CN107556053A

CN107556053A - 引入铝型材厂污泥配制的中温无光釉及其陶瓷的制作方法

Info

Publication number: CN107556053A
Application number: CN201710704096.3A
Authority: CN
Inventors: 李梅英; 彭志敏; 苏俊基
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-08-17
Filing date: 2017-08-17
Publication date: 2018-01-09

Abstract

本发明涉及陶瓷制造技术领域，具体的涉及一种引入铝型材厂污泥配制的中温无光釉及其陶瓷的制作方法。该种引入铝型材厂污泥配制的中温无光釉，组分包括长石、石英、高岭土、石灰石、滑石、氧化锌、铝型材厂污泥。该中温无光釉陶瓷其中污泥用量范围为9‑14份之间，引入石英、长石和滑石，并引入氧化锌作为无光剂，使釉料的膨胀系数和光泽度都是随着污泥量的增多而缓慢下降，该无光釉陶瓷的膨胀系数为160‑170×10^‑6/℃；利用铝厂污泥丰富的铝资源制成陶瓷无光釉，变工业废渣为宝，降低对环境造成的污染；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

引入铝型材厂污泥配制的中温无光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，具体的涉及一种引入铝型材厂污泥配制的中温无光釉及其陶瓷的制作方法。

背景技术

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，其中中温与高温陶瓷为生料无光釉、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。

此外，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。

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，本发明提供了一种引入铝型材厂污泥配制的中温无光釉及其制备方法及其制作工艺。

为实现上述目的，本发明提供了引入铝型材厂污泥配制的中温无光釉，其特征在于，所述中温无光釉的组分如下：长石35-40份、石英15-21份、高岭土4-8份、石灰石-10-18份、滑石5-8份、氧化锌6-10份、铝型材厂污泥9-14份。

优化的，中温无光釉的组分如下：长石37份、石英20份、高岭土5份、石灰石16份、滑石6份、氧化锌6份、铝型材厂污泥10份。

优化的，中温无光釉的组分如下：长石38份、石英16份、高岭土6份、石灰石12份、滑石7份、氧化锌8份、铝型材厂污泥13份。

优化的，长石的化学组分如下：SiO₂ 65-68％、Al₂0₃ 18-20％、K₂O 1-1.5％、Na₂O0.05-0.1％、CaO 0.1-0.2％、MgO 0.1-0.2％、烧失量12-15％。

优化的，长石的化学组分如下：SiO₂ 65.38％、Al₂0₃ 19.15％、K₂O 1.35％、Na₂O0.08％、CaO 0.12％、MgO 0.11％、烧失量13.81％。

优化的，铝型材厂污泥的化学组分如下：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％。

一种中温无光釉陶瓷的制作方法，制备上述的中温无光釉陶瓷，具体步骤如下：

步骤1，制备陶瓷坯体；

步骤2，根据中温无光釉的原料组份，配置、制备中温无光釉；

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制得的中温无光釉施于陶瓷素坯上；

步骤5，将施釉后的陶瓷素坯放入窑炉中烧制成型，其烧成温度为1220±10℃。

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40-50分钟，由20℃度升温至250℃；

升温段，窑炉经过100-120分钟，由250℃升温至900℃；

高温段，窑炉经过130-140分钟，由900℃升温至烧成温度，并在烧成温度保温50-70分钟；

急冷段，窑炉经50-60分钟，由烧成温度降温至500℃；

缓冷段，窑炉经20-30分钟，由850℃降温至100℃；

窑尾段，打开窑炉自然冷却，由100℃降温至20摄氏度。

本发明提供的引入铝型材厂污泥配制的中温无光釉及其陶瓷的制作方法，该中温无光釉引入Al₂O₃的主要原料是污泥和长石，其中污泥用量范围为9-14份之间，引入SiO₂的主要原料是石英、长石和滑石，并引入氧化锌作为无光剂；

该系列中温无光釉陶瓷采用中温烧结，烧结气氛为氧化气氛，烧成速度为中速，使釉料的膨胀系数和光泽度都是随着污泥量的增多而缓慢下降，该无光釉陶瓷的膨胀系数为160-170×10^-6/℃，该种中温无光釉陶瓷适用于陈设艺术品陶瓷、陶瓷工艺品的制作；

利用铝厂污泥丰富的铝资源制成陶瓷无光釉，一方面变工业废渣为宝，降低对环境造成的污染；另一方面，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。

引入铝型材厂污泥配制的中温无光釉，其特征在于，所述中温无光釉的组分如下：长石35-40份、石英15-21份、高岭土4-8份、石灰石-10-18份、滑石5-8份、氧化锌6-10份、铝型材厂污泥9-14份。

其中，长石的化学组分如下：SiO2 65-68％、Al203 18-20％、K2O 1-1.5％、Na2O0.05-0.1％、CaO 0.1-0.2％、MgO 0.1-0.2％、烧失量12-15％；

其中，铝型材厂污泥的化学组分如下：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％。

具体实施例一：

中温无光釉的组分如下：长石37份、石英20份、高岭土5份、石灰石16份、滑石6份、氧化锌6份、铝型材厂污泥10份；

其中，长石的化学组分如下：SiO₂ 65.38％、Al₂0₃ 19.15％、K₂O 1.35％、Na₂O0.08％、CaO 0.12％、MgO 0.11％、烧失量13.81％；

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％

原料化学组分如下(wt％)

釉式如下：

SiO₂:Al₂O₃＝4.61；

酸度系数：CA＝1.25；

中温无光釉陶瓷的制作方法，具体步骤如下：

步骤1，制备陶瓷坯体；

步骤2，根据中温无光釉的原料组份，配置、制备中温无光釉陶瓷；

步骤4，将步骤2制得的中温无光釉陶瓷施于陶瓷素坯上；

步骤5，将施釉后的陶瓷素坯放入窑炉中烧制成型，其烧成温度为1224℃。

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42分钟，由20℃度升温至250℃；

升温段，窑炉经过110分钟，由250℃升温至900℃；

高温段，窑炉经过135分钟，由900℃升温至烧成温度，并在烧成温度保温58分钟；

急冷段，窑炉经52分钟，由烧成温度降温至500℃；

缓冷段，窑炉经23分钟，由850℃降温至100℃；

窑尾段，打开窑炉自然冷却，由100℃降温至20摄氏度。

本实施例中的中温无光油陶瓷，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10wt％，经釉式计算后SiO₂:Al₂O₃＝4.61；酸度系数：CA＝1.25；烧成温度：1224℃，釉面光泽度：44％，釉料膨胀系数：165×10^-6/℃。

具体实施例二：

中温无光釉的组分如下：长石38份、石英16份、高岭土6份、石灰石12份、滑石7份、氧化锌8份、铝型材厂污泥13份。

其中，长石与铝型材厂污泥使用的原料与具体实施例一种的相同。

原料的的化学组分如下(wt％)

釉式如下：

SiO₂:Al₂O₃＝4.60；酸度系数：CA＝0.94。

上述中温无光釉陶瓷的制作方法，具体步骤如下：

步骤1，制备陶瓷坯体；

步骤2，根据中温无光釉的组份，配置、制备中温无光釉陶瓷；

步骤3，将步骤1制得的陶瓷坯体放入窑炉中素烧，获得陶瓷素坯；

步骤4，将步骤2制得的中温无光釉陶瓷施于陶瓷素坯上；

步骤5，将施釉后的陶瓷素坯放入窑炉中烧制成型，其烧成温度为1228℃；烧成控制分为六段控制，分别为：

预热段，窑炉经过48分钟，由20℃度升温至250℃；

升温段，窑炉经过112分钟，由250℃升温至900℃；

高温段，窑炉经过138分钟，由900℃升温至烧成温度，并在烧成温度保温50-70分钟；

急冷段，窑炉经58分钟，由烧成温度降温至500℃；

缓冷段，窑炉经26分钟，由850℃降温至100℃；

窑尾段，打开窑炉自然冷却，由100℃降温至20摄氏度。

本实施例中的中温无光油陶瓷，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13wt％，经釉式计算后SiO₂:Al₂O₃＝4.60,酸度系数：CA＝0.94，烧成温度：1228℃，釉面光泽度：39％，釉料膨胀系数：160×10^-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

1.引入铝型材厂污泥配制的中温无光釉，其特征在于，所述中温无光釉的组分如下：长石35-40份、石英15-21份、高岭土4-8份、石灰石-10-18份、滑石5-8份、氧化锌6-10份、铝型材厂污泥9-14份。

2.根据权利要求1所述的引入铝型材厂污泥配制的中温无光釉，其特征在于，所述中温无光釉的组分如下：长石37份、石英20份、高岭土5份、石灰石16份、滑石6份、氧化锌6份、铝型材厂污泥10份。

3.根据权利要求1所述的引入铝型材厂污泥配制的中温无光釉，其特征在于，所述中温无光釉的组分如下：长石38份、石英16份、高岭土6份、石灰石12份、滑石7份、氧化锌8份、铝型材厂污泥13份。

4.根据权利要求1所述的引入铝型材厂污泥配制的中温无光釉，其特征在于，所述长石的化学组分如下：SiO₂ 65-68％、Al₂O₃ 18-20％、K₂O 1-1.5％、Na₂O 0.05-0.1％、CaO 0.1-0.2％、MgO 0.1-0.2％、烧失量12-15％。

5.根据权利要求4所述的引入铝型材厂污泥配制的中温无光釉，其特征在于，所述长石的化学组分如下：SiO₂ 65.38％、Al₂O₃ 19.15％、K₂O 1.35％、Na₂O 0.08％、CaO 0.12％、MgO0.11％、烧失量13.81％。

6.根据权利要求1所述的引入铝型材厂污泥配制的中温无光釉，其特征在于，所述铝型材厂污泥的化学组分如下：SiO₂ 2-3％、Al₂O₃ 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％。

7.根据权利要求6所述的引入铝型材厂污泥配制的中温无光釉，其特征在于，所述铝型材厂污泥的化学组分为：SiO₂ 2.34％、Al₂O₃ 61.9％、Fe₂O₃ 0.27％、K₂O 0.03％、Na₂O0.34％、CaO 0.48％、MgO 0.37％、烧失量34.27％。

8.一种中温无光釉陶瓷的制作方法，使用权利要求1-7任意一项所述的中温无光釉，具体步骤如下：

步骤1，制备陶瓷坯体；

步骤4，将步骤2制得的中温无光釉施于陶瓷素坯上；

9.根据权利要求8所述的中温无光釉陶瓷的制作方法，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40-50分钟，由20℃度升温至250℃；

升温段，窑炉经过100-120分钟，由250℃升温至900℃；

急冷段，窑炉经50-60分钟，由烧成温度降温至500℃；

缓冷段，窑炉经20-30分钟，由850℃降温至100℃；

窑尾段，打开窑炉自然冷却，由100℃降温至20摄氏度。