CN108585815B - 一种水洗黑坭釉面砖坯体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水洗黑坭釉面砖坯体的制备方法，利用本地资源丰富的矿物原料广东水洗黑坭、钾钠石粉、兴宁高铝钾砂、高铝砂、硅灰石、透石灰和龙田砂，通过调节原料配方比例，将水洗黑坭软质料与硬质料分开球磨，喷雾干燥后再经旋流混合，再雾化喷加聚乙烯醇溶液，经压制成型，干燥制得砖坯，最后烧成获得素坯。本发明球磨时间短，效率高，水洗黑坭的分散性好，粒径小，与硬质料能实现均匀混合，相对于传统球磨混合工序，可以减少添加剂聚乙烯醇溶液的用量，并同时能够制备得到具有较高的干燥强度和抗折强度釉面砖坯体。

Description

一种水洗黑坭釉面砖坯体的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种水洗黑坭釉面砖坯体的制备方 法。
背景技术
随着近十年来城镇化、新农村建设的推进，房地产行业蓬勃发展，人们 对室内装修的档次也不断提高，釉面砖作为一种高强度、易清洁、无甲醛污 染的建筑装饰材料被一直看好，并且中国在陶瓷材料的发展方面历史悠久， 技术先进，现如今大量釉面砖等陶瓷材料出口国外。
在釉面砖的生产过程中，常用黏土作为其可塑性原料，其加入量一般在 20％以上。为了生产高品质的釉面砖，提高附加值，往往采用优质黏土作为原 料，但由于近年来产能的扩张，优质黏土的价格逐年上涨，成本增加，并且 大量优质黏土来源于农田、林地表层土壤，大量采掘损坏耕地、林地，破坏 环境，不利于可持续发展。
其次，在釉面砖的生产过程，黏土用量巨大，运输成本较高，为了降低 成本，一般就近采掘使用。因此，为了提高产品利润，开发一种可利用低质 低量黏土制备的，所有原材料就近易得的，并且性能达到现有水平的釉面砖 成为行业的普遍需求。
广东省胜产陶瓷制品，对优质黏土的需求更为激烈。广东地处亚热带， 水源充足，地表植被覆盖率较高，河流、池塘、湿地众多，在兴修水利、河 道清淤时产生大量黑坭，常常直接堆积陈放，占用土地，不能将其充分利用。 由于黑坭也是一种黏土，只是其中含有大量动植物腐败后产生的有机质，使 其性能有别于常用的普通粘土，由于其低价易得，目前将其用于制备瓷砖也 越来越常见。
本身普通黏土就比硬质料粘度高，会包会包裹硬质料，从而导致硬质料 的外形变得圆滑，极大地降低了硬质料的研磨工序的加工效率，而水洗黑坭 中含有的大量的有机质，其粘度较普通黏土粘度更大，在球磨时不易分散， 并且其粒度和密度均与硬质料不同，在与硬质料混合时不能充分分散，易团 聚结块，直接影响砖坯料的干燥强度和抗折强度。
中国专利CN106622501A公开了一种卫生陶瓷泥浆球磨工艺，先装入硬质 料球磨多个小时，达到要求的粒度后，再加入软质料，经少量时间球磨，各 种原料混合均匀后即可放磨。通过分步球磨，虽然可以节约球磨时间，降低 电力能耗，降低生产成本，但是由于黏土为软质材料，还是无法避免在球磨 过程中黏土对硬质料的包裹，粘土还会粘附在磨球上，降低球磨效果，更无 法避免二级泥浆在干燥过程中硬质材料和软质材料因密度和粒径不同出现分 层和团聚。
综上所述，现有技术中利用黑坭作为原料制备釉面砖坯体的过程中，由 于水洗黑坭存在的特殊性质，在球磨浆料中就难以分散，也无法与其它硬质 材料混合均匀，即使水洗黑坭自身的粘度很大，是良好的塑性原料，由于局 部缺陷的存在，其制备得到的釉面砖坯体也难以达到很高的干燥强度和抗折 强度，导致加工过程废品率增加。
发明内容
针对现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种水洗黑坭 釉面砖坯体的制备方法，可以使水洗黑坭均匀分散，喷雾干燥得到无团聚的 水洗黑坭粉料，并可以与硬质料均匀混合，使砖坯体各处的性能均匀稳定。
本发明的具体技术方案如下：
一种水洗黑坭釉面砖坯体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)按重量百分比称取釉面砖坯体原料水洗黑坭和硬质料组成成分；
(2)将水洗黑坭和硬质料分别加入到两台球磨机中，加水进行球磨；
(3)将球磨后的硬质料直接喷雾干燥，得到硬质料粉料，将球磨后的水 洗黑坭泥浆转移到带磁力搅拌的超声空化池中，在搅拌的同时进行超声空化， 直接抽出喷雾干燥，得到水洗黑坭粉料；
(4)将硬质料粉料用压缩空气按逆顺时针旋流方向从混料筒中部鼓入， 将水洗黑坭粉料用压缩空气按逆时针旋流方向从混料筒中部相对于硬质料粉 料鼓入口的位置鼓入，并将聚乙醇溶液从混料筒顶部向下进行喷雾；
(5)将混料筒卸料得到的砖坯体粉料进行压制成型，干燥制得砖坯，进 行第一次烧成，获得素坯。
其中，所述硬质料粉料和水洗黑坭粉料的鼓入方向还可以同为顺时针， 其效果相同，在两股旋转气流下，两种粉料也被迫旋转，相互掺杂分散，最 后在重力作用下沉积到混料筒底部。
优选的，所述硬质料粉料和水洗黑坭粉料的鼓入的旋流方向向上倾斜 15-45°，这样可以得到像龙卷风一样的气流现象，其混合效果更好。
其中，所述步骤(3)中超声的频率为15-40KHz，功率1200-1500W，超 声时间15-30min。
其中，所述硬质料为钾钠石粉、兴宁高铝钾砂、高铝砂、硅灰石、透石 灰和龙田砂。
优选的，所述釉面砖坯体原料主要由以下重量百分比的原料组成：广东 水洗黑坭10-15％、钾钠石粉13-23％、兴宁高铝钾砂12-22％、高铝砂20-28％、 硅灰石2-5％、透石灰5-10％、龙田砂13-22％。
其中，所述步骤(5)中的干燥温度为140-160℃，干燥时间为90-120min， 素烧温度为1050-1100℃，素烧时间为40-60min。
其中，所述聚乙烯醇溶液的质量分数为5-10wt％，其喷入量占硬质料粉料 和水洗黑坭粉料总重量的3-6％。
本发明通过将釉面砖坯体原料中的水洗黑坭软质料与硬质料分开球磨， 避免的软质料对硬质料的包裹，节约了球磨时间，提高了球磨效果。水洗黑 坭是球磨过程中还是容易结块成条，或粘到一起，通过将球磨后的水洗黑坭 泥浆属入超声空化池中，在磁力搅拌作用下，使其不至于沉降团聚，然后在 一定频率和功率的超声空化作用下，使搅动中的黑坭团块破碎为细小微粒以 达到分散的目的，抽出喷雾干燥可以得到粒径细小的水洗黑坭粉料。
本发明通过气体旋流使水洗黑坭粉料和硬质料粉料实现干混，可以避免 球磨混合过程中的团聚，分散不均。由于水洗黑坭粉料和硬质料粉料占坯体 原料的重量百分比不同，所以鼓入量不同，但为了形成稳定的旋转气流，两 种粉料使用的压缩空气的流量相同，只是掺粉量不同。同时，在混料筒的顶 部向下雾化喷入聚乙烯醇溶液，其气流量较粉料喷入的气流量大，不然雾化 的聚乙烯醇液滴会被压缩空气气流带走排出，这样的方式加入聚乙烯醇溶液， 相对于在球磨过程中加入聚乙烯醇溶液，可以使用较少的用量达到同样的效果，因为没有水洗过程的损失，此外，向下的喷雾还可抑制旋流作用向上产 生的粉尘。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明球磨时间短，效率高，水洗黑坭的分散性好，粒径小，与硬质料 能实现均匀混合，相对于传统球磨混合工序，可以减少添加剂聚乙烯醇溶液 的用量，并同时能够制备得到具有较高的干燥强度和抗折强度釉面砖坯体。
具体实施方式
下面讲对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得 的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域 普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现 时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
为了更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进 一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本 发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明所用原料的具体成分如表1所示。
表1：原料的具体成分和含量(质量百分比wt％)
Figure BDA0001716957150000041
Figure BDA0001716957150000051
实施例1：按以下质量百分含量的比例称取原料：东源水洗黑坭10％、钾 钠石粉13％、兴宁高铝钾砂12％、高铝砂28％、硅灰石5％、透石灰10％、龙 田砂22％，将其在旋转混料机中进行混合；然后加入一定的水，同时加入釉 面砖坯体原料总重量10％的质量分数为10wt％聚乙烯醇溶液，送入球磨机中 进行球磨，然后过筛除铁；将所述除铁后的釉面砖坯体原料经喷雾干燥制得 砖坯体粉料；将砖坯体粉料进行压制成型，然后在140℃干燥90min，制得砖 坯，然后在1050℃下素烧40min，得到第一次烧成素坯，供后续施釉处理。 经测定，釉面砖坯体干燥强度为1.41MPa，第一次烧成后的素坯抗折强度为 28.8MPa。
实施例2：按以下质量百分含量的比例称取原料：东源水洗黑坭14％、钾 钠石粉18％、兴宁高铝钾砂17％、高铝砂23％、硅灰石4％、透石灰7％、龙田 砂17％，将其在旋转混料机中进行混合；然后加入一定的水，同时加入釉面 砖坯体原料总重量的8％的质量分数为8wt％聚乙烯醇溶液，送入球磨机中进 行球磨，然后过筛除铁；将所述除铁后的釉面砖坯体原料经喷雾干燥制得砖 坯体粉料；将砖坯体粉料进行压制成型，然后在150℃干燥100min，制得砖 坯，然后在1080℃下素烧50min，得到第一次烧成素坯，供后续施釉处理。经测定，釉面砖坯体干燥强度为1.45MPa，第一次烧成后的素坯抗折强度为 29.8MPa。
实施例3：按以下质量百分含量的比例称取原料：东源水洗黑坭15％、钾 钠石粉23％、兴宁高铝钾砂22％、高铝砂20％、硅灰石2％、透石灰5％、龙田 砂13％，将其在旋转混料机中进行混合；然后加入一定的水，同时加入釉面 砖坯体原料总重量的5％的质量分数为5wt％聚乙烯醇溶液，送入球磨机中进 行球磨，然后过筛除铁；将所述除铁后的釉面砖坯体原料经喷雾干燥制得砖 坯体粉料；将砖坯体粉料进行压制成型，然后在160℃干燥120min，制得砖 坯，然后在1100℃下素烧60min，得到第一次烧成素坯，供后续施釉处理。经测定，釉面砖坯体干燥强度为1.48MPa，第一次烧成后的素坯抗折强度为 30.5MPa。
实施例4：按以下质量百分含量的比例称取原料：惠州水洗黑坭14％、钾 钠石粉18％、兴宁高铝钾砂17％、高铝砂23％、硅灰石4％、透石灰7％、龙田 砂17％，将其在旋转混料机中进行混合；然后加入一定的水，同时加入釉面 砖坯体原料总重量的8％的质量分数为8wt％聚乙烯醇溶液，送入球磨机中进 行球磨，然后过筛除铁；将所述除铁后的釉面砖坯体原料经喷雾干燥制得砖 坯体粉料；将砖坯体粉料进行压制成型，然后在150℃干燥100min，制得砖 坯，然后在1080℃下素烧50min，得到第一次烧成素坯，供后续施釉处理。经测定，釉面砖坯体干燥强度为1.47MPa，第一次烧成后的素坯抗折强度为 30.2MPa。
实施例5：按以下质量百分含量的比例称取原料：东源水洗黑坭7％、惠 州水洗黑坭7％、钾钠石粉18％、兴宁高铝钾砂17％、高铝砂23％、硅灰石4％、 透石灰7％、龙田砂17％，将其在旋转混料机中进行混合；然后加入一定的水， 同时加入釉面砖坯体原料总重量的8％的质量分数为8wt％聚乙烯醇溶液，送 入球磨机中进行球磨，然后过筛除铁；将所述除铁后的釉面砖坯体原料经喷 雾干燥制得砖坯体粉料；将砖坯体粉料进行压制成型，然后在150℃干燥 100min，制得砖坯，然后在1080℃下素烧50min，得到第一次烧成素坯，供后续施釉处理。经测定，釉面砖坯体干燥强度为1.57MPa，第一次烧成后的素 坯抗折强度为32.8MPa。
实施例6：按以下质量百分含量的比例称取原料：东源水洗黑坭7％、惠 州水洗黑坭7％、钾钠石粉18％、兴宁高铝钾砂17％、高铝砂23％、硅灰石4％、 透石灰7％、龙田砂17％，将其在旋转混料机中进行混合；然后加入一定的水， 送入球磨机中进行球磨，然后过筛除铁；将所述除铁后的釉面砖坯体原料经 喷雾干燥制得砖坯体粉料；将砖坯体粉料进行压制成型，然后在150℃干燥 100min，制得砖坯，然后在1080℃下素烧50min，得到第一次烧成素坯，供 后续施釉处理。经测定，釉面砖坯体干燥强度为1.48MPa，第一次烧成后的素 坯抗折强度为30.8MPa。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详 细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于 本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范 围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种水洗黑坭釉面砖坯体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按重量百分比称取釉面砖坯体原料水洗黑坭和硬质料组成成分；
所述釉面砖坯体原料主要由以下重量百分比的原料组成：东源水洗黑坭7%、惠州水洗黑坭7%、钾钠石粉18%、兴宁高铝钾砂17%、高铝砂23%、硅灰石4%、透灰石7%、龙田砂17%；
（2）将水洗黑坭和硬质料分别加入到两台球磨机中，加水进行球磨；
（3）将球磨后的硬质料直接喷雾干燥，得到硬质料粉料，将球磨后的水洗黑坭泥浆转移到带磁力搅拌的超声空化池中，在搅拌的同时进行超声空化，直接抽出喷雾干燥，得到水洗黑坭粉料；
（4）将硬质料粉料用压缩空气按逆顺时针旋流方向从混料筒中部鼓入，将水洗黑坭粉料用压缩空气按逆时针旋流方向从混料筒中部相对于硬质料粉料鼓入口的位置鼓入，并将聚乙烯醇溶液从混料筒顶部向下进行喷雾；
（5）将混料筒卸料得到的砖坯体粉料进行压制成型，干燥制得砖坯，进行第一次烧成，获得素坯；
步骤（5）中的素烧温度为1050-1100℃，素烧时间为40-60min。
2.根据权利要求1所述的制备方法，所述硬质料粉料和水洗黑坭粉料的鼓入方向还可以同为顺时针。
3.根据权利要求1所述的制备方法，所述硬质料粉料和水洗黑坭粉料的鼓入的旋流方向向上倾斜15-45°。
4.根据权利要求1所述的制备方法，所述超声的频率为15-40kHz，功率1200-1500W，超声时间15-30min。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，所述硬质料为钾钠石粉、兴宁高铝钾砂、高铝砂、硅灰石、透灰石和龙田砂。
6.根据权利要求1所述的制备方法，所述步骤（5）中的干燥温度为140-160℃，干燥时间为90-120min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，所述聚乙烯醇溶液的质量分数为5-10wt%，其喷入量占硬质料粉料和水洗黑坭粉料总重量的3-6%。
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