一种利用高钙陶土和白云石生产陶瓷砖的方法

摘要

本发明提供的一种利用高钙陶土和白云石生产陶瓷砖的方法，属于建筑材料领域，制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙陶土50份～90份，白云石2.5份～30份。本发明采用大量的高钙低陶土和白云石制造一种新型的陶瓷砖，使低品质陶土和白云石得到了有效且高值的利用，同时采用低温快速烧成，减少能源消耗，是一种环保型高档建筑陶瓷装饰材料，且制备方法简单可行，有利于工业化生产，具有明显的社会和经济效益。

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，尤其涉及一种利用高钙陶土和白云石 生产陶瓷砖的方法。

背景技术

贵州省地处中国西南地区高原山地，矿产资源丰富，为典型的喀 斯特地貌，其范围内粘土资源氧化钙含量较高，白云石储量居全国第 九位，因此，如何将这些资源高效利用将对贵州省的经济发展起到重 要的作用。

贵州的高钙陶土矿石主要为紫红、棕红厚层块状钙质粉砂岩、含 泥粉砂岩、含粉砂泥岩、粘土岩，储量超过8000万吨，其成分主要 是：54％的SiO₂，12％的Al₂O₃，4％的Na₂O和K₂O，1％的TiO₂，3％的MgO 等，但是其CaO和Fe₂O₃的含量确分别占17％的和7％的。组成陶土矿 的基本成份为石英、粘土矿物、白云石、方解石、斜长石、微斜长石、 硅质岩屑、云母片、赤铁矿、褐铁矿、海绿石、锆石、电气石及铁质 等，其中以前四种为主，是一种非常典型的含杂质成分较高的低品质 陶土资源。低品质陶土属于粘土中的易烧粘土类，其中的粘土相含量 少，有害杂质多，由此导致耐火度低，仅为1120～1140℃；白度不 合格，不能制备高档次陶瓷制品；存在过多石英、白云石矿物，塑性 差，为弱塑性粘土。在传统粘土-石英-长石三组分陶瓷体系中，仅适 合作为生产低附加值粘土砖瓦及粗陶制品的原料。

白云石是由碳酸钙和碳酸镁组成的矿物，广泛应用于建材、陶瓷、 焊接、橡胶、造纸、塑料等工业中，白云石的主要产品包括碳酸镁、 氧化镁、亲氧化镁、金属镁、硫酸镁等。白云石在陶瓷生产中主要作 为辅料应用，用来在柸体和釉料中引入氧化镁和碳酸钙成分代替滑石 和方解石，改变混料的成分，从而降低柸体的烧成温度，促进石英的 溶解和莫来石的形成等。

传统建筑陶瓷是以粘土为主并辅以长石、石英等矿物组分的三组 分陶瓷，属于SiO₂-Al₂O₃-K₂O(Na₂O)三元体系，其主晶相是莫来石、石 英、玻璃相等。这一陶瓷体系要求瓷质砖中原料不能含有过多的杂质， 其中，CaO质量百分含量通常小于3％，Fe₂O₃质量百分含量通常小于 0.8％。因此，传统建筑陶瓷在生产过程中面临着优质矿物资源短缺、 枯竭及价格上涨的威胁。

目前还没有利高钙陶土和白云石制备建筑陶瓷的研究，专利公开 号CN102491737A发明了一种利用白云石制备耐高温生物可溶性陶瓷 纤维的方法，其白云石用量为15～40wt％。专利公开号CN103011786A 发明了一种生产发泡陶瓷保温板的方法，利用到白云石，但其掺量仅 为1-6wt％。专利公开号CN104140246A发明了多孔镁橄榄石-镁黄长 石符合陶瓷材料，其白云石掺量到达40～60wt％。专利公开号 CN103086697A提出一种利用钙类矿物方解石或钟乳石制备高钙陶瓷 的方法，但其方解石或钟乳石掺量较少，且对其余配料的品质要求较 高。专利公开号CN103833326A提出一种利用紫砂页岩与陶土混合物 作为粘土原料制备陶瓷产品的方法，但其陶土掺量较少，并且其陶土 中CaO和Fe₂O₃含量小于1％。但是这些发明均没有将高钙陶土和白云 石的应用结合起来。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用高钙陶土和白云石 生产陶瓷砖的方法。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种利用高钙陶土和白云石生产陶瓷砖的工艺，制 作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙陶土50份～90份，白云石 2.5份～30份。

进一步的，所述的高钙陶土中的钙和铁的含量为：CaO>12％， Fe₂O₃>3％。

进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料还包括硅石，其重量份为： 0～25份(不含0)。

进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料还包括含钾页岩，其重量 份为：0～10份(不含0)。

进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙 陶土50份，白云石25份，硅石25份。

进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙 陶土55份，白云石20份，硅石20份，含钾页岩5份。

进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙 陶土60份，白云石17.5份，硅石17.5份，含钾页岩5份。

进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙 陶土65份，白云石15份，硅石15份，含钾页岩5份。

进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙 陶土70份，白云石12.5份，硅石12.5份，含钾页岩5份。

进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙 陶土75份，白云石10份，硅石10份，含钾页岩5份。

进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙 陶土80份，白云石7.5份，硅石7.5份，含钾页岩5份。

进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙 陶土85份，白云石5份，硅石5份，含钾页岩5份。

进一步的，所述的制作该陶瓷砖的原料各组分的重量份为：高钙 陶土90份，白云石2.5份，硅石2.5份，含钾页岩5份。

上述的高钙陶土为低品质高钙陶土。

进一步的，制作方法包括以下步骤：

a、配料，取经过破碎处理的原料和水混料入球磨机中球磨，过 筛后将泥浆利用喷雾干燥塔喷粉备用；

b、将工艺步骤a过程喷雾后制的干粉利用大吨位压机干压成型；

c、将成型后的陶瓷砖坯通体过干燥设备，坯体干燥为含水量小 于0.5份后进入辊道窑炉内烧成；

d、烧成后制品可经过磨边、抛光、分选、包装为成品。

进一步的，所述的步骤a中，泥浆的含水率不高于36％。

进一步的，所述的步骤c中，坯体在辊道窑炉内的烧成温度为 1100～1200℃，烧成时间50～120min。

本发明的有益效果在于：(1)本发明采用大量的高钙低品质陶土 和白云石制造一种新型的陶瓷砖，使低品质的陶土和白云石得到了有 效且高值的利用，同时采用低温快速烧成，减少能源消耗，是一种环 保型高档建筑陶瓷装饰材料，简单可行，有利于工业化生产，具有明 显的社会和经济效益；(2)本发明是硅-钙-镁-铝体系陶瓷，具有烧结 温度低、主晶相不同、力学性能好、铁离子起到有益作用等特点，具 有良好的装修效果，且其提供的生产方法简单可行，有利于工业化生 产；(3)解决了传统方法在加入含钙物料的时候同时未加入含镁和含 铁物料，在陶瓷烧结过程中会出现黄长石相或者钙长石相(两种晶相 在较低温度下易于熔解)，并进而使得陶瓷变形是问题；本发明在加 入含钙组分的同时增加含镁和含铁组分，能够形成辉石、堇青石等高 熔点物相，避免了陶瓷烧结过程中易于变形的问题，并通过控制加入 含铁的物料，能够调节陶瓷烧结温度，使陶瓷能够保证易于烧结。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限 于所述。

实施例一

根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：高钙陶土50份， 白云石2.5份，制成含水率不高于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后 干粉以压制成型为600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率 <0.1％，入辊道窑烧成时间60分钟，最高烧成温度1200℃烧成。烧 成后制品抗折强度为25.55MPa，吸水率24.35％，经磨边、抛光、分 选入库，是一种优良的建筑装饰材料。

实施例二

根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：高钙陶土90份， 白云石30份，制成含水率不高于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后 干粉以压制成型为600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率 <0.1％，入辊道窑烧成时间60分钟，最高烧成温度1200℃烧成。烧 成后制品抗折强度为32.03MPa，吸水率23.01％，经磨边、抛光、分 选入库，是一种优良的建筑装饰材料。

实施例三

根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土 50份，白云石25份，硅石25份，含钾页岩0份，制成含水率不高 于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为 600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成 时间60分钟，最高烧成温度1200℃烧成。烧成后制品抗折强度为 38.05MPa，吸水率21.35％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良 的建筑装饰材料。

实施例四

根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土 55份，白云石20份，硅石20份，含钾页岩5份，制成含水率不高 于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为 600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成 时间60分钟，最高烧成温度1200℃烧成。烧成后制品抗折强度为 84.67MPa，吸水率6.20％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的 建筑装饰材料。

实施例五

根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土 60份，白云石17.5份，硅石17.5份，含钾页岩5份，制成含水率 不高于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为 600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成 时间60分钟，最高烧成温度1190℃烧成。烧成后制品抗折强度为 100.18MPa，吸水率0.15％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良 的建筑装饰材料。

实施例六

根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土 65份，白云石15份，硅石15份，含钾页岩5份，制成含水率不高 于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为 600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成 时间60分钟，最高烧成温度1170℃烧成。烧成后制品抗折强度为 88.32MPa，吸水率0.21％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的 建筑装饰材料。

实施例七

根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土 70份，白云石12.5份，硅石12.5份，含钾页岩5份，制成含水率 不高于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为 600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成 时间60分钟，最高烧成温度1170℃烧成。烧成后制品抗折强度为 91.65MPa，吸水率0.16％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的 建筑装饰材料。

实施例八

根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土 75份，白云石10份，硅石10份，含钾页岩5份，制成含水率不高 于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为 600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成 时间60分钟，最高烧成温度1170℃烧成。烧成后制品抗折强度为 83.81MPa，吸水率0.17％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的 建筑装饰材料。

实施例九

根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土 80份，白云石7.5份，硅石7.5份，含钾页岩5份，制成含水率不 高于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为 600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成 时间60分钟，最高烧成温度1170℃烧成。烧成后制品抗折强度为 51.18MPa，吸水率0.17％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的 建筑装饰材料。

实施例十

根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土 85份，白云石5份，硅石5份，含钾页岩5份，制成含水率不高于 36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为 600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成 时间60分钟，最高烧成温度1150℃烧成。烧成后制品抗折强度为 90.43MPa，吸水率0.18％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的 建筑装饰材料。

实施例十一

根据配方性能要求配料，各组分的重量份为：低品质高钙陶土 90份，白云石2.5份，硅石2.5份，含钾页岩5份，制成含水率不 高于36％的泥浆后喷雾干燥，将喷雾后干粉以压制成型为 600mm*600mm*11mm规格，经干燥后柸体含水率<0.1％，入辊道窑烧成 时间60分钟，最高烧成温度1140℃烧成。烧成后制品抗折强度为 88.15MPa，吸水率0.14％，经磨边、抛光、分选入库，是一种优良的 建筑装饰材料。

如上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此来限定本发明的 权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发 明所涵盖的范围。