CN107651940A - 一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖,其按原料质量百分比计包括如下组分:陶瓷抛光废料30~70%、粘土10~30%、砂石10~25%、低温料10~15%、高温脱氧剂1~10%、添加剂0.3~0.8%。本发明在配方中引入了高温脱氧剂,借助高温脱氧剂对抛光废料中碳化硅颗粒周围氧气的消耗,抑制抛光废料中的碳化硅氧化,实现抛光废料的致密化应用,其制备得的瓷质砖吸水率控制在0.5%以下,收缩率在5%~15%范围内可控。本发明实现陶瓷抛光废料的高效资源化利用,降低了瓷质砖生产的原料成本,且对抛光废料的利用率高,适用性广。本发明无需改变瓷质砖生产流程,无需新增设备,工艺简单,易于产业化。

Description

一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷领域,特别是涉及陶瓷砖抛光废料的利用。
背景技术
随着我国陶瓷工业的快速发展,陶瓷工业废料,尤其是占比60%以上的抛光废料的产量也随之猛增。由于抛光废料组成复杂,导致行业中80%以上的抛光废料都无法资源化循环利用。目前,抛光废料的处理方式主要为集中堆放、填埋,既浪费宝贵的矿产资源,又占用土地,污染水土资源。因此,抛光废料不仅对环境产生了巨大压力,同时也制约着建陶行业的可持续发展。
目前,对抛光废料的循环利用主要集中在生产轻质陶瓷砖和吸水率较大的陶质釉面砖方向。但轻质陶瓷砖产品由于其本身存在的局限性,如装饰性不佳、耐污染性能差和抗折强度低等,难以广泛应用。同时,抛光废料利用率较低,目前有陶瓷企业利用抛光废料制备陶质釉面砖,其利用率仅为20%左右。但抛光废料主要来源于生产瓷质抛光砖和瓷质抛釉砖的陶瓷厂,如将其应用于生产陶质釉面砖的陶瓷厂,其运输成本相对较高。近年来,随着陶瓷砖市场消费观念的转变,抛釉砖的市场份额逐渐增加。因此,抛光废料最佳的利用途径是直接循环应用于瓷质抛釉砖中。但由于抛光废料中碳化硅高温氧化特性,瓷质砖中引入抛光废料高温易发泡,且抛光废料加入量越大,发泡越明显。因此,抛光废料一直未在瓷质砖产品中大量被利用。实现陶瓷抛光废料在瓷质砖中的高掺量循环利用是当前行业急需解决的技术难题之一。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足,提供一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖的制备方法,其实现了抛光废料的致密化应用,即实现了抛光废料在瓷质砖中的高掺量循环利用。
本发明所采取的技术方案是:一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖,其按原料质量百分比计包括如下组分:
抛光废料中碳化硅颗粒高温氧化生成气体是发泡的主要原因,而高温脱氧剂的加入可有效消耗抛光废料中碳化硅颗粒周围的氧气,抑制抛光废料中的碳化硅氧化,从而使得抛光废料的致密化。作为上述方案的进一步改进,本发明所述高温脱氧剂选自铝、硅铝合金、硅铝钡合金、硅铁合金、硅锰铝铁合金中的至少一种。
作为上述方案的进一步改进,所述陶瓷抛光废料按质量百分比计化学组分包括:50~75%的SiO2、12~22%的Al2O3、0.7~0.9%的CaO、0.9~1.1%的MgO、1.8~2.2%的K2O、2.8~3.2%的Na2O、0.1~1.5%的Fe2O3、0.1~0.5%的TiO2、0.1~3%的SiC和0.5~1.5%的其他组分。
作为上述方案的进一步改进,所述粘土选自高岭土、伊利石、膨润土和黑泥中的至少一种;所述砂石选自钾砂、铝钾砂、铝钾钠砂和钠砂中的至少一种;所述低温料选自方解石、白云石、滑石和霞石中的至少一种;所述添加剂选自羧甲基纤维素钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、聚丙烯酸钠中的至少一种。配方中对粘土、砂石、低温料和添加剂的进一步限定,有效地提高了瓷质砖成型后的综合性能。
一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖的制备方法,其包括如下工艺步骤:按原料质量百分比称取各组分混合得混合料,与水混合得浆料后进行球磨,经喷雾造粒、陈腐、压制成型、干燥、釉面装饰、烧成、后加工,得瓷质砖成品。
作为上述方案的进一步改进,所述浆料的固含量为60~70%;球磨细度为250目筛余量在0.3%以下;喷雾造粒后的坯体粉料的含水率控制在5~8%范围内;陈腐时间为5~10天;干燥温度为110~180℃,干燥时间为55~75min;釉面装饰的方式包括丝网印刷、滚筒印花和喷墨打印中的其中一种或组合;烧成的烧成温度为1180~1250℃,烧成周期50~70min;后加工工序包括磨边、抛光、打蜡等。本发明中对制备工艺部分工序及参数的限定,有利于得到综合性能更好的瓷质砖。
本发明的有益效果是:本发明在配方中引入了高温脱氧剂,借助高温脱氧剂对抛光废料中碳化硅颗粒周围氧气的消耗,抑制抛光废料中的碳化硅氧化,实现抛光废料的致密化应用,其制备得的瓷质砖吸水率控制在0.5%以下,收缩率在5%~15%范围内可控。本发明实现陶瓷抛光废料的高效资源化利用,降低了瓷质砖生产的原料成本,且对抛光废料的利用率高,适用性广。本发明无需改变瓷质砖生产流程,无需新增设备,工艺简单,易于产业化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体描述,以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是,实施例只是用于对本发明做进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,所属领域技术熟练人员,根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整,应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的,均为市售产品;未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。
实施例1
一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖的制备方法,其包括如下工艺步骤:
1)配料:按质量百分比计,称取5%的高岭土、5%的黑泥、5%的钾砂、8%的铝钾砂、12%的高铝钾钠砂、3%的方解石、5%的滑石、7%的霞石、44.5%的陶瓷抛光废料、1%细度为325目的铝粉、4%细度为600目的硅铝合金粉、0.5%的三聚磷酸钠,混合得混合料;
2)球磨:将混合料与水加入球磨机中球磨,固含量60%,得浆料,球磨细度为250目筛余0.3%以下;
3)喷雾造粒:将浆料通过喷雾造粒制备成含水率为8%的坯体粉料;
4)陈腐:将坯体粉料陈腐10天;
5)成型:将陈腐后的坯体粉料按正常一次成型方式成型,得砖坯;
6)干燥:将砖坯进干燥窑干燥,干燥温度180℃,干燥时间55min;
7)釉面装饰:将干燥砖坯布施底釉后,通过丝网印刷图案,再布施抛釉;
8)烧成:将表面装饰后的砖进烧成窑烧成,最高烧成温度1230℃,烧成周期55min;
9)后期加工:将烧成后的瓷质砖,经磨边、抛光、打蜡等工艺,制备得到含有高掺量抛光废料的实施例1瓷质砖。
经检测,该实施例1瓷质砖的吸水率为0.3%,收缩率为7%。
实施例2
一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖的制备方法,其包括如下工艺步骤:
1)配料:按质量百分比计,称取3%的膨润土、27%的黑泥、4%的钠砂、6%的高铝钾砂、12%的白云石、6%的滑石、7%的霞石、34.2%的陶瓷抛光废料、4%细度为600目的硅铝合金粉、3%细度为1000目的硅铝钡合金粉、3%细度为2000目的硅铁合金、0.8%的羧甲基纤维素钠,混合得混合料;
2)球磨:将混合料与水加入球磨机中球磨,固含量65%,得浆料,球磨细度为250目筛余0.3%以下;
3)喷雾造粒:将浆料通过喷雾造粒制备成含水率为5%的坯体粉料;
4)陈腐:将坯体粉料陈腐7天;
5)成型:将陈腐后的坯体粉料按正常一次成型方式成型,得砖坯;
6)干燥:将砖坯进干燥窑干燥,干燥温度150℃,干燥时间60min;
7)釉面装饰:将干燥砖坯布施底釉后,通过丝网印刷图案,再布施抛釉;
8)烧成:将表面装饰后的砖进烧成窑烧成,最高烧成温度1180℃,烧成周期65min;
9)后期加工:将烧成后的瓷质砖,经磨边、抛光、打蜡等工艺,制备得到含有高掺量抛光废料的实施例2瓷质砖。
经检测,该实施例2瓷质砖的吸水率为0.2%,收缩率为10%。
实施例3
一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖的制备方法,其包括如下工艺步骤:
1)配料:按质量百分比计,称取3%的伊利石、3%的膨润土、4%的黑泥、5%的高铝钾砂、5%的钾砂、2%的方解石、8%的霞石、70%的陶瓷抛光废料、1%细度为2500目的硅锰铝钙铁合金粉、0.3%的聚丙烯酸钠,混合得混合料;
2)球磨:将混合料与水加入球磨机中球磨,固含量70%,得浆料,球磨细度为250目筛余0.3%以下;
3)喷雾造粒:将浆料通过喷雾造粒制备成含水率为7%的坯体粉料;
4)陈腐:将坯体粉料陈腐5天;
5)成型:将陈腐后的坯体粉料按正常一次成型方式成型,得砖坯;
6)干燥:将砖坯进干燥窑干燥,干燥温度110℃,干燥时间75min;
7)釉面装饰:将干燥砖坯布施底釉后,通过丝网印刷图案,再布施抛釉;
8)烧成:将表面装饰后的砖进烧成窑烧成,最高烧成温度1250℃,烧成周期55min;
9)后期加工:将烧成后的瓷质砖,经磨边、抛光、打蜡等工艺,制备得到含有高掺量抛光废料的实施例3瓷质砖。
经检测,该实施例3瓷质砖的吸水率为0.5%,收缩率为15%。
实施例4
一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖的制备方法,其包括如下工艺步骤:
1)配料:按质量百分比计,称取5%的高岭土、5%的伊利石、1.5%的膨润土、10%的黑泥、3%的钾钠砂、8%的铝钾钠砂、14%的钠砂、3%的方解石、5%的滑石、7%的霞石、30%的陶瓷抛光废料、2%细度为600目的硅铝合金粉、2%细度为800目的硅铝钡合金粉、4%细度为325目的硅铁合金粉、0.5%的六偏磷酸钠,混合得混合料;
2)球磨:将混合料与水加入球磨机中球磨,固含量65%,得浆料,球磨细度为250目筛余0.3%以下;
3)喷雾造粒:将浆料通过喷雾造粒制备成含水率为7%的坯体粉料;
4)陈腐:将坯体粉料陈腐8天;
5)成型:将陈腐后的坯体粉料按正常一次成型方式成型,得砖坯;
6)干燥:将砖坯进干燥窑干燥,干燥温度150℃,干燥时间68min;
7)釉面装饰:将干燥砖坯布施底釉后,通过丝网印刷图案,再布施抛釉;
8)烧成:将表面装饰后的砖进烧成窑烧成,最高烧成温度1200℃,烧成周期60min;
9)后期加工:将烧成后的瓷质砖,经磨边、抛光、打蜡等工艺,制备得到含有高掺量抛光废料的实施例4瓷质砖。
经检测,该实施例4瓷质砖的吸水率为0.3%,收缩率为12%。
上述实施例为本发明的优选实施例,凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化,均应属于本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖,其特征在于,按原料质量百分比计包括如下组分:
2.根据权利要求1所述的一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖,其特征在于:所述高温脱氧剂选自铝、硅铝合金、硅铝钡合金、硅铁合金、硅锰铝铁合金中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖,其特征在于,所述陶瓷抛光废料按质量百分比计化学组分包括:50~75%的SiO2、12~22%的Al2O3、0.7~0.9%CaO、0.9~1.1%MgO、1.8~2.2%K2O、2.8~3.2%Na2O、0.1~1.5%Fe2O3、0.1~0.5%TiO2、0.1~3%SiC和0.5~1.5%的其他组分。
4.根据权利要求1所述的一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖,其特征在于:所述粘土选自高岭土、伊利石、膨润土和黑泥中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖,其特征在于:所述砂石选自钾砂、铝钾砂、铝钾钠砂和钠砂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖,其特征在于:所述低温料选自方解石、白云石、滑石和霞石中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖,其特征在于:所述添加剂选自羧甲基纤维素钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、聚丙烯酸钠中的至少一种。
8.一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖的制备方法,其特征在于,包括如下工艺步骤:按原料质量百分比称取各组分混合得混合料,与水混合得浆料后进行球磨,经喷雾造粒、陈腐、压制成型、干燥、釉面装饰、烧成、后加工,得瓷质砖成品。
9.根据权利要求8所述的一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖的制备方法,其特征在于:所述浆料的固含量为60~70%。
10.根据权利要求8所述的一种含有高掺量抛光废料的瓷质砖的制备方法,其特征在于:所述烧成的烧成温度为1180~1250℃,烧成周期50~70min。
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