CN112299832A - 一种陶瓷坯原料组合物、陶瓷坯及其制备方法、陶瓷品及其制备方法 - Google Patents

一种陶瓷坯原料组合物、陶瓷坯及其制备方法、陶瓷品及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及陶瓷制品制备技术领域，具体而言，涉及一种陶瓷坯原料组合物、陶瓷坯及其制备方法、陶瓷品及其制备方法。本发明的陶瓷坯原料组合物包括基料和黑矿渣；所述黑矿渣包括如下质量百分比的组分：SiO2 14％～17％、Al2O3 9％～11％、Fe2O3 54.5％～58％、TiO2 8.4％～11％、CaO 2.5％～3.8％、MgO 0.51％～0.63％、K2O 0.07％～0.09％、Na2O 4％～6％；所述基料包括如下质量份数的组分：砂、膨润土、原矿泥、滑石泥和石粉；所述黑矿渣的添加量为所述基料质量的0.8％～3％。本发明的陶瓷坯原料组合物在保证陶瓷坯的优异性能同时，可大大降低成本。

Description

一种陶瓷坯原料组合物、陶瓷坯及其制备方法、陶瓷品及其制 备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷制品制备技术领域，具体而言，涉及一种陶瓷坯原料组合物、陶瓷坯及其制备方法、陶瓷品及其制备方法。
背景技术
坯体和表面一个色调，深受消费者的喜爱。这类通体产品以灰、黑色调为多。要达到这个效果，必须在坯里面添加一定比例的黑色料，现在市场上的黑色料以铁-锰体系为发色基础，一般售价在1.5万元/吨，给生产厂家带来了较大的成本压力，且加入黑色料后干坯强度较低、制备工艺比较复杂。另外，在引入特殊一些不同成份的黑矿渣替代黑色料后，加入量不合适时，成品容易起泡和出现通体黑不正常现象。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种陶瓷坯原料组合物，以解决现有技术中加入黑色料成本过高的问题，本发明的陶瓷坯原料组合物可以大大降低成本，并且得到的陶瓷坯具有优异的干坯强度。
本发明的另一个目的在于提供一种陶瓷坯，在降低成本的同时，达到通体正常黑的效果，不起泡，干坯强度高。
本发明的另一个目的在于提供一种陶瓷坯的制备方法，该方法简单易行。
本发明的另一个目的在于提供一种陶瓷品，由本发明的陶瓷坯制备得到，具有优异的通体质地效果。
本发明的另一个目的在于提供一种陶瓷品的制备方法，该方法简单易行。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种陶瓷坯原料组合物，包括基料和黑矿渣；
所述黑矿渣包括如下质量百分比的组分：SiO214％～17％、Al2O3 9％～11％、Fe2O354.5％～58％、TiO2 8.4％～11％、CaO 2.5％～3.8％、MgO 0.51％～0.63％、K2O 0.07％～0.09％、Na2O 4％～6％；
所述基料包括如下质量份数的组分：砂71～77份、膨润土1.5～2.5份、原矿泥13～15份、滑石泥1.5～2.5份和石粉9～10份；
所述黑矿渣的添加量为所述基料质量的0.8％～3％。
优选地，所述砂主要由如下质量份数的组分组成：
中温砂39～32份、高铝砂10～11份、新丰砂13～14份和广西藤县砂9～10份。
优选地，所述中温砂包括狮南中温砂、莫村中温砂和台山中温砂中的至少一种；
优选地，所述中温砂包括狮南中温砂10～11份、莫村中温砂14～15份和台山中温砂15～16份。
优选地，所述原矿泥包括新兴原矿泥；
优选地，所述滑石泥包括江西滑石泥；
优选地，所述石粉包括中山石粉。
一种陶瓷坯，采用如上所述的陶瓷坯原料组合物制备得到。
所述的陶瓷坯的制备方法，包括以下步骤：
将所述基料和所述黑矿渣的混合物进行研磨，得到浆料，再压制成型。
优选地，所述研磨为球磨；
优选地，所述球磨的过程中，物料的流速为88～91s；
优选地，所述球磨的时间为11～12h；
优选地，所述球磨过程中的浆料比重为1.65～1.7g/cm3；
优选地，所述球磨后浆料的细度为0.8％～0.85％。
优选地，对所述研磨后的浆料进行除铁、一次陈腐、制粉和二次陈腐。
一种陶瓷品，主要由如上所述的陶瓷坯制备得到。
所述的陶瓷品的制备方法，包括以下步骤：
对所述陶瓷坯进行施釉和烧结；
优选地，所述烧结的温度为1168～1172℃，所述烧结的周期为58～62min；
优选地，所述施釉前对所述陶瓷坯进行干燥；
优选地，所述干燥的温度为175～182℃，时间为55～65min。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的陶瓷坯原料组合物可以大大降低成本，并且得到的陶瓷坯具有优异的干坯强度。
(2)本发明的陶瓷坯，在降低成本的同时，达到通体正常黑的效果，不起泡，干坯强度高。
(3)本发明的陶瓷坯的制备方法简单易行。
(4)本发明的陶瓷品由本发明的陶瓷坯制备得到，具有优异的通体效果，陶瓷品的制备方法简单易行。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
根据本发明的一个方面，本发明涉及一种陶瓷坯原料组合物，包括基料和黑矿渣；
所述黑矿渣包括如下质量百分比的组分：SiO2 14％～17％、Al2O3 9％～11％、Fe2O3 54.5％～58％、TiO2 8.4％～11％、CaO 2.5％～3.8％、MgO 0.51％～0.63％、K2O0.07％～0.09％、Na2O 4％～6％；
所述基料包括如下质量份数的组分：砂71～77份、膨润土1.5～2.5份、原矿泥13～15份、滑石泥1.5～2.5份和石粉9～10份；
所述黑矿渣的添加量为所述基料质量的0.8％～3％。
本发明通过基料和黑矿渣的配合用作陶瓷坯原料，保证陶瓷坯的性能同时大大降低成本。
矿渣替代黑色料的原理：利用矿渣中铁含量较高，在氧化气氛中呈现比较明显的黑色；而目前黑色料由于成本高的原因，原来的钴黑现在基本改为铁黑，两者发色原理一致。可以利用配方的调整，减少由于矿渣中V、P等杂质带来的起泡缺陷。
黑矿渣是高温炼铁产生，难以无害处理，通常做法是引入水泥、混凝土行业做填料处理；通过引入陶瓷坯料进行高温煅烧，基本能做到无害处理。本发明的方法既能处理一部分高温炼铁产生的尾矿，又能降低陶瓷厂家生产通体产品的成本压力。
在一种实施方式中，以质量百分比计，所述SiO2为14％～17％，还可以选择14％、14.5％、15％、15.5％、16％、16.5％或17％。
在一种实施方式中，以质量百分比计，所述Al2O3为9％～11％，还可以选择9％、9.5％、10％、10.5％或11％；
在一种实施方式中，以质量百分比计，所述Fe2O3为54.5％～58％，还可以选择54.5％、55％、55.5％、56％、56.5％、57％或58％。
在一种实施方式中，以质量百分比计，所述TiO2为8.4％～11％，还可以选择8.4％、9％、9.5％、10％、10.5％或11％。
在一种实施方式中，以质量百分比计，所述CaO为2.5％～3.8％，还可以选择2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3％、3.5％或3.8％。
在一种实施方式中，以质量百分比计，所述MgO为0.51％～0.63％，还可以选择0.51％、0.52％、0.55％、0.58％、0.6％或0.63％。
在一种实施方式中，以质量百分比计，所述K2O为0.07％～0.09％，还可以选择0.07％、0.08％或0.09％。
在一种实施方式中，以质量百分比计，所述Na2O为4％～6％，还可以选择4％、5％或6％。
在一种实施方式中，以质量份数计，所述砂为71～77份，还可以选择71份、72份、73份、74份、75份、76份或77份。
在一种实施方式中，以质量份数计，所述膨润土1.5～2.5份，还可以选择1.5份、1.8份、2份、2.1份、2.2份或2.5份。
在一种实施方式中，以质量份数计，所述原矿泥13～15份，还可以选择13份、13.5份、14份、14.5份或15份。
在一种实施方式中，以质量份数计，所述滑石泥1.5～2.5份，还可以选择1.5份、1.8份、2份或2.5份。
在一种实施方式中，以质量份数计，所述石粉9～10份；还可以选择9份、9.5份或10份。
在一种实施方式中，所述黑矿渣的添加量为所述基料质量的0.8％～3％，还可以选择0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％或3％。
本发明中黑矿渣加入量过低，达不到通体正常黑的效果；黑矿渣加入量过多，收缩率增大，易起泡，干坯强度降低，断裂模数降低。
优选地，所述砂主要由如下质量份数的组分组成：
中温砂39～42份、高铝砂10～11份、新丰砂13～14份和广西藤县砂9～10份。
优选地，所述中温砂包括狮南中温砂、莫村中温砂和台山中温砂中的至少一种。
优选地，所述中温砂包括狮南中温砂10～11份、莫村中温砂14～15份和台山中温砂15～16份。
优选地，所述原矿泥包括新兴原矿泥。
优选地，所述滑石泥包括江西滑石泥。
优选地，所述石粉包括中山石粉。
在一种实施方式中，所述基料包括狮南中温砂10份、莫村中温砂14份、台山中温砂15份、新兴原矿泥13份、江西滑石泥2份、膨润土2份、四会高铝砂膏11份、中山石粉10份、新丰砂13份和广西藤县砂10份。
在一种实施方式中，本发明中涉及的原料的组成如表1所示(质量百分比％)：
表1各原料组成
Figure BDA0002784692140000071
根据本发明的另一个方面，本发明还涉及一种陶瓷坯，采用如上所述的陶瓷坯原料组合物制备得到。
本发明的陶瓷坯具有较高的干坯强度，得到体正常黑的效果。坯体收缩率为9.08％～9.33％，断裂模数为50～52N/mm2，烧后白度为17％～17.5％，干坯强度为50.5～52Mpa。
根据本发明的另一个方面，本发明还涉及所述的陶瓷坯的制备方法，包括以下步骤：
将所述基料和所述黑矿渣的混合物进行研磨，得到浆料，再压制成型。
优选地，所述研磨为球磨。
优选地，所述球磨的过程中，物料的流速为88～91s；
优选地，所述球磨的时间为11～12h；
优选地，所述球磨过程中的浆料比重为1.65～1.7g/cm3；
优选地，所述球磨后浆料的细度为0.8％～0.85％。
优选地，对所述研磨后的浆料进行除铁、一次陈腐、制粉和二次陈腐。
根据本发明的另一个方面，本发明还涉及一种陶瓷品，主要由如上所述的陶瓷坯制备得到。
本发明的陶瓷品具有优异的通体效果，成本低。
根据本发明的另一个方面，本发明还涉及所述的陶瓷品的制备方法，包括以下步骤：
对所述陶瓷坯进行施釉和烧结；
优选地，所述烧结的温度为1168～1172℃，所述烧结的周期为58～62min。
在一种实施方式中，所述烧结的温度为1168～1172℃，还可以选择1168℃、1169℃、1170℃、1171℃或1172℃。
在一种实施方式中，所述烧结的周期为58～62min，还可以选择58min、59min、60min、61min或62min。
优选地，所述施釉前对所述陶瓷坯进行干燥；
优选地，所述干燥的温度为175～182℃，时间为55～65min。
在一种实施方式中，所述干燥的温度为175～182℃，还可以选择175℃、176℃、177℃、178℃、179℃、180℃、181℃或182℃。
在一种实施方式中，所述干燥的时间为55～65min，还可以选择55min、56min、57min、58min、59min、60min或65min。
优选地，在所述施釉后，烧结前进行印花。
优选地，所述烧结后，进行修边、抛光、品检和包装。
下面将结合具体的实施例和对比例对本发明作进一步的解释说明。
实施例1
一种陶瓷坯原料组合物，包括基料和黑矿渣；
所述黑矿渣包括如下质量百分比的组分：SiO214.91、Al2O39.85％、Fe2O3 54.96％、TiO29.13％、CaO 2.88％、MgO 0.57％、K2O 0.08％、Na2O 4.15％；烧失量为1.58％；
所述基料包括如下质量份数的组分：狮南中温砂10份、莫村中温砂14份、台山中温砂15份、新兴原矿泥13份、江西滑石泥2份、膨润土2份、四会高铝砂膏11份、中山石粉10份、新丰砂13份和广西藤县砂10份；
所述黑矿渣的添加量为所述基料质量的1％。
一种陶瓷坯的制备方法，包括以下步骤：将所述基料和所述黑矿渣的混合物进行研磨，得到浆料，再压制成型。
实施例2
一种陶瓷坯原料组合物，包括基料和黑矿渣；
所述黑矿渣包括如下质量百分比的组分：SiO2 14.91、Al2O3 9.85％、Fe2O354.96％、TiO2 9.13％、CaO 2.88％、MgO 0.57％、K2O 0.08％、Na2O 4.15％；烧失量为1.58％；
所述基料包括如下质量份数的组分：狮南中温砂10份、莫村中温砂14份、台山中温砂15份、新兴原矿泥13份、江西滑石泥2份、膨润土2份、四会高铝砂膏11份、中山石粉10份、新丰砂13份和广西藤县砂10份；
所述黑矿渣的添加量为所述基料质量的0.8％。
一种陶瓷坯的制备方法，包括以下步骤：将所述基料和所述黑矿渣的混合物进行研磨，得到浆料，再压制成型。
实施例3
一种陶瓷坯原料组合物，包括基料和黑矿渣；
所述黑矿渣包括如下质量百分比的组分：SiO2 14.91％、Al2O3 9.85％、Fe2O354.96％、TiO2 9.13％、CaO 2.88％、MgO 0.57％、K2O 0.08％、Na2O 4.15％；烧失量为1.58％；
所述基料包括如下质量份数的组分：狮南中温砂10份、莫村中温砂14份、台山中温砂15份、新兴原矿泥13份、江西滑石泥2份、膨润土2份、四会高铝砂膏11份、中山石粉10份、新丰砂13份和广西藤县砂10份；
所述黑矿渣的添加量为所述基料质量的3％。
一种陶瓷坯的制备方法，包括以下步骤：将所述基料和所述黑矿渣的混合物进行研磨，得到浆料，再压制成型。
对比例1
一种陶瓷坯原料组合物，包括基料和坯黑；
所述基料包括如下质量份数的组分：狮南中温砂10份、莫村中温砂14份、台山中温砂15份、新兴原矿泥13份、江西滑石泥2份、膨润土2份、四会高铝砂膏11份、中山石粉10份、新丰砂13份和广西藤县砂10份；
所述坯黑的添加量为所述基料质量的0.2％。
一种陶瓷坯的制备方法，包括以下步骤：将所述基料和所述黑矿渣的混合物进行研磨，得到浆料，再压制成型。
对比例2
一种陶瓷坯原料组合物，除所述黑矿渣的添加量为所述基料质量的0.5％，其他条件同实施例1。
对比例3
一种陶瓷坯原料组合物，除所述黑矿渣的添加量为所述基料质量的5％，其他条件同实施例1。
对比例4
一种陶瓷坯原料组合物，包括基料和坯黑；
所述基料包括如下质量份数的组分：狮南中温砂10份、莫村中温砂20份、新兴原矿泥15份、江西滑石泥2份、膨润土2份、四会高铝砂膏10份和、龙新高温砂15份和广西藤县砂5份；
所述坯黑的添加量为所述基料质量的8％。
一种陶瓷坯的制备方法，包括以下步骤：将所述基料和所述坯黑的混合物进行研磨，得到浆料，再压制成型。
实验例
一、本发明中实施例1、对比例1～4中陶瓷坯原料组合物的成分分析如下表2所示(％)。
表2陶瓷坯原料组合物的成分分析(％)
SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> TiO<sub>2</sub> CaO MgO K<sub>2</sub>O Na<sub>2</sub>O L.O.I
实施例1 68.53 18.56 1.81 0.2 0.22 0.93 3.06 2.08 4.78
对比例1 69.12 18.38 1.60 0.19 0.34 0.98 3.0 2.24 4.45
对比例2 68.38 18.47 1.45 0.21 0.19 0.91 3.09 2.05 4.62
对比例3 67.95 18.66 2.72 0.5 0.3 0.9 2.99 2.10 5.12
对比例4 68.50 18.34 4.41 0.78 0.35 1.01 2.91 2.15 5.52
二、本发明中实施例1、对比例1～4中陶瓷坯的小试性能检测结果如表3所示。
表3陶瓷坯性能检测
Figure BDA0002784692140000121
由表3可知，黑矿渣加入量少，达不到通体正常黑的效果；黑矿渣加入量多，收缩率增大，易起泡，干坯强度降低，断裂模数降低。
三、将实施例1的原料组合物配方进行中试的结果和对比例1中试结果进行比对，如表4所示。
表4实施例1的中试结果
Figure BDA0002784692140000122
四、经济效果
黑色料：14700元/吨(含13％税)，黑矿渣：700元/吨(含13％税)，结果如表5所示。
表5经济效益分析
年度 2019 2020
生产粉料数量(吨) 10846 20377
黑矿渣用量(吨) 97.61 195.91
减少黑色料用量(吨) 11.93 22.41
节约成本(万元) 15.52 29.16
由表5可以看出，本发明的方法既可以处理一部分高温炼铁产生的尾矿，又能降低陶瓷厂家生产通体产品的成本压力，大大节约成本。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种陶瓷坯原料组合物，其特征在于，包括基料和黑矿渣；
所述黑矿渣包括如下质量百分比的组分：SiO214％～17％、Al2O3 9％～11％、Fe2O354.5％～58％、TiO2 8.4％～11％、CaO2.5％～3.8％、MgO 0.51％～0.63％、K2O0.07％～0.09％、Na2O 4％～6％；
所述基料包括如下质量份数的组分：砂71～77份、膨润土1.5～2.5份、原矿泥13～15份、滑石泥1.5～2.5份和石粉9～10份；
所述黑矿渣的添加量为所述基料质量的0.8％～3％。
2.根据权利要求1所述的陶瓷坯原料组合物，其特征在于，所述砂主要由如下质量份数的组分组成：
中温砂39～42份、高铝砂10～11份、新丰砂13～14份和广西藤县砂9～10份。
3.根据权利要求2所述的陶瓷坯原料组合物，其特征在于，所述中温砂包括狮南中温砂、莫村中温砂和台山中温砂中的至少一种；
优选地，所述中温砂包括狮南中温砂10～11份、莫村中温砂14～15份和台山中温砂15～16份。
4.根据权利要求1所述的陶瓷坯原料组合物，其特征在于，所述原矿泥包括新兴原矿泥；
优选地，所述滑石泥包括江西滑石泥；
优选地，所述石粉包括中山石粉。
5.一种陶瓷坯，其特征在于，采用权利要求1～4中任一项所述的陶瓷坯原料组合物制备得到。
6.如权利要求5所述的陶瓷坯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述基料和所述黑矿渣的混合物进行研磨，得到浆料，再压制成型。
7.根据权利要求6所述的陶瓷坯的制备方法，其特征在于，所述研磨为球磨；
优选地，所述球磨的过程中，物料的流速为88～91s；
优选地，所述球磨的时间为11～12h；
优选地，所述球磨过程中的浆料比重为1.65～1.7g/cm3；
优选地，所述球磨后浆料的细度为0.8％～0.85％。
8.根据权利要求6所述的陶瓷坯的制备方法，其特征在于，对所述研磨后的浆料进行除铁、一次陈腐、制粉和二次陈腐。
9.一种陶瓷品，其特征在于，主要由权利要求5中所述的陶瓷坯制备得到。
10.根据权利要求9所述的陶瓷品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
对所述陶瓷坯进行施釉和烧结；
优选地，所述烧结的温度为1168～1172℃，所述烧结的周期为58～62min；
优选地，所述施釉前对所述陶瓷坯进行干燥；
优选地，所述干燥的温度为175～182℃，时间为55～65min。
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