石、锆石、电气石及铁质等，其中以前四种为主，是一种非常典型的含杂质成分较高的低品质陶土资源。低品质陶土属于粘土中的易烧粘土类，其中的粘土相含量少，有害杂质多，由此导致耐火度低，仅为1120～1140℃；白度不合格，不能制备高档次陶瓷制品；存在过多石英、白云石矿物，塑性差，为弱塑性粘土。在传统粘土-石英-长石三组分陶瓷体系中，仅适合作为生产低附加值粘土砖瓦及粗陶制品的原料。
白云石是由碳酸钙和碳酸镁组成的矿物，广泛应用于建材、陶瓷、焊接、橡胶、造纸、塑料等工业中，白云石的主要产品包括碳酸镁、氧化镁、亲氧化镁、金属镁、硫酸镁等。白云石在陶瓷生产中主要作为辅料应用，用来在柸体和釉料中引入氧化镁和碳酸钙成分代替滑石和方解石，改变混料的成分，从而降低柸体的烧成温度，促进石英的溶解和莫来石的形成等。
传统建筑陶瓷是以粘土为主并辅以长石、石英等矿物组分的三组分陶瓷，属于SiO2-Al2O3-K2O(Na2O)三元体系，其主晶相是莫来石、石英、玻璃相等。这一陶瓷体系要求瓷质砖中原料不能含有过多的杂质，其中，CaO质量百分含量通常小于3％，Fe2O3质量百分含量通常小于0.8％。因此，传统建筑陶瓷在生产过程中面临着优质矿物资源短缺、枯竭及价格上涨的威胁。
目前还没有利高钙陶土和白云石制备建筑陶瓷的研究，专利公开号CN102491737A发明了一种利用白云石制备耐高温生物可溶性陶瓷纤维的方法，其白云石用量为15～40wt％。专利公开号CN103011786A发明了一种生产发泡陶瓷保温板的方法，利用到白云石，但其掺量仅为1-6wt％。专利公开号CN104140246A发明了多孔镁橄榄石-镁黄长石符合陶瓷材料，其白云石掺量到达40～60wt％。专利公开号CN103086697A提出一种利用钙类矿物方解石或钟乳石制备高钙陶瓷的方法，但其方解石或钟乳石掺量较少，且对其余配料的品质要求较高。专利公开号CN103833326A提出一种利用紫砂页岩与陶土混合物作为粘土原料制备陶瓷产品的方法，但其陶土掺量较少，并且其陶土中CaO和Fe2O3含量小于1％。但是这些发明均没有将高钙陶土和白云石的应用结合起来。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用高钙陶土和白云石生产陶瓷砖的方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种利用高钙陶土和白云石生产陶瓷砖的工艺，制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙陶土50份～90份，白云石2.5份～30份。
进一步的，所述的高钙陶土中的钙和铁的含量为：CaO>12％，Fe2O3>3％。
进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料还包括硅石，其重量份为：0～25份(不含0)。
进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料还包括含钾页岩，其重量份为：0～10份(不含0)。
进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙陶土50份，白云石25份，硅石25份。
进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙陶土55份，白云石20份，硅石20份，含钾页岩5份。
进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙陶土60份，白云石17.5份，硅石17.5份，含钾页岩5份。
进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙陶土65份，白云石15份，硅石15份，含钾页岩5份。
进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙陶土70份，白云石12.5份，硅石12.5份，含钾页岩5份。
进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙陶土75份，白云石10份，硅石10份，含钾页岩5份。
进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙陶土80份，白云石7.5份，硅石7.5份，含钾页岩5份。
进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙陶土85份，白云石5份，硅石5份，含钾页岩5份。
进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙陶土90份，白云石2.5份，硅石2.5份，含钾页岩5份。
上述的高钙陶土为低品质高钙陶土。
进一步的，制作方法包括以下步骤：
a、配料，取经过破碎处理的原料和水混料入球磨机中球磨，过筛后将泥浆利用喷雾干燥塔喷粉备用；
b、将工艺步骤a过程喷雾后制的干粉利用大吨位压机干压成型；
c、将成型后的陶瓷砖坯通体过干燥设备，坯体干燥为含水量小于0.5份后进入辊道窑炉内烧成；
d、烧成后制品可经过磨边、抛光、分选、包装为成品。
进一步的，所述的步骤a中，泥浆的含水率不高于36％。
进一步的，所述的步骤c中，坯体在辊道窑炉内的烧成温度为1100～1200℃，烧成时间50～120min。
本发明的有益效果在于：(1)本发明采用大量的高钙低品质陶土和白云石制造一种新型的陶瓷砖，使低品质的陶土和白云石得到了有效且高值的利用，同时采用低温快速烧成，减少能源消耗，是一种环保型高档建筑陶瓷装饰材料，简单可行，有利于工业化生产，具有明显的社会和经济效益；(2)本发明是硅-钙-镁-铝体系陶瓷，具有烧结温度低、主晶相不同、力学性能好、铁离子起到有益作用等特点，具有良好的装修效果，且其提供的生产方法简单可行，有利于工业化生产；(3)解决了传统方法在加入含钙物料的时候同时未加入含镁和含铁物料，在陶瓷烧结过程中会出现黄长石相或者钙长石相(两种晶相在较低温度下易于熔解)，并进而使得陶瓷变形是问题；本发明在加入含钙组分的同时增加含镁和含铁组分，能够形成辉石、堇青石等高熔点物相，避免了陶瓷烧结过程中易于变形的问题，并通过控制加入含铁的物料，能够调节陶瓷烧结温度，使陶瓷能够保证易于烧结。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
实施例一
根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：高钙陶土50份，白云石2.5份，制成含水率不高于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成时间60分钟，最高烧成温度1200℃烧成。烧成后制品抗折强度为25.55MPa，吸水率24.35％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的建筑装饰材料。
实施例二
根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：高钙陶土90份，白云石30份，制成含水率不高于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成时间60分钟，最高烧成温度1200℃烧成。烧成后制品抗折强度为32.03MPa，吸水率23.01％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的建筑装饰材料。
实施例三
根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土50份，白云石25份，硅石25份，含钾页岩0份，制成含水率不高于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成时间60分钟，最高烧成温度1200℃烧成。烧成后制品抗折强度为38.05MPa，吸水率21.35％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的建筑装饰材料。
实施例四
根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土55份，白云石20份，硅石20份，含钾页岩5份，制成含水率不高于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成时间60分钟，最高烧成温度1200℃烧成。烧成后制品抗折强度为84.67MPa，吸水率6.20％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的建筑装饰材料。
实施例五
根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土60份，白云石17.5份，硅石17.5份，含钾页岩5份，制成含水率不高于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成时间60分钟，最高烧成温度1190℃烧成。烧成后制品抗折强度为100.18MPa，吸水率0.15％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的建筑装饰材料。
实施例六
根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土65份，白云石15份，硅石15份，含钾页岩5份，制成含水率不高于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成时间60分钟，最高烧成温度1170℃烧成。烧成后制品抗折强度为88.32MPa，吸水率0.21％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的建筑装饰材料。
实施例七
根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土70份，白云石12.5份，硅石12.5份，含钾页岩5份，制成含水率不高于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成时间60分钟，最高烧成温度1170℃烧成。烧成后制品抗折强度为91.65MPa，吸水率0.16％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的建筑装饰材料。
实施例八
根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土75份，白云石10份，硅石10份，含钾页岩5份，制成含水率不高于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成时间60分钟，最高烧成温度1170℃烧成。烧成后制品抗折强度为83.81MPa，吸水率0.17％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的建筑装饰材料。
实施例九
根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土80份，白云石7.5份，硅石7.5份，含钾页岩5份，制成含水率不高于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成时间60分钟，最高烧成温度1170℃烧成。烧成后制品抗折强度为51.18MPa，吸水率0.17％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的建筑装饰材料。
实施例十
根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土85份，白云石5份，硅石5份，含钾页岩5份，制成含水率不高于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成时间60分钟，最高烧成温度1150℃烧成。烧成后制品抗折强度为90.43MPa，吸水率0.18％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的建筑装饰材料。
实施例十一
根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土90份，白云石2.5份，硅石2.5份，含钾页岩5份，制成含水率不高于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成时间60分钟，最高烧成温度1140℃烧成。烧成后制品抗折强度为88.15MPa，吸水率0.14％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的建筑装饰材料。
如上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此来限定本发明的权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (2)

1.一种利用高钙陶土和白云石生产陶瓷砖的方法，其特征在于：制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙陶土50份～90份，白云石2.5份～30份；
所述的高钙陶土中的钙和铁的含量为：CaO>12％，Fe2O3>3％；
所述的制作该陶瓷砖的原料还包括硅石，其重量份为：0～25份，不含0；
所述的制作该陶瓷砖的原料还包括含钾页岩，其重量份为0～10份，不含0；
上述陶瓷砖的生产工艺包括以下步骤：
a、配料，取经过破碎处理的原料和水混料入球磨机中球磨，过筛后将泥浆利用喷雾干燥塔喷粉备用；
b、将工艺步骤a过程喷雾后制的干粉利用大吨位压机干压成型；
c、将成型后的陶瓷砖坯通体过干燥设备，坯体干燥为含水量小于0.5份后进入辊道窑炉内烧成；坯体在辊道窑炉内的烧成温度为1100～1200℃，烧成时间50～120min；
d、烧成后制品经过磨边、抛光、分选、包装为成品。
2.如权利要求1所述的利用高钙陶土和白云石生产陶瓷砖的方法，其特征在于：所述的步骤a中，泥浆的含水率不高于36％。
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