CN114873988A - 一种利用废旧陶瓷制得的新日用瓷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用废旧陶瓷制得的新日用瓷及其制备方法，属于日用陶瓷技术领域，包括以下步骤：废日用瓷粉碎、球磨制成废瓷砂；将原料：废瓷砂、钠长石、高岭土、瓷泥和石英混合，经过湿法球磨，坯浆达到所需的细度后过筛、除铁、榨泥、练泥、沉腐；或者将废瓷砂加入现生产所用的成品泥中，经过练泥、沉腐；然后进行滚压成型得到湿坯，干燥，修坯得到生坯；生坯上釉，干燥后烧制。通过粉碎、球磨废日用瓷制成废瓷砂浆料，浆料通过脱水得到废瓷砂。解决了单纯用鄂式破碎机粉碎废日用瓷颗粒细度难控制，产量低、能耗高、人工成本高等问题。利用日用废瓷砂，代替矿生资源水磨钠长石制成的仿粗陶与日用炻瓷的新日用瓷种。
Description
技术领域
本发明属于日用陶瓷技术领域，具体是一种利用废旧陶瓷制得的新日用瓷及其制备方法。
背景技术
陶瓷生产，每天都会产生大量的废日用瓷。一般工厂处理废日用瓷的方式以填埋或用鄂式破碎机粉碎，再作建筑填料用。若以填埋的方式处理，所占土地资源十分大，且废日用瓷的烧结程度较高(吸水率为6％或以下)，自然风化分解难度大(约需10000年才能降解)；若以鄂式破碎机粉碎，再作建筑填料用，由于废日用瓷砂的强度相较岩石的强度低，规格难达到建筑砂的要求，且颜色各异等缺点，故只能用作一般道路建筑填料用，用途并不广。故对废日用瓷处理日渐成为陶瓷生产企业棘手的问题。
随着日用瓷的持续生产，钠长石矿的不断开采，矿生资源钠长石也日渐减少，这对日后的陶瓷生产造成一定的压力。减少钠长石资源开发量，寻找可替代产品，成为陶瓷开发工作者的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用废旧陶瓷制得的新日用瓷及其制备方法，简易节能，解决废日用瓷处理问题，既可减少资源开采，又可减少废日用瓷造成的环境污染，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。
根据本发明的一个方面，提供一种利用废旧陶瓷制得的新日用瓷及其制备方法，包括以下步骤：
步骤一：通过鄂式破碎机粉碎废日用瓷，再输送至连续湿式球磨机球磨成浆料，浆料通过脱水得到所需目数的废瓷砂，备用；
步骤二：将原料：废瓷砂、钠长石、高岭土、瓷泥和石英混合，经过湿法球磨，坯浆达到所需的细度后过筛、除铁、榨泥、练泥、沉腐；或者将废瓷砂加入现生产所用的成品泥中，经过练泥、沉腐；
步骤三：然后进行滚压成型得到湿坯，干燥，修坯得到生坯；
步骤四：生坯上釉，干燥后在辊道窑内进行一次烧成，得到日用瓷成品。
可选地，所述废瓷砂的化学成分组成为：SiO2 65.5～66.5％、Al2O3 21.0～23.0％、Fe2O3 0.5～0.7％、CaO 0.4～0.7％、MgO 0.3～0.6％、K2O1.2～2.0％、Na2O 2.2～2.4％和小于0.1％的硼氧化物。
可选地，步骤二所述坯浆的细度为过250目筛余0.15-0.20％。
可选地，步骤二球磨时原料、球石、水的质量比为1:1.4～1.7:1.2～1.3。
可选地，步骤二的练泥过程中，练泥机真空度不小于-0.098Mpa，练泥次数不少于4次。
可选地，步骤四中的烧成温度为1180-1200℃，保温时间为25～35分钟。
可选地，步骤四中制得的日用瓷成品的吸水率＜3.0％。
可选地，利用废旧陶瓷制得的新日用瓷包括：新日用炻瓷和新日用仿粗陶瓷。
可选地，所述新日用炻瓷的坯料包括以下重量份的组分：废瓷砂15～25份、钠长石0～10份、高岭土30～40份、瓷泥25～35份和石英5～15份。
可选地，所述新日用仿粗陶瓷的坯料包括以下重量份的组分：成品泥25份；不大于80目的废瓷砂3～5份。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过鄂式破碎机粉碎废日用瓷，再输送至连续湿式球磨机球磨成浆料，浆料通过脱水得到所需目数的废瓷砂。解决了单纯用鄂式破碎机粉碎废日用瓷颗粒细度难控制，产量低，能耗高，人工成本高等问题。回收利用废日用瓷，是利用废瓷砂，代替矿生资源水磨钠长石制成的仿粗陶与日用炻瓷的新日用瓷种。
附图说明
图1是本发明实施例提供的新日用炻瓷图一；
图2是本发明实施例提供的新日用炻瓷图二；
图3是本发明实施例提供的新日用仿粗陶瓷图一；
图4是本发明实施例提供的新日用仿粗陶瓷图二。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。一种利用废旧陶瓷制得的新日用瓷及其制备方法及其制备方法限制。
另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。
参阅图1和图4，一方面，根据本发明的一个总体技术构思，提供一种利用废旧陶瓷制得的新日用瓷及其制备方法，包括以下步骤：
步骤一：通过鄂式破碎机粉碎废日用瓷，再输送至连续湿式球磨机球磨成浆料，浆料通过脱水得到所需目数的废瓷砂，备用；
步骤二：将原料：废瓷砂、钠长石、高岭土、瓷泥和石英混合，经过湿法球磨，坯浆达到所需的细度后过筛、除铁、榨泥、练泥、沉腐；或者将废瓷砂加入现生产所用的成品泥中，经过练泥、沉腐；
步骤三：然后进行滚压成型得到湿坯，干燥，修坯得到生坯；
步骤四：生坯上釉，干燥后在辊道窑内进行一次烧成，得到日用瓷成品。
本制备方法通过鄂式破碎机粉碎废日用瓷，再输送至连续湿式球磨机球磨成浆料，浆料通过脱水得到所需目数的废瓷砂。既解决单纯用鄂式破碎机粉碎废日用瓷颗粒细度难控制，产量低，能耗高，人工成本高等问题。通过设备改良后，总能耗约节能10％左右，人工成本下降70％左右，产量提高至80％以上。回收利用废日用瓷，是利用废瓷砂，代替矿生资源水磨钠长石制成的仿粗陶与日用炻瓷的新日用瓷种。
所述废瓷砂的化学成分组成为：SiO2 65.5～66.5％、Al2O3 21.0～23.0％、Fe2O30.5～0.7％、CaO 0.4～0.7％、MgO 0.3～0.6％、K2O 1.2～2.0％、Na2O2.2～2.4％和小于0.1％的硼氧化物。废瓷砂中主要含有碱土金属(钙镁)与碱金属(钾钠)氧化物及微量硼氧化物的共熔体。
废瓷砂的共熔体中碱土金属氧化物为氧化钙和氧化镁，碱金属氧化物氧化钾、氧化钠与微量氧化硼的质量比例为MgO：CaO：K2O：Na2O：B2O5≈1：2.5：1.7：2.2：0.005。在长石的肋熔与废瓷砂的矿化作用下，高温时，令坯体生成的不规则排列的针状莫来石，及一定量的玻璃相的生成，增强坯体的高温强度，有效防止制品高温变形，并有效防止所生成的莫来石在烧成及冷却时再分解转化，保证瓷坯较高的强度，最终提高制品的热稳定性。
优选地，步骤二坯浆的细度为过250目筛余0.15-0.20％。
优选地，步骤二球磨时原料、球石、水的质量比为1:1.4～1.7:1.2～1.3。
优选地，步骤二的练泥过程中，练泥机真空度不小于-0.098Mpa，练泥次数不少于4次。沉腐时间不小于72小时。
优选地，步骤四中的烧成温度为1180-1200℃，保温时间为25～35分钟。
本发明控制最终产物的吸水率，使其最终产物的吸水率在2.5％以下；对抗震强度的提高亦得到有力的保障，亦为大批稳定生产提供有力支撑依据。
利用废旧陶瓷制得的新日用瓷包括：新日用炻瓷和新日用仿粗陶瓷。
新日用炻瓷的坯料包括以下重量份的组分：废瓷砂15～25份、钠长石0～10份、高岭土30～40份、瓷泥25～35份和石英5～15份。
新日用仿粗陶瓷的坯料包括以下重量份的组分：成品泥25份；不大于80目的废瓷砂3～5份。成品泥为反应釉棕色全瓷泥或中温裂纹釉日用瓷泥。
反应釉棕色全瓷泥包括以下重量份的组分：醴陵黄土45～55份、衡山低火瓷泥15～20份、北海瓷泥15-20份、攸县瓷砂15-20份和矿化添加剂0.5-1份。
中温裂纹釉日用瓷泥包括以下重量份的组分：江西水洗石英粉10-15份、衡山钠长石28-33份、龙岩水洗高岭土50-55份、河南瓷泥5-10份和广西白云石类矿化剂0.5-1份。
新日用炻瓷是以优质高岭土与瓷土为主要原料，配以适量起骨架作用的石英、起助熔作用的长石以及起矿化作用的废瓷砂。本发明中坯料中Al2O3的质量百分含量控制在21.0～23.0％,再配以适量起骨架作用的石英、起助熔作用的长石以及起矿化作用的废瓷砂配制而成。得到的生坯强度较高，克服了因施釉后坯体易破损的问题，从而不需要经过素烧，实现一次烧成。
新日用仿粗陶瓷是在现用的各类瓷土泥(包括炻瓷泥，色土瓷泥)外加固定分量的废瓷砂，经练泥机混合均匀而成，而现有的瓷泥中也以优质高岭土与瓷土为主要原料，配以适量起骨架作用的石英、起助熔作用的长石配制而成。得到的生坯强度较高，克服了因施釉后坯体易破损的问题，从而不需要经过素烧，实现一次烧成。
新日用炻瓷生产所使用坯料的原料都是经过处理加工，所用的长石为钠长石，钠长石和石英都是经过磨粉水洗过筛而成，经过水洗，其中的杂质少之又少，从而解决坯体在升温过程中因杂质分解而形成缺陷的问题，是实现快烧的必备条件之一；本发明的坯料中Al2O3的质量百分含量控制在21.0～23.0％,再配以适量起骨架作用的石英、起助熔作用的长石以及起矿化作用的废瓷砂，使得坯料在适当的高温条件下，生成一定量的不规则排列的针状莫来石，及一定量的玻璃相。且废瓷砂内含碱土金属氧化物、碱金属氧化物及微量硼氧化物，其质量比约为1:2.5:1.7:2.2:0.005，起矿化作用，在矿化剂废瓷砂的作用下，有效防止所生成的针状莫来石晶体在烧成及冷却时再分解转化，增强坯体的高温强度，有效防止制品高温变形，拓宽制品的烧成范围，是实现快烧的必备条件之二；本发明亦通过控制配方中长石及废瓷砂的用量，来控制最终产物中的K2O、Na2O的含量，使其中CaO 0.4～0.7％，MgO 0.3～0.6％，K2O 1.2～2.0％，Na2O 2.2～2.4％，是实现快烧的必备条件之三。
而新日用仿粗陶瓷所用的基础泥料为现用的瓷泥，与废瓷砂合理混合后，也能实现上述条件要求。
本发明的坯料中控制SiO2的含量在SiO2 65.5～66.5％，减少坯体中的SiO2随温度变化而产生的内应力作用及降低坯体的膨胀系数。Al2O3含量在21.0～23.0％，保证莫来石的生成量，确保坯体有较低的膨胀系数及较高的强度，为防止产品烧成冷却时的产生炸瓷的缺陷提供必要保障，最终所制得的制品吸水率为3％以下。采用本发明的坯料能够实现一次快速烧成，烧成周期能够缩短到4.5～5.5h，并且球磨的时间缩短到12h，在保证坯体的强度基础上，能够缩短中温日用瓷成品的制备时间，提高最终制品的质量，能够满足日用陶瓷的质量标准。
本发明所用釉料为现有技术中常用的各种普通颜色釉料及窑变反应釉。
所述废瓷砂，产自华联瓷业股份有限公司；
所述钠长石，产自湖南衡山；
所述石英砂，产自江西萍乡；
所述高岭土，产自产自福建省龙岩市；
所述瓷泥，产自广西瓷泥。
坯料中各组分化学成分分析如表1。
表1坯料中各组分化学成分(单位为％)
| SiO<sub>2</sub> | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | CaO | MgO | K<sub>2</sub>O | Na<sub>2</sub>O | 烧失量 | |
| 江西石英 | 99.15 | 0.27 | 0.09 | 0 | 0 | 0.08 | 0.06 | 0.26 |
| 衡山钠长石 | 72.23 | 16.99 | 0.1 | 0.25 | 0 | 0.21 | 9.82 | 0.43 |
| 废瓷坯细砂 | 67.61 | 18.34 | 1.91 | 2.51 | 0.89 | 1.67 | 2.22 | 0.17 |
| 福建水洗高岭土 | 49.65 | 34.86 | 0.31 | 0 | 0.25 | 2.15 | 0.3 | 12.35 |
| 广西瓷泥 | 67.62 | 19.92 | 0.28 | 0.02 | 0.43 | 0.68 | 4.02 | 1.27 |
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
实施例1
一种新日用炻瓷，包括坯料和釉料，坯料包括以下重量份的组分：废瓷坯细砂15份，衡山钠长石7份。福建高岭土32份，广西瓷泥31份，江西石英15份。
制备方法：1)按照各组分和各组分重量份备料，原料加入到球磨机中，并加入适量的水，一同湿法球磨12h得到细度为过250目筛余0.05-0.15％的坯浆，过筛、除铁、榨泥、练泥、沉腐，然后进行滚压成型得到湿坯，干燥，修坯得到生坯；其中原料、球石、水的质量比为1:1.7:1.3；
2)生坯上釉，干燥后在辊道窑内进行一次烧成，烧成温度为1180℃，烧成的周期为5.5h，得到新日用炻瓷成品。
实施例2
一种新日用炻瓷，包括坯料和釉料，坯料包括以下重量份的组分：废瓷坯细砂20份，衡山钠长石3份。福建高岭土35份，广西瓷泥33份，江西石英9份。
制备方法：1)按照各组分和各组分重量份备料，原料加入到球磨机中，并加入适量的水，一同湿法球磨12h得到细度为过250目筛余0.05-0.15％的坯浆，过筛、除铁、榨泥、练泥、沉腐，然后进行滚压成型得到湿坯，干燥，修坯得到生坯；其中原料、球石、水的质量比为1:1.5:1.3；
2)生坯上釉，干燥后在辊道窑内进行一次烧成，烧成温度为1190℃，烧成的周期为5h，得到新日用炻瓷成品。
实施例3
一种新日用炻瓷，包括坯料和釉料，坯料包括以下重量份的组分：废瓷坯细砂25份，衡山钠长石0份。福建高岭土35份，广西瓷泥33份，江西石英9份。
制备方法：1)按照各组分和各组分重量份备料，原料加入到球磨机中，并加入适量的水，一同湿法球磨12h得到细度为过250目筛余0.05-0.15％的坯浆，过筛、除铁、榨泥、练泥、沉腐，然后进行滚压成型得到湿坯，干燥，修坯得到生坯；其中原料、球石、水的质量比为1:1.4:1.2；
2)生坯上釉，干燥后在辊道窑内进行一次烧成，烧成温度为1200℃，烧成的周期为5h，得到新日用炻瓷成品。
实施例4
一种新日用仿粗陶瓷，包括坯料和釉料，坯料包括以下重量份的组分：成品泥25份和不大于80目的废瓷砂3份。
成品泥为反应釉棕色全瓷泥，由以下重量份的组分组成：醴陵黄土50份、衡山低火瓷泥15份、北海瓷泥20份、攸县瓷砂15份和矿化添加剂0.5份。
制备方法：1)按照各组分和各组分重量份备料，在现生产所用的成品泥中，在练制泥条时均匀外加固定分量，固定目数的废瓷砂，并经多次练制均匀(练泥机真空度保证不小于-0.098Mpa，练泥次数不少于4次，沉腐时间不小于72小时)然后进行滚压成型得到湿坯，干燥，修坯得到生坯；
2)生坯上釉，干燥后在辊道窑内进行一次烧成，烧成温度为1180-1200℃，保温时间为25～35分钟，得到新日用仿粗陶瓷。
实施例5
一种新日用仿粗陶瓷，包括坯料和釉料，坯料包括以下重量份的组分：成品泥25份和不大于80目的废瓷砂4份。
成品泥与实施例4的相同，制备方法与实施例4的相同。
实施例6
一种新日用仿粗陶瓷，包括坯料和釉料，坯料包括以下重量份的组分：成品泥25份和不大于80目的废瓷砂5份。
成品泥为中温裂纹釉日用瓷泥包括以下重量份的组分：江西水洗石英粉12份、衡山钠长石30份、龙岩水洗高岭土50份、河南瓷泥5份和广西白云石类矿化剂1份。
制备方法与实施例4的相同。
将实施例1-6得到的新日用炻瓷成品和新日用仿粗陶瓷成品进行吸水率测试及热稳定性测试，其中吸水率测试采用常规的方法，将制品放置在常温水中24h，测定吸水前后制品的质量，计算吸水率，结果如表2。
表2成品的吸水率
| 实施例 | 吸水前成品质量/g | 吸水后成品质量/g | 吸水率/％ |
| 实施例1 | 15.8629 | 16.0397 | 1.56 |
| 实施例2 | 15.9698 | 16.1087 | 1.22 |
| 实施例3 | 14.6278 | 14.7942 | 1.59 |
| 实施例4 | 18.7385 | 16.0397 | 2.23 |
| 实施例5 | 18.6912 | 18.2314 | 2.46 |
| 实施例6 | 16.6783 | 16.2964 | 2.29 |
热稳定性测试是根据我国日用陶瓷抗热震性测试国家标准(GB/T3532—2009)中，在要求测试温度下，一次性测试5件产品，任一件产品都必须通过该要求温度的抗热震性测试，方为通过测试，任一件不通过，则判断为不通过，结果如表3。
表3成品的热稳定性
| 实施例 | 热稳定性(160℃--20℃) |
| 实施例1 | 通过 |
| 实施例2 | 通过 |
| 实施例3 | 通过 |
| 实施例4 | 通过 |
| 实施例5 | 通过 |
| 实施例6 | 通过 |
从表2和表3的数据可知，采用本发明的坯料得到的新日用炻瓷成品的吸水率低，热稳定性好，由此说明为采用本发明的坯料能够实现一次快速烧成，烧成周期能够缩短到4.5～5.5h，并且球磨的时间缩短到12h，在保证坯体的强度基础上，能够缩短新日用炻瓷的制备时间，提高最终制品的质量，能够满足日用陶瓷的质量标准，所制得的制品吸水率为3.0％以下。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用废旧陶瓷制得的新日用瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：通过鄂式破碎机粉碎废日用瓷，再输送至连续湿式球磨机球磨成浆料，浆料通过脱水得到所需目数的废瓷砂，备用；
步骤二：将原料：废瓷砂、钠长石、高岭土、瓷泥和石英混合，经过湿法球磨，坯浆达到所需的细度后过筛、除铁、榨泥、练泥、沉腐；或者将废瓷砂加入现生产所用的成品泥中，经过练泥、沉腐；
步骤三：然后进行滚压成型得到湿坯，干燥，修坯得到生坯；
步骤四：生坯上釉，干燥后在辊道窑内进行一次烧成，得到日用瓷成品。
2.根据权利要求1所述的一种利用废旧陶瓷制得的新日用瓷的制备方法，其特征在于，所述废瓷砂的化学成分组成为：SiO2 65.5～66.5％、Al2O321.0～23.0％、Fe2O3 0.5～0.7％、CaO 0.4～0.7％、MgO 0.3～0.6％、K2O 1.2～2.0％、Na2O 2.2～2.4％和小于0.1％的硼氧化物。
3.根据权利要求1所述的一种利用废旧陶瓷制得的新日用瓷的制备方法，其特征在于，步骤二所述坯浆的细度为过250目筛余0.15-0.20％。
4.根据权利要求1所述的一种利用废旧陶瓷制得的新日用瓷的制备方法，其特征在于，步骤二球磨时原料、球石、水的质量比为1:1.4～1.7:1.2～1.3。
5.根据权利要求1所述的一种利用废旧陶瓷制得的新日用瓷的制备方法，其特征在于，步骤二的练泥过程中，练泥机真空度不小于-0.098Mpa，练泥次数不少于4次。
6.根据权利要求1所述的一种利用废旧陶瓷制得的新日用瓷的制备方法，其特征在于，步骤四中的烧成温度为1180-1200℃，保温时间为25～35分钟。
7.根据权利要求1所述的一种利用废旧陶瓷制得的新日用瓷的制备方法，其特征在于，步骤四中制得的日用瓷成品的吸水率＜3.0％。
8.一种利用废旧陶瓷制得的新日用瓷，其特征在于，由权利要求1-7任一项所述的制备方法所制得，包括：新日用炻瓷和新日用仿粗陶瓷。
9.根据权利要求8所述的一种利用废旧陶瓷制得的新日用瓷，其特征在于，所述新日用炻瓷的坯料包括以下重量份的组分：废瓷砂15～25份、钠长石0～10份、高岭土30～40份、瓷泥25～35份和石英5～15份。
10.根据权利要求8所述的一种利用废旧陶瓷制得的新日用瓷，其特征在于，所述新日用仿粗陶瓷的坯料包括以下重量份的组分：成品泥25份；不大于80目的废瓷砂3～5份。
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