CN107417120A - 利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉及其陶瓷的制作方法 - Google Patents

利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉及其陶瓷的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及陶瓷制造技术领域，具体的涉及一种利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉及其陶瓷的制作方法。该种利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉，组分包括高岭土、长石、石英、氧化锌、低温熔块、铝型材厂污泥。本发明提供的利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉及其陶瓷的制作方法，利用铝厂污泥丰富的铝资源制成陶瓷无光釉；该陶瓷无光釉引入污泥、长石、石英、长石和玻璃熔块，一方面变工业废渣为宝，消除对环境造成的污染，减少的天然石材和粘土矿资源，避免开采所造成的环境破坏，达到经济、资源和环保的三重目的，具有积极的社会和经济效益。

Description

利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉及其陶瓷的制作方法
技术领域
本发明涉及陶瓷制造技术领域，具体的涉及一种利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉及其陶瓷的制作方法。
背景技术
在铝型材生产过程中必须进行表面处理，提高铝型材的耐腐蚀、耐磨性等。铝型材厂污泥是铝型材表面经过碱洗、酸洗和阳极氧化等去污过程产生大量的乳白色的胶体废液，粒子细而分散。此废液经过处理得到大量的固体污泥，这种物质的主要成分为AlOOH和无定型的氢氧化铝及Fe3+、Sn4+、Ni2+等杂质，其含水量可达70％。此类污泥堆积如山，就福建省南平铝业有限公司，每天可产生25t以上的污泥，年可达10000t(约3000t干料)，而国内同类的铝型材厂数十家。如此之多的污泥工厂普遍采用的是填埋法处理，这既浪费资源，又增加工厂生产成本，而且容易造成二次污染。因此污泥的综合利用就具有重大环保意义和社会意义。
为了解决上述问题，国内外对铝厂污泥综合利用都有深入的研究，如专利号为：201510158176.4的发明专利申请公开了一种用铝合金型材厂氧化废水污泥制备耐火材料粘结剂的方法，又如专利号为：200410016190.2的发明专利申请公开了一种利用铝型材厂工业污泥制备轻质莫来石保温耐火材料的方法，现有的对铝厂污泥综合利用都是利用铝型材厂废渣为主要原料添加粘土、滑石等原料烧制成耐火材料，属于工业产品，附加值低。
陶瓷无光釉、亚光釉是指釉面没有像玻璃那样的高度光泽，而是在平滑的釉面上显示出丝绢光泽或蜡质光泽效果的装饰釉，其实质是一种微晶釉，它们的晶粒大小介于乳浊釉和结晶釉之间，通常在3-10μm，这些微晶粒紧密堆积会使釉面产生消光反应，无光釉也可以说是失透或半失透釉。由于其光学性能好、反射光强度低以及化学稳定性好等优点，而广泛应用于建筑、日用和艺术行业中。
现有的无光釉的分类通常具有以下几种角度，一是从原料重量组成上分为生料无光釉和熔块无光釉，其中低温无光釉通常为熔块无光釉，其使用的低温无光釉熔块大多为含铅熔块釉，工艺比较复杂，成本昂贵；二是从釉面无光程度分为全无光釉、半无光釉(或称亚光釉)；三是烧成温度上分为高温、中温、低温，各类原料在高低温下的性能如熔融温度、高温粘度、比重以及粘附性等都有很大的差别，所以即使釉料的化学组成合理，若原料选用不当，则既不能调制成具有良好工艺性能的釉浆，也不能烧得优质的釉面。
探索用低成本的原料来配制无光釉是当前无光釉发展的一大重要的研究领域，前景广阔。因为近几年来建筑陶瓷釉料的生产已向着利用廉价矿物原料、低能耗、低成本的方向发展，以提高陶瓷产品的市场竞争力。因此，如果能降低陶瓷无光釉、亚光釉的烧成成本，开始引起陶瓷研究者们的关注。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉及其制备方法及其制作工艺。
为实现上述目的，本发明提供了利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉，其特征在于，所述低温熔块釉的组分如下：高岭土3-6份、长石15-18份、石英6-9份、氧化锌6-10份、低温熔块40-45份、铝型材厂污泥15-21份。
优化的，低温熔块釉的组分如下：高岭土5份、长石16份、石英7份、氧化锌9份、低温熔块46份、铝型材厂污泥17份。
优化的，低温熔块釉的组分如下：高岭土4份、长石15份、石英11份、氧化锌7份、低温熔块42份、铝型材厂污泥21份。
优化的，铝型材厂污泥的化学组分为：SiO2 2-3％、Al203 60-63％、Fe2O3 0.2-0.5％、K2O 0.02-0.05％、Na2O 0.3-0.5％、CaO 0.3-0.5％、MgO 0.3-0.5％、烧失量33-35％。
优化的，铝型材厂污泥的化学组分为：SiO2 2.34％、Al203 61.9％、Fe2O3 0.27％、K2O 0.03％、Na2O 0.34％、CaO 0.48％、MgO 0.37％、烧失量34.27％。
优化的，述低温熔块釉的化学组分为：SiO2 70-72％、Al203 0.05-0.15％、CaO 7-8％、MgO 2-3％、K2O 4-5％、Na2O 11-13％、ZnO 0.5-0.8％、Fe2O3 0.05-0.1％、BaO 1-2％。
优化的，低温熔块釉的化学组分为：SiO2 71.6％、Al203 0.1％、CaO 7.7％、MgO2.9％、K2O 4.16％、Na2O 11.66％、ZnO 0.68％、Fe2O3 0.07％、BaO 1.13％。
一种低温熔块釉陶瓷制品的制作方法，使用权利要求1-7任意一项所述的低温熔块釉，具体步骤如下：
步骤1，制备陶瓷坯体；
步骤2，根据利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉的组份，制备低温熔块釉；
步骤3，将步骤1制得的陶瓷坯体放入窑炉中素烧，获得素坯；
步骤4，将步骤2制得的低温熔块釉施于陶瓷坯体上；
步骤5，将施釉后的陶瓷坯体放入窑炉中烧制成型，其烧成温度为980-1100℃。
进一步的，步骤5中烧成控制分为六段控制，分别为：预热段，窑炉经过25-35分钟，由20℃度升温至250℃；
升温段，窑炉经过50-70分钟，由250℃升温至900℃；
高温段，窑炉经过20-40分钟，由900℃升温至烧成温度，并在烧成温度保温50-80分钟；
急冷段，窑炉经30-40分钟，由烧成温度降温至850℃；
缓冷段，窑炉经80-100分钟，由850℃降温至200℃；
窑尾段，打开窑炉自然冷却，由100℃降温至20摄氏度。
进一步的，烧成温度为1002±10℃。
本发明提供的利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉及其陶瓷的制作方法，利用铝厂污泥丰富的铝资源制成陶瓷无光釉；
该陶瓷无光釉引入Al2O3的主要原料是污泥和长石，且污泥用量范围为15-21份，引入SiO2的主要原料是石英、长石和玻璃熔块，该陶瓷无光釉的膨胀系数为180-190×10-6/℃，该种低温熔块釉陶瓷适用于花盆、室外陈设用陶瓷工艺品的制作；
该种铝资源制成陶瓷无光釉一方面变工业废渣为宝，消除对环境造成的污染，减少的天然石材和粘土矿资源，避免开采所造成的环境破坏，达到经济、资源和环保的三重目的，具有积极的社会和经济效益。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
一种利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉，其特征在于，所述低温熔块釉的组分如下：高岭土3-6份、长石15-18份、石英6-9份、氧化锌6-10份、低温熔块40-45份、铝型材厂污泥15-21份；其中
铝型材厂污泥的化学组分为：SiO2 2-3％、Al203 60-63％、Fe2O3 0.2-0.5％、K2O0.02-0.05％、Na2O 0.3-0.5％、CaO 0.3-0.5％、MgO 0.3-0.5％、烧失量33-35％；
低温熔块釉的化学组分为：SiO2 70-72％、Al203 0.05-0.15％、CaO 7-8％、MgO 2-3％、K2O 4-5％、Na2O 11-13％、ZnO 0.5-0.8％、Fe2O3 0.05-0.1％、BaO 1-2％。
一种低温熔块釉陶瓷制品的制作方法，制备上述任意一项所述的低温熔块釉的陶瓷制品，具体步骤如下：
步骤1，制备陶瓷坯体；
步骤2，根据利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉的组份，制备低温熔块釉；
步骤3，将步骤1制得的陶瓷坯体放入窑炉中素烧，获得素坯；
步骤4，将步骤2制得的低温熔块釉施于陶瓷坯体上；
步骤5，将施釉后的陶瓷坯体放入窑炉中烧制成型，其烧成温度为1002±10℃，烧成控制分为六段控制，分别为：预热段，窑炉经过25-35分钟，由20℃度升温至250℃；
升温段，窑炉经过50-70分钟，由250℃升温至900℃；
高温段，窑炉经过，由900℃升温至烧成温度，并在烧成温度保温50-80分钟；
急冷段，窑炉经过，由烧成温度降温至850℃；
缓冷段，窑炉经，由850℃降温至100℃；
窑尾段，窑炉经过，由100℃降温至20摄氏度。
具体实施例一：
低温熔块釉的组分如下：高岭土5份、长石16份、石英7份、氧化锌9份、低温熔块46份、铝型材厂污泥17份；
其中铝型材厂污泥的化学组分为：SiO2 2.34％、Al203 61.9％、Fe2O3 0.27％、K2O0.03％、Na2O 0.34％、CaO 0.48％、MgO 0.37％、烧失量34.27％；
其中低温熔块的化学组分为：SiO2 71.6％、Al203 1.13％、CaO 7.7％、MgO 2.9％、K2O 4.16％、Na2O 11.66％、ZnO 0.68％、Fe2O3 0.07％。
低温熔块釉原料的的化学组分如下(wt％)
釉式如下：
SiO2:Al2O3＝5.68；酸度系数：CA＝1.09。
上述一种低温熔块釉陶瓷制品的制作方法，具体步骤如下：
步骤1，制备陶瓷坯体；
步骤2，根据利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉的组份，制备低温熔块釉；
步骤3，将步骤1制得的陶瓷坯体放入窑炉中素烧，获得素坯；
步骤4，将步骤2制得的低温熔块釉施于陶瓷坯体上；
步骤5，将施釉后的陶瓷坯体放入窑炉中烧制成型，其烧成温度为1002±10℃，步骤5中烧成控制分为六段控制，分别为：
升温段，窑炉经过62分钟，由250℃升温至900℃；
高温段，窑炉经过35分钟，由900℃升温至1009℃，并在1009℃保温78分钟；
急冷段，窑炉经38分钟，由1009℃降温至850℃；
缓冷段，窑炉经88分钟，由850℃降温至200℃；
窑尾段，打开窑炉自然冷却，由100℃降温至20摄氏度。
本实施例中的低温熔块釉陶瓷，烧成后的陶瓷表面具有亚光效果,其中污泥的最佳添加量为17wt％，经釉式计算后SiO2:Al2O3＝5.68；酸度系数：CA＝1.09，烧成温度：1009℃，釉面光泽度：45％，釉料膨胀系数：188×10-6/℃。
具体实施例二：
低温熔块釉的组分如下：高岭土4份、长石15份、石英11份、氧化锌7份、低温熔块42份、铝型材厂污泥21份；
其中铝型材厂污泥和低温熔块的化学组分与具体实施例一中的相同。
低温熔块釉原料的的化学组分如下(wt％)
釉式如下：
SiO2:Al2O3＝3.86；酸度系数：CA＝0.86。
上述利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉陶瓷制品，具体步骤如下：
步骤1，制备陶瓷坯体；
步骤2，根据利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉的组份，制备低温熔块釉；
步骤3，将步骤1制得的陶瓷坯体放入窑炉中素烧，获得素坯；
步骤4，将步骤2制得的低温熔块釉施于陶瓷坯体上；
步骤5，将施釉后的陶瓷坯体放入窑炉中烧制成型，其烧成温度为成温度为994℃,烧成控制分为六段控制，分别为：
预热段，窑炉经过28分钟，由20℃度升温至250℃；
升温段，窑炉经过59分钟，由250℃升温至900℃；
高温段，窑炉经过27分钟，由900℃升温至994℃，并在994℃保温67分钟；
急冷段，窑炉经38分钟，由994℃温度降温至850℃；
缓冷段，窑炉经92分钟，由850℃降温至200℃；
窑尾段，打开窑炉自然冷却，由100℃降温至20摄氏度。
本实施例中的低温熔块釉陶瓷，烧成后的陶瓷表面具有无光效果,其中污泥的最佳添加量为21wt％，经釉式计算后SiO2:Al2O3＝3.86，酸度系数：CA＝0.86，烧成温度：994℃，釉面光泽度：36％，釉料膨胀系数：185×10-6/℃。
上述仅为本发明的一个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉，其特征在于，所述低温熔块釉的组分如下：高岭土3-6份、长石15-18份、石英6-9份、氧化锌6-10份、低温熔块40-45份、铝型材厂污泥15-21份。
2.根据权利要求1所述的利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉，其特征在于，所述低温熔块釉的组分如下：高岭土5份、长石16份、石英7份、氧化锌9份、低温熔块46份、铝型材厂污泥17份。
3.根据权利要求1所述的利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉，其特征在于，所述低温熔块釉的组分如下：高岭土4份、长石15份、石英11份、氧化锌7份、低温熔块42份、铝型材厂污泥21份。
4.根据权利要求1所述的利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉，其特征在于，所述铝型材厂污泥的化学组分为：SiO2 2-3％、Al203 60-63％、Fe2O3 0.2-0.5％、K2O 0.02-0.05％、Na2O 0.3-0.5％、CaO 0.3-0.5％、MgO 0.3-0.5％、烧失量33-35％。
5.根据权利要求4所述的利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉，其特征在于，所述铝型材厂污泥的化学组分为：SiO2 2.34％、Al203 61.9％、Fe2O3 0.27％、K2O 0.03％、Na2O0.34％、CaO 0.48％、MgO 0.37％、烧失量34.27％。
6.根据权利要求1所述的利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉，其特征在于，所述低温熔块釉的化学组分为：SiO2 70-72％、Al203 0.05-0.15％、CaO 7-8％、MgO 2-3％、K2O 4-5％、Na2O 11-13％、ZnO 0.5-0.8％、Fe2O3 0.05-0.1％、BaO 1-2％。
7.根据权利要求6所述的利用铝型材厂污泥制备的低温熔块釉，其特征在于，所述低温熔块釉的化学组分为：SiO2 71.6％、Al203 0.1％、CaO 7.7％、MgO 2.9％、K2O 4.16％、Na2O11.66％、ZnO 0.68％、Fe2O3 0.07％、BaO 1.13％。
8.一种低温熔块釉陶瓷制品的制作方法，使用权利要求1-7任意一项所述的低温熔块釉，具体步骤如下：
步骤1，制备陶瓷坯体；
步骤2，根据低温熔块釉的组份，制备低温熔块釉；
步骤3，将步骤1制得的陶瓷坯体放入窑炉中素烧，获得素坯；
步骤4，将步骤2制得的低温熔块釉施于陶瓷坯体上；
步骤5，将施釉后的陶瓷坯体放入窑炉中烧制成型，其烧成温度为980-1100℃。
9.根据权利要求8所述的低温熔块釉陶瓷制品的制作方法，其特征在于，所述步骤5中烧成控制分为六段控制，分别为：
预热段，窑炉经过25-35分钟，由20℃度升温至250℃；
升温段，窑炉经过50-70分钟，由250℃升温至900℃；
高温段，窑炉经过20-40分钟，由900℃升温至烧成温度，并在烧成温度保温50-80分钟；
急冷段，窑炉经30-40分钟，由烧成温度降温至850℃；
缓冷段，窑炉经80-100分钟，由850℃降温至200℃；
窑尾段，打开窑炉自然冷却，由100℃降温至20摄氏度。
10.根据权利要求8或9所述的低温熔块釉陶瓷制品的制作方法，其特征在于：所述烧成温度为1002±10℃。
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