專利名稱：一種利用天然礦物及提釩尾渣制備的黑色陶板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑裝飾材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其一種利用天然礦物原料及提釩尾渣制備的黑色陶板及其制備方法。
背景技術(shù)：
陶板是以天然陶土為主要原料，通過外摻石英、浮石、長石及色料等其他成分，經(jīng)過濕法擠出成型、低溫干燥及1000-1200 °C的高溫下燒制而成，具有綠色環(huán)保、無輻射、色澤溫和、不帶來光污染等特點(diǎn)。因此，陶板幕墻作為節(jié)能環(huán)保幕墻正越來越受到市場的歡迎。結(jié)合市場需求以及實(shí)際生產(chǎn)工藝的要求，陶板生產(chǎn)中需要用到多種陶瓷色料來生產(chǎn)不同色調(diào)的陶板產(chǎn)品。例如占有較大市場份額的黑色陶板，需要使用到傳統(tǒng)陶瓷黑色顏料，但是由于傳統(tǒng)陶瓷黑色顏料價格昂貴，從而使得黑色陶板生產(chǎn)成本居高不下；另一方面，傳 統(tǒng)陶瓷黑色顏料的生產(chǎn)不僅產(chǎn)生能源消耗，而且會帶來對環(huán)境的污染。因而未來尋找一種節(jié)能環(huán)保陶板用途黑色顏料顯得尤為緊迫。鉻鐵礦和氧化錳礦都是天然礦物原料，礦石內(nèi)含有Cr、Fe、Mn等有色金屬成分，可以作為黑色陶瓷色料的環(huán)保節(jié)能主要原料。此外，提釩尾渣為工業(yè)提取釩鹽后所剩余的廢渣，提釩尾渣富含F(xiàn)e、Cr、Mn、V、Ti等第四周期元素的復(fù)雜化合物，礦物組成和晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜而穩(wěn)定，在常溫、高溫直至熔融的條件下呈現(xiàn)黑色，適合作為一種成本低廉的陶瓷黑色顏料。中國專利(CN 102167598 A)提供了一種利用提釩尾渣制作釩鈦陶瓷的方法，利用提釩尾渣制備具有優(yōu)良光熱轉(zhuǎn)換材料的釩鈦功能陶瓷，具有耐水、高強(qiáng)度、耐腐蝕、抗老化、壽命長、高陽光吸收率、高光熱轉(zhuǎn)換效率和較高的低溫紅外輻射率等特點(diǎn)。但是針對陶板特殊生產(chǎn)工藝以及對產(chǎn)品顏色多樣性的需求，單一礦物難以滿足產(chǎn)品發(fā)色需求，目前還未有人提出利用天然礦物或尾渣制備黑色陶板的制備方法。中國專利(CN102617116A)公開了一種利用工業(yè)礦渣制備陶瓷黑色料的方法，工業(yè)礦渣80 95%、氧化鈷O 5%、氧化鉻5 15%。經(jīng)混合、煅燒、粉碎、洗滌、烘干、粉碎、干燥獲得色料制品，其中煅燒溫度1000 1100°C，保溫時間60min。經(jīng)固相反應(yīng)可生成(Fea6Cra4)2O3異晶混合型尖晶石顆粒、SiO2和NiTi03。其固溶體對380 780nm段的可見光全部吸收，從而得到呈色穩(wěn)定，色度純正的陶瓷黑色料，其成本低、色彩飽和度高，高溫呈色穩(wěn)定。能廣泛應(yīng)用于各種高低溫日用、建筑、藝術(shù)陶瓷釉及坯料用色料，并對工業(yè)廢渣料資源化利用具有重大意義，其專利有效的解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，但其僅是將工業(yè)廢渣和有色金屬氧化物處理成為陶瓷色料的一種色料制備方法，其最終產(chǎn)品為陶瓷色料，而未能實(shí)現(xiàn)直接利用工業(yè)廢料和天然礦物在陶瓷坯體內(nèi)的發(fā)色，另一方面由于需要通過額外工藝制備陶瓷色料，因此該方法必然造成額外的能源消耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述技術(shù)問題，提供了一種節(jié)能環(huán)保、工藝過程簡單、適合大規(guī)模生產(chǎn)、可自由調(diào)配不同黑色色調(diào)的黑色陶板的制備方法。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提供了一種利用天然礦物及提釩尾渣制備的黑色陶板，其原料包括重量百分比為(Γ10%的提釩尾渣、(Γ10%的鉻鐵礦、(Γ10%氧化錳礦、58飛5%的粘土、9 20%的長石、5 10%的砂、f 3%的添加劑，其余為不可避免的微量雜質(zhì)。所述的添加劑為陶瓷干粉粘結(jié)劑，例如羥乙基纖維素。為制備上述黑色陶板提供了以下制備方法一種利用天然礦物及提釩尾渣制備的黑色陶板制備方法，包括以下步驟(I)將(Γιο%提釩尾渣、(Γιο%的鉻鐵礦、(Γιο%氧化錳礦進(jìn)行干燥脫水、破碎、過篩處理，形成混合粉料；
(2)將上述粉料與58 65%的粘土、9 20%的長石、5 10%的砂、I 3%的添加劑進(jìn)行混合配比，制成含水率149Γ19%的泥團(tuán)，用干壓成型或濕法擠壓成型； (3)將上述成型后的坯體在生產(chǎn)線干燥窯進(jìn)行干燥，干燥溫度=150°C，干燥后在溫度1000-1200 °C下進(jìn)行燒結(jié)，制備黑色陶板。作為本發(fā)明優(yōu)選，提釩尾渣處理為含水率在含2%且平均粒徑D5tl小于147 μ m的粉料。作為本發(fā)明優(yōu)選，鉻鐵礦和氧化錳礦處理為含水率在含1%且平均粒徑D5tl小于43μ m的粉料。本發(fā)明的有益效果
I.本發(fā)明制備方法以天然礦物和尾渣為主要發(fā)色原料，其中鉻鐵礦和氧化錳礦原料為天然礦物，杜絕生產(chǎn)色料過程對環(huán)境的污染；同時可以完成提釩尾渣的回收利用，可以解決提釩尾渣對環(huán)境的污染問題。2.本發(fā)明制備方法省去陶瓷色料加工工序，實(shí)現(xiàn)低碳節(jié)能。3.本發(fā)明制備方法可以選用干壓成型或濕法擠壓成型，對陶瓷成型工藝具有普遍適應(yīng)性，因此可以在各類陶瓷成型工藝中應(yīng)用。4.本發(fā)明制備方法所使用的提釩尾渣不僅可替代陶瓷用黑色色料，同時具有低溫助融作用，可以減少陶瓷生產(chǎn)中對長石等溶劑類原料的需求。5.本發(fā)明制備方法通過調(diào)整鉻鐵礦、氧化錳礦和提釩尾渣等原料的加入種類和加入量，可以制備出具有不同黑度和色調(diào)的建筑陶板，滿足產(chǎn)品的豐富性。6.本發(fā)明制備方法利用鉻鐵礦、氧化錳礦和提釩尾渣等原料制備黑色陶板，由于其是天然礦物或工業(yè)廢物，因此可以顯著降低黑色陶板成本。
具體實(shí)施例方式一種利用天然礦物及提釩尾渣制備的黑色陶板，其原料包括重量百分比為0-10%的提釩尾渣、0-10%的鉻鐵礦、0-10%氧化錳礦、58-65%的粘土、9-20%的長石、5-10%的砂、1-3%的添加劑，其余為不可避免的微量雜質(zhì)。所述的添加劑為陶瓷干粉粘結(jié)劑，優(yōu)選羥乙基
纖維素。一種利用天然礦物及提釩尾渣制備的黑色陶板制備方法，包括以下步驟
(1)將(Γιο%提釩尾渣、(Γιο%的鉻鐵礦、(Γιο%氧化錳礦進(jìn)行干燥脫水、破碎、過篩處理，形成混合粉料；
(2)將上述粉料與58 65%的粘土、9 20%的長石、5 10%的砂、I 3%的添加劑進(jìn)行混合配比，制成含水率149Γ19%的泥團(tuán)，用干壓成型或濕法擠壓成型；
(3)將上述成型后的坯體在生產(chǎn)線干燥窯進(jìn)行干燥，干燥溫度=150 °C，干燥后在溫度1000^1200 °C下進(jìn)行燒結(jié)，制備黑色陶板。作為優(yōu)選，提釩尾渣處理為含水率在含2%且平均粒徑D5tl小于147 μ m的粉料。作為優(yōu)選，鉻鐵礦和氧化錳礦處理為含水率在含1%且平均粒徑D5tl小于43 μ m的粉料。以上為本發(fā)明基本實(shí)施方式，以下詳解介紹本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例
實(shí)施例I:
首先取若干鉻鐵礦進(jìn)行破碎及過篩處理，將鉻鐵礦處理為含水率在含1%且平均粒徑小于43 μ m的粉料。將鉻鐵礦粉與粘土、長石、砂類按表I中實(shí)例I的比例進(jìn)行稱量，并 使用混料機(jī)和練泥機(jī)將其分散，制作成含水率在14 %-19 %泥團(tuán)，然后用擠出成型機(jī)制作成300X120X18 mm的陶土板。成型之后將其放入生產(chǎn)線五層干燥窯進(jìn)行干燥(干燥周期為300 min,最高溫度=150 °C )，產(chǎn)品出干燥窯后的干燥水分為〈I %，最后在最高溫度為1170 °C，燒成周期為255 min的輥道窯中完成陶土板的燒結(jié)?；谙嗤闹苽浞椒?，燒結(jié)后礦物發(fā)色黑色陶土板與傳統(tǒng)建筑陶土板的物理性能與成本對比如表2所示。實(shí)施方案二
首先取若干提釩尾渣進(jìn)行干燥脫水、破碎及過篩處理，將提釩尾渣處理為含水率在=2%且平均粒徑小于147 μ m的粉料；取若干鉻鐵礦進(jìn)行破碎及過篩處理，將鉻鐵礦處理為含水率在g I %且平均粒徑小于43 ym的粉料。將提釩尾渣、鉻鐵礦粉與粘土、長石、砂類按表I中實(shí)例2的比例進(jìn)行稱量，并使用混料機(jī)和練泥機(jī)將其分散，制作成含水率在14%-19%泥團(tuán)，然后用擠出成型機(jī)制作成300X 120X18 mm的陶土板。成型之后將其放入生產(chǎn)線五層干燥窯進(jìn)行干燥(干燥周期為300 min,最高溫度為150 °C ),產(chǎn)品出干燥窯后的干燥水分為〈I %，最后在最高溫度為1170 °C，燒成周期為255 min的輥道窯中完成陶土板的燒結(jié)?；谙嗤闹苽浞椒?，燒結(jié)后礦物發(fā)色黑色陶土板與傳統(tǒng)建筑陶土板的物理性能與成本對比如表2所示。實(shí)施方案三
首先取若干提釩尾渣進(jìn)行干燥脫水、破碎及過篩處理，將提釩尾渣處理為含水率在=2%且平均粒徑小于147 μ m的粉料；取若干鉻鐵礦進(jìn)行破碎及過篩處理，將鉻鐵礦處理為含水率在g 1%且平均粒徑小于43 μ m的粉料。將提釩尾渣、鉻鐵礦粉與粘土、長石、砂類按表I中實(shí)例3的比例進(jìn)行稱量，并使用混料機(jī)和練泥機(jī)將其分散，制作成含水率在14 %-19%泥團(tuán)，然后用擠出成型機(jī)制作成300X120X18 mm的陶土板。成型之后將其放入生產(chǎn)線五層干燥窯進(jìn)行干燥(干燥周期為300 min,最高溫度為150 °C )，產(chǎn)品出干燥窯后的干燥水分為〈I %，最后在最高溫度為1170 °C，燒成周期為255 min的輥道窯中完成陶土板的燒結(jié)?；谙嗤闹苽浞椒?，燒結(jié)后礦物發(fā)色黑色陶土板與傳統(tǒng)建筑陶土板的物理性能與成本對比如表2所示。實(shí)施方案四
首先取若干提釩尾渣進(jìn)行干燥脫水、破碎及過篩處理，將提釩尾渣處理為含水率在^ 2%且平均粒徑小于147 μ m的粉料；取若干鉻鐵礦和氧化錳礦分別進(jìn)行破碎及過篩處理，將鉻鐵礦和氧化錳礦分別處理為含水率在=1%且平均粒徑小于43 ym的粉料。將提釩尾渣、鉻鐵礦粉、氧化錳礦與粘土、長石、砂類按表I中實(shí)例4的比例進(jìn)行稱量，并使用混料機(jī)和練泥機(jī)將其分散，制作成含水率在14%-19%泥團(tuán)，然后用擠出成型機(jī)制作成300X120X18mm的陶土板。成型之后將其放入生產(chǎn)線五層干燥窯進(jìn)行干燥(干燥周期為300min，最高溫度為150°C )，產(chǎn)品出干燥窯后的干燥水分為〈I %，最后在最高溫度為1170°C，燒成周期為255min的輥道窯中完成陶土板的燒結(jié)?；谙嗤闹苽浞椒?，燒結(jié)后礦物發(fā)色黑色陶土板與傳統(tǒng)建筑陶土板的物理性能與成本對比如表2所示。實(shí)施方案五
首先取若干提釩尾渣進(jìn)行干燥脫水、破碎及過篩處理，將提釩尾渣處理為含水率在^ 2%且平均粒徑小于147 μ m的粉料；取若干鉻鐵礦和氧化錳礦分別進(jìn)行破碎及過篩處理，將鉻鐵礦和氧化錳礦分別處理為含水率在=1%且平均粒徑小于43 ym的粉料。將提釩尾渣、鉻鐵礦粉、氧化錳礦與粘土、長石、砂類按表I中實(shí)例4的比例進(jìn)行稱量，并使用混料機(jī)和練泥機(jī)將其分散，制作成含水率在14%-19%泥團(tuán)，然后用擠出成型機(jī)制作成300X120X18mm的陶土板。成型之后將其放入生產(chǎn)線五層干燥窯進(jìn)行干燥(干燥周期 為300min，最高溫度為150°C )，產(chǎn)品出干燥窯后的干燥水分為〈I %，最后在最高溫度為1000°C，燒成周期為255min的輥道窯中完成陶土板的燒結(jié)。基于相同的制備方法，燒結(jié)后礦物發(fā)色黑色陶土板與傳統(tǒng)建筑陶土板的物理性能與成本對比如表2所示。實(shí)施方案六
首先取若干提釩尾渣進(jìn)行干燥脫水、破碎及過篩處理，將提釩尾渣處理為含水率在^ 2%且平均粒徑小于147 μ m的粉料；取若干氧化錳礦分別進(jìn)行破碎及過篩處理，將氧化錳礦分別處理為含水率在g 1%且平均粒徑小于43 μ m的粉料。將氧化錳礦、提釩尾渣與粘土、長石、砂類按表I中實(shí)例4的比例進(jìn)行稱量，并使用混料機(jī)和練泥機(jī)將其分散，制作成含水率在14%-19%泥團(tuán)，然后用擠出成型機(jī)制作成300X 120X 18mm的陶土板。成型之后將其放入生產(chǎn)線五層干燥窯進(jìn)行干燥(干燥周期為300min，最高溫度為150°C)，產(chǎn)品出干燥窯后的干燥水分為〈I %，最后在最高溫度為1200°C，燒成周期為255min的輥道窯中完成陶土板的燒結(jié)?；谙嗤闹苽浞椒?，燒結(jié)后礦物發(fā)色黑色陶土板與傳統(tǒng)建筑陶土板的物理性能與成本對比如表2所示。實(shí)施方案七
取若干鉻鐵礦進(jìn)行破碎及過篩處理，將鉻鐵礦處理為含水率在含1%且平均粒徑小于43 ym的粉料。將鉻鐵礦與粘土、長石、砂類按表I中實(shí)例I的比例進(jìn)行稱量，并使用混料機(jī)和練泥機(jī)將其分散，制作成含水率在14 %-19 %泥團(tuán)，然后用擠出成型機(jī)制作成300X120X18 mm的陶土板。成型之后將其放入生產(chǎn)線五層干燥窯進(jìn)行干燥(干燥周期為300 min,最高溫度=150 °C )，產(chǎn)品出干燥窯后的干燥水分為〈I %，最后在最高溫度為1170 °C，燒成周期為255 min的輥道窯中完成陶土板的燒結(jié)?；谙嗤闹苽浞椒?，燒結(jié)后礦物發(fā)色黑色陶土板與傳統(tǒng)建筑陶土板的物理性能與成本對比如表2所示。實(shí)施方案八
首先取若干提釩尾渣進(jìn)行干燥脫水、破碎及過篩處理，將提釩尾渣處理為含水率在^ 2%且平均粒徑小于147 μ m的粉料；取若干鉻鐵礦和氧化錳礦分別進(jìn)行破碎及過篩處理，將鉻鐵礦和氧化錳礦分別處理為含水率在=1%且平均粒徑小于43 ym的粉料。將提釩尾渣、鉻鐵礦粉、氧化錳礦與粘土、長石、砂類按表I中實(shí)例4的比例進(jìn)行稱量，并使用混料機(jī)和練泥機(jī)將其分散，制作成含水率在14%-19%泥團(tuán)，然后用擠出成型機(jī)制作成300X120X18mm的陶土板。成型之后將其放入生產(chǎn)線五層干燥窯進(jìn)行干燥(干燥周期為300min，最高溫度為150°C )，產(chǎn)品出干燥窯后的干燥水分為〈I %，最后在最高溫度為1000°C，燒成周期為255min的輥道窯中完成陶土板的燒結(jié)?；谙嗤闹苽浞椒?，燒結(jié)后礦物發(fā)色黑色陶土板與傳統(tǒng)建筑陶土板的物理性能與成本對比如表2所示。表 I
權(quán)利要求
1.一種利用天然礦物及提釩尾渣制備的黑色陶板，其原料包括重量百分比為(Γ10%的提釩尾渣、0 10%的鉻鐵礦、0 10%氧化錳礦、58 65%的粘土、9 20%的長石、5 10%的砂、Γ3%的添加劑，其余為不可避免的微量雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用天然礦物及提釩尾渣制備的黑色陶板，其特征在于所述的添加劑為陶瓷干粉粘結(jié)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用天然礦物及提釩尾渣制備的黑色陶板，其特征在于陶瓷干粉粘結(jié)劑為羥乙基纖維素。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用天然礦物及提釩尾渣制備的黑色陶板制備方法，包括以下步驟(I)將(Γιο%提釩尾渣、(Γιο%的鉻鐵礦、(Γιο%氧化錳礦進(jìn)行干燥脫水、破碎、過篩處理，形成混合粉料； (2)將上述粉料與58 65%的粘土、9 20%的長石、5-10%的砂、1_3%的添加劑進(jìn)行混合配比，制成含水率149Γ19%的泥團(tuán)，用干壓成型或濕法擠壓成型； (3)將上述成型后的坯體在生產(chǎn)線干燥窯進(jìn)行干燥，干燥溫度=150°C，干燥后在溫度1000^1200 °C下進(jìn)行燒結(jié)，制備黑色陶板。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用天然礦物及提釩尾渣制備的黑色陶板制備方法，其特征在于提釩尾渣處理為含水率在=2%且平均粒徑D5tl小于147 μ m的粉料。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用天然礦物及提釩尾渣制備的黑色陶板制備方法，其特征在于鉻鐵礦和氧化錳礦處理為含水率在含1%且平均粒徑D5tl小于43 μ m的粉料。
全文摘要
一種利用天然礦物及提釩尾渣制備的黑色陶板，其原料包括重量百分比為0~10%的提釩尾渣、0~10%的鉻鐵礦、0~10%氧化錳礦、58~65%的粘土、9~20%的長石、5~10%的砂、1~3%的添加劑，其余為不可避免的微量雜質(zhì),其制備方法包括以下步驟將0~10%提釩尾渣、0~10%的鉻鐵礦、0~10%氧化錳礦進(jìn)行干燥脫水、破碎、過篩處理，形成混合粉料；將上述粉料與58~65%的粘土、9~20%的長石、5-10%的砂、1-3%的添加劑進(jìn)行混合配比，制成含水率14%~19%的泥團(tuán)，用干壓成型或濕法擠壓成型；將上述成型后的坯體在生產(chǎn)線干燥窯進(jìn)行干燥，干燥溫度≦150℃，干燥后在溫度1000~1200℃下進(jìn)行燒結(jié)，制備黑色陶板。
文檔編號C04B33/13GK102910892SQ20121036828
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者單小兵, 徐銳鋒 申請人:新嘉理(江蘇)陶瓷有限公司