CN109761583A - 黑色喷墨全抛釉陶瓷砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及黑色喷墨全抛釉陶瓷砖及其制备方法。陶瓷砖由坯体层、底釉层、图案层、全抛釉层构成复合层结构。制备方法：⑴原料球磨：将配料入球磨机，加水球磨成泥浆，经筛入浆池存储备用；⑵喷雾干燥制备粉料压坯：上述泥浆输送至喷雾塔，干燥成粉料，其水分控制在5.8％～7％用压砖机干压成型；⑶坯体干燥：将压制好的坯体送入干燥窑干燥，干燥温度180～270℃，干燥时间40～60min；⑷淋底釉：将配料入球磨机，加入42％的水球磨成釉浆；⑸喷墨印花：用喷墨花机打印图案；⑹淋面釉：将配料入球磨机，加入42％的水球磨成釉浆；⑺烧成：烧成温度为1080～1150℃，烧成时间为45～60min。
Description
技术领域
本发明涉及筑陶瓷生产领域，特别涉及一种黑色喷墨全抛釉陶瓷砖及其制备方法。
背景技术
目前建陶行业墙地砖的烧成温度普遍在1180～1240℃，烧成周期60～90min，高的烧成温度和长的烧成周期意味着高的能耗和空气污染。节能减排一直是陶瓷行业努力的方向，只有降低了烧成温度和烧成周期，企业才能节约更多的能源，获取更多的利润空间。
工业废弃物的堆放已经成为一个严重的社会问题和环境问题，随着天然矿物储量的日益减少，尤其是环保要求越来越严格的今天，如何合理的安排消化这些工业固体废弃物，实现废弃物的无害化处理，使之可以真正的变废为宝就显得尤其重要。
四川本地的原料中铁含量比较高，基本在2.5％以上，在常规陶瓷砖的生产过程中要生产白色坯体陶瓷砖就需要对坯体原料进行多次的除铁，而通过长期除铁积累起来的铁含量高的除铁渣对于企业来说也是一个比较难以处理的问题。行业常规的黑色坯体的制造方法是在普通坯体中加入黑色色料来制备，加入昂贵的色料后会使产品的生产成本比较高，导致在市场上缺少竞争力。
黑色全抛釉产品由于缩釉等工艺难点，目前陶瓷行业都是用丝网或胶辊印花的方式来生产，但是相比于喷墨产品来说，丝网或胶辊印花存在着工艺点比较多，成本比较高，而且图案不够丰富等问题。而黑色全抛釉产品由于对全抛釉透感的要求比较高，相对于常规全抛釉产品来说，为了达到更好的透感，就需要降低全抛釉的温度和提高窑炉的烧成温度，增加能耗和成本。
CN201410850041.X公开了一种广色域喷墨釉饰陶瓷地砖及其生产工艺,它的目的是提供一种广色域喷墨釉饰陶瓷地砖，其使用陶瓷行业中瓷质地砖或者日用瓷生产烧成后工序中产生的低等级成品或者废品进行循环利用，实现了瓷质或者炻瓷质陶瓷砖在低于1100℃的温度下烧成，并使低成本的优质钛系化妆土在地砖高白底釉中工业化规模应用，同时能够使喷墨装饰工艺色域范围得到进一步扩大，且相比传统生产工艺烧成周期缩短15～20分钟，烧成能耗降低15％～20％。该技术方案:所述陶瓷地砖的坯料包括如下重量份的组分：熟瓷料40～75份；瓷石0～38份；粘土20～30份；矿化剂0～5份；所述熟瓷料为粒径小于5mm且经过1180～1300℃高温烧结的瓷化熟料，其吸水率小于0.5％，所述熟瓷料包括如下重量份的组分：SiO2 67～74份、Al2O3 16～21份、CaO+MgO 1～4份、K2O+Na2O 3.5～8.5份。该生产工艺，包括如下步骤：熟瓷料按干重引入上述坯体配方中，按建筑陶瓷湿法球磨、喷雾干燥，然后采用干压成型生产工艺制成釉饰陶瓷地砖第一层坯体层；坯体经过卧式干燥后淋钛系乳浊化妆土形成第二层底釉层；采用内墙砖低温喷墨墨水组合进行第三层喷墨图案装饰，所述内墙砖低温喷墨墨水组合，使用内墙砖用蓝色、深棕、浅棕、桔黄、镨黄、粉红、黑色之中的任四种以上的组合；加工第四层表面装饰层，装饰层可以是哑光透明釉、亮光釉、全抛釉、微晶玻璃层中的任一种；进入辊道窑进行烧成，其烧成周期为35～60分钟，烧成温度为：1030℃～1100℃，烧成后吸水率小于3％。其不足之处是:该工艺方法用来生产黑色全抛釉产品时会出现缩釉和透明釉透感不够的现象。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种利用本地高铁原料生产过程中产生的铁渣和钒钛工业废渣来生产黑色陶瓷砖，起到了变废为宝的作用，大大降低陶瓷砖的烧成温度和烧成周期，达到了节能减排的目的；通过工业废弃物来取代昂贵的黑色色料，在达到同样颜色坯体的情况下可以大幅度的降低黑色产品的坯体成本；坯体配方中不含有可塑性泥土，在喷墨打印大量墨水后更容易垂直渗透，因此在喷墨后再淋全抛釉可以避免缩釉情况的产生，可采用喷墨打印的方法来生产，全抛釉配方的调整是通过加入始熔点较高的1236釉粉和温度较低、高温流动性较好的1212熔块来调试，同时再加入适量的一些熔剂来达到烧成温度低，发色较好而透感又很强的要求，可大幅度降低窑炉的烧成温度，节省能源，解决黑色喷墨全抛釉产品缩釉的工艺难点问题的黑色喷墨全抛釉陶瓷砖。本发明所解决的另一技术问题是提供一种利用钒钛工业尾渣和除铁渣可以代替黑色色料生产黑色坯体陶瓷砖，同时在陶瓷坯体中加入钒钛尾渣和除铁渣可以起到助熔剂的作用，大幅降低陶瓷坯料的烧成温度；解决本地高铁含量原料在生产除铁过程中产生的大量铁渣以及钒钛工业废渣的固体废弃物再利用问题的黑色喷墨全抛釉陶瓷砖及其制备方法。本发明所解决的再一技术问题是提供一种采用透明釉适合在1150℃以下的温度下烧成，而且透感强，可以大幅度降低窑炉的烧成温度，节省能源，解决陶瓷行业烧成温度高，烧成周期长等能源消耗比较大的问题，从而达到节能减排目的的黑色喷墨全抛釉陶瓷砖及其制备方法。
本发明的技术解决方案是所述黑色喷墨全抛釉陶瓷砖，其特殊之处在于，陶瓷砖由坯体层、底釉层、图案层、全抛釉层构成复合层结构。
作为优选：所述坯体层配方以质量份数计为：
| 青砂20～40份 | 钒钛渣2～12份 | 除铁渣6～25份 | 铝矿5～20份 |
| 红矸石6～22份 |
作为优选：所述全抛釉层配方以质量份数计为：
| 钠长石5～20份 | 方解石6～18份 | 高岭土4～12份 |
| 煅烧氧化锌2～10份 | 1236釉粉25～40份 | 石英2～6份 |
| 1212熔块16～32份。 |
作为优选：所述坯体层配方以质量份数计为：
| 青砂31份 | 钒钛渣6份 | 除铁渣18份 | 铝矿13份 |
| 红矸石14份 |
作为优选：所述全抛釉层配方以质量份数计为：
| 钠长石14.5份 | 方解石12份 | 高岭土5份 |
| 煅烧氧化锌6份 | 1236釉粉36份 | 石英2.5份 |
| 1212熔块24份。 |
作为优选：所述1236釉粉以质量份数计为：
| 灼减7.43 | SiO<sub>2</sub> 50.37 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 16.2 | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 0.13 |
| CaO 8.4 | MgO 6.23 | K<sub>2</sub>O 0.34 | Na<sub>2</sub>O 3.16 |
| ZnO 2.21 | PbO 0.25 | BaO 4.49 | B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 0.79 |
作为优选：所述1212熔块以质量份数计为：
| 灼减0.54 | SiO<sub>2</sub> 59.08 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 7.19 | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 0.12 |
| CaO 9.82 | MgO 1.02 | K<sub>2</sub>O 4.48 | Na<sub>2</sub>O 0.65 |
| ZnO 15 | B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 1.96 | BaO 0.14。 |
本发明的另一技术解决方案是所述黑色喷墨全抛釉陶瓷砖的制备方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
⑴原料球磨：按坯体配方称料，外加添加剂，将配料入球磨机，加入30％的水球磨成泥浆，泥浆大于40μm的颗粒为2％～2.5％，即：325目筛余为2％～2.5％，经过筛入浆池存储备用；
⑵喷雾干燥制备粉料压坯：上述泥浆输送至喷雾塔，干燥成粉料，粉料的水分控制在5.8％～7％，容重0.92％～0.99％，用压砖机干压成型；
⑶坯体干燥：将压制好的坯体送入干燥窑进行干燥，干燥温度180～270℃，干燥时间40～60min；
⑷淋底釉：按设定的配方称料，外加添加剂；将配料入球磨机，加入42％的水球磨成釉浆；釉浆细度325目筛余0.4～1.0，釉浆比重：1.7～1.85g/cm3，施釉量400g/m2～700g/m；
⑸喷墨印花：用喷墨花机打印图案；
⑹淋面釉：按设定的全抛釉层配方称料，外加添加剂；将配料入球磨机，加入42％的水球磨成釉浆；釉浆细度325目筛余0.2～0.6，釉浆比重：1.7～1.85g/cm3，施釉量200g/m2～450g/m2；
⑺烧成：烧成温度为1080～1150℃，烧成时间为45～60min。
作为优选：所述步骤⑴中的添加剂以质量份数计为：
| 羧甲基纤维素钠0.06份 | 三聚磷酸钠0.1份 | 腐植酸钠0.05份 |
| 水玻璃0.27份。 |
作为优选：所述步骤⑷中的底釉以质量份数计为：
| 钾长石10～25份 | 硅酸锆4～15份 | 烧滑石4～12份 |
| 石英3～12份 | 高岭土4～10份 | 钠长石35～60份 |
| 1212熔块3～15份。 |
作为优选：所述步骤⑷和所述步骤⑹中的添加剂以质量份数计为：
| 羧甲基纤维素钠0.12份 | 三聚磷酸钠0.42份。 |
与现有技术相比，本发明的有益效果:
⑴本发明利用本地高铁原料生产过程中产生的铁渣和钒钛工业废渣来生产黑色陶瓷砖，起到了变废为宝的作用，可以为国家的环保作出巨大的贡献。
⑵本发明利用铁渣和钒钛渣作为黑色陶瓷砖的坯体，可以大大降低陶瓷砖的烧成温度和烧成周期，真正达到了节能减排的目的；与行业同类别的产品相比较，能耗节约15％左右，生产成本节约35％左右。
⑶本发明通过工业废弃物来取代昂贵的黑色色料，在达到同样颜色坯体的情况下可大幅度的降低黑色产品的坯体成本；相对于常规黑色产品的坯体成本，可降低30％左右。
⑷本发明所采用的坯体配方，由于没有加入可塑性泥土，解决了行业用喷墨做黑色全抛釉的缩釉问题，为行业做黑色全抛釉产品提供了新的思路和方法，同时大量节省了成本。
⑸本发明所采用透明釉适合在1150℃以下的温度下烧成，而且透感强，可以大幅度降低窑炉的烧成温度，节省能源。
⑹本发明利用钒钛工业尾渣和除铁渣可以代替黑色色料生产黑色坯体陶瓷砖，同时在陶瓷坯体中加入钒钛尾渣和除铁渣可以起到助熔剂的作用，大幅降低陶瓷坯料的烧成温度。
⑺相比于行业陶瓷产品，本发明的坯体配方中不含有可塑性泥土，在喷墨打印大量墨水后更容易垂直渗透，因此在喷墨后再淋全抛釉可以避免缩釉情况的产生，可采用喷墨打印的方法来生产黑色全抛釉产品。
⑻本发明的全抛釉配方的调整是通过加入始熔点较高的1236釉粉和温度较低、高温流动性较好的1212熔块来调试，同时再加入适量的一些熔剂来达到烧成温度低，发色较好而透感又很强的要求。
具体实施方式
本发明下面将结合实施例作进一步详述：
所述黑色喷墨全抛釉陶瓷砖，由坯体层、底釉层、图案层、全抛釉层构成复合层结构。
所述坯体层配方以质量份数计为：
| 青砂31份 | 钒钛渣6份 | 除铁渣18份 | 铝矿13份 |
| 红矸石14份。 |
所述全抛釉层配方以质量份数计为：
所述1236釉粉以质量份数计为：
| 灼减7.43 | SiO<sub>2</sub> 50.37 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 16.2 | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 0.13 |
| CaO 8.4 | MgO 6.23 | K<sub>2</sub>O 0.34 | Na<sub>2</sub>O 3.16 |
| ZnO 2.21 | PbO 0.25 | BaO 4.49 | B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 0.79 |
所述1212熔块以质量份数计为：
| 灼减0.54 | SiO<sub>2</sub> 59.08 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 7.19 | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 0.12 |
| CaO 9.82 | MgO 1.02 | K<sub>2</sub>O 4.48 | Na<sub>2</sub>O 0.65 |
| ZnO 15 | B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 1.96 | BaO 0.14。 |
所述黑色喷墨全抛釉陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
⑴原料球磨：按上述坯体配方称料，外加添加剂羧甲基纤维素钠0.06份，三聚磷酸钠0.1份，腐植酸钠0.05份，水玻璃0.27份；将配料入球磨机，加入30％的水球磨成泥浆，泥浆大于40μm的颗粒为2％即(325目筛余为2％)，经过筛入浆池存储备用；
⑵喷雾干燥制备粉料压坯：上述泥浆输送至喷雾塔，干燥成粉料，粉料的水分控制在6％，容重0.94％，用压砖机干压成型；
⑶坯体干燥：将压制好的坯体送入干燥窑进行干燥，干燥温度240℃，干燥时间55min；
⑷淋底釉：按上述底釉的配方称料，外加添加剂羧甲基纤维素钠0.12份，三聚磷酸钠0.42份；将配料入球磨机，加入42％的水球磨成釉浆；釉浆细度325目筛余0.6，釉浆比重：1.83g/cm3，施釉量500g/m2；
⑸喷墨印花：用喷墨花机打印图案；
⑹淋面釉：按上述全抛釉层的配方称料，外加添加剂羧甲基纤维素钠0.12份，三聚磷酸钠0.42份；将配料入球磨机，加入42％的水球磨成釉浆；釉浆细度325目筛余0.4％，釉浆比重：1.85g/cm3，施釉量250g/m2；
⑺烧成：烧成温度为1130℃，烧成时间为55min。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种黑色喷墨全抛釉陶瓷砖，其特征在于，陶瓷砖由坯体层、底釉层、图案层、全抛釉层构成复合层结构。
2.根据权利要求1所述黑色喷墨全抛釉陶瓷砖，其特征在于，所述坯体层配方以质量份数计为：
青砂 20～40份 钒钛渣 2～12份 除铁渣 6～25份 铝矿 5～20份
红矸石 6～22份。
3.根据权利要求1所述黑色喷墨全抛釉陶瓷砖，其特征在于，所述全抛釉层配方以质量份数计为：
4.根据权利要求2或3所述黑色喷墨全抛釉陶瓷砖，其特征在于，
所述坯体层配方以质量份数计为：
青砂 31份 钒钛渣 6份 除铁渣 18份 铝矿 13份
红矸石 14份
所述全抛釉层配方以质量份数计为：
5.根据权利要求3所述黑色喷墨全抛釉陶瓷砖，其特征在于，所述1236釉粉以质量份数计为：
6.根据权利要求3所述黑色喷墨全抛釉陶瓷砖，其特征在于，所述1212熔块以质量份数计为：
7.一种黑色喷墨全抛釉陶瓷砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
⑴原料球磨：按坯体配方称料，外加添加剂，将配料入球磨机，加入30％的水球磨成泥浆，泥浆大于40μm的颗粒为2％～2.5％，即：325目筛余为2％～2.5％，经过筛入浆池存储备用；
⑵喷雾干燥制备粉料压坯：上述泥浆输送至喷雾塔，干燥成粉料，粉料的水分控制在5.8％～7％，容重0.92％～0.99％，用压砖机干压成型；
⑶坯体干燥：将压制好的坯体送入干燥窑进行干燥，干燥温度180～270℃，干燥时间40～60min；
⑷淋底釉：按设定的配方称料，外加添加剂；将配料入球磨机，加入42％的水球磨成釉浆；釉浆细度325目筛余0.4～1.0，釉浆比重：1.7～1.85g/cm3，施釉量400g/m2～700g/m；
⑸喷墨印花：用喷墨花机打印图案；
⑹淋面釉：按设定的全抛釉层配方称料，外加添加剂；将配料入球磨机，加入42％的水球磨成釉浆；釉浆细度325目筛余0.2～0.6，釉浆比重：1.7～1.85g/cm3，施釉量200g/m2～450g/m2；
⑺烧成：烧成温度为1080～1150℃，烧成时间为45～60min。
8.根据权利要求7所述黑色喷墨全抛釉陶瓷砖的制备方法，其特征在于，所述步骤⑴中的添加剂以质量份数计为：
羧甲基纤维素钠 0.06份 三聚磷酸钠 0.1份 腐植酸钠 0.05份
水玻璃 0.27份。
9.根据权利要求7所述黑色喷墨全抛釉陶瓷砖的制备方法，其特征在于，所述步骤⑷中的底釉以质量份数计为：
10.根据权利要求7所述黑色喷墨全抛釉陶瓷砖的制备方法，其特征在于，所述步骤⑷和所述步骤⑹中的添加剂以质量份数计为：
羧甲基纤维素钠 0.12份 三聚磷酸钠 0.42份。
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