一種陶瓷磚坯料及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種陶瓷磚坯料及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]陶瓷行業(yè)作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，能耗較高，且陶瓷產(chǎn)品的生產(chǎn)能耗占陶瓷生產(chǎn)成本的30?40%，其中由于陶瓷磚的制粉幾乎全部都采用了噴霧干燥制粉工藝，該過程消耗大量能源，并排放大量的S02、C02及煙塵廢氣，導(dǎo)致巨大的能源、資源浪費(fèi)及環(huán)境污染。干法造粒只需將含水量10?12%的陶瓷粉料干燥成含水量6?8%的陶瓷粉料，相對于傳統(tǒng)噴霧造粒濕法工藝具有節(jié)約水資源、能耗低、污染小的優(yōu)點(diǎn)。
[0003]干法制粉工藝相對于傳統(tǒng)噴霧造粒制粉技術(shù)能耗低，且調(diào)整工藝后粉料性能與噴霧造粒類似?，F(xiàn)有陶瓷原料干法制粉工藝采用將硬質(zhì)料、軟質(zhì)料同時(shí)進(jìn)行球磨，由于原料硬度等物理性能不同，降低了球磨效率，能耗較高，對最終產(chǎn)品性能穩(wěn)定性影響較大。另目前陶瓷原料干法制粉工藝采用直接加水至6?8%，經(jīng)滾動(dòng)、攪拌、等方式使原料與水混合而造粒，水分不能充分潤濕顆粒，粉料顆粒不規(guī)則，流動(dòng)性差，難以滿足企業(yè)生產(chǎn)要求。干法制粉工藝同時(shí)對陶瓷坯料配方有一定要求，陶瓷坯料中的塑性原料最終影響粉料的粒度分布，瘠性原料的硬度則決定了制粉的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明目的是提供一種陶瓷磚坯料及制備方法，將陶瓷原料分為硬質(zhì)料和軟質(zhì)料分開球磨，提高效率，同時(shí)采用增濕造粒后干燥的方法制備出最終造粒顆粒，該方法大大降低了制粉能耗，且粉料性能與噴霧造粒粉料性能相似，并且陶瓷磚坯料質(zhì)量穩(wěn)定，經(jīng)壓制成型后干坯強(qiáng)度較高。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0006]一種陶瓷磚坯料，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括Si02:63.4?73.6%、Α1 203:17.8?21.2%、Fe203:0.1 ?0.7%、Ti02:0.1 ?4.2%、Ca0:1.5 ?4.l%、MgO:0.2 ?2.2%Λβ:2.2 ?3.8%、Ζη0:0.3 ?0.5%、Na20:2.1 ?3.3%、1.L.:1.8 ?3.6%。
[0007]—種陶瓷磚坯料的制備方法，包括以下步驟:
[0008]1)配制坯體增強(qiáng)劑溶液:將質(zhì)量比CMC:PVA:聚丙烯酸鈉:海藻酸鈉=(2?3):(0.5?0.8): (15?20): (0.01?0.03)，將CMC、PVA、聚丙烯酸鈉、海藻酸鈉混合后，加入水，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)5?8%的坯體增強(qiáng)劑溶液；
[0009]2)將粒徑< 0.058mm的硬質(zhì)料和粒徑< 0.058mm的軟質(zhì)料混合均勻，然后加入到造粒機(jī)中，并向造粒機(jī)中加入坯體增強(qiáng)劑溶液，將經(jīng)造粒機(jī)造粒后的粉料干燥至含水率為5?8%，再經(jīng)過篩分，得到粒度為10?100目的粉料，即為陶瓷磚坯料；其中，硬質(zhì)料與軟質(zhì)料的質(zhì)量百分比為(66?89) %: (11?34) %，坯體增強(qiáng)劑溶液的加入量為硬質(zhì)料、軟質(zhì)料總質(zhì)量的10?15%。
[0010]所述步驟2)中硬質(zhì)料為硅灰石、白云石、長石質(zhì)量百分比為:(28?38) (33?55)%: (17?33) %的混合物，軟質(zhì)料為高鋁泥、黑滑石、高嶺土質(zhì)量百分比為(33?61)
(8?21) %: (31?48) %的混合物。
[0011]所述步驟2)中粒徑< 0.058mm的硬質(zhì)料和粒徑< 0.058mm的軟質(zhì)料通過相同方法制得，粒徑< 0.058mm的硬質(zhì)料的具體制備為:將硬質(zhì)料進(jìn)行粗、中破碎處理，得到粒度^ 25mm的顆粒，然后進(jìn)行細(xì)磨，細(xì)磨至粒度< 0.058_。
[0012]所述步驟2)中篩分后，將粒度不在10?100目范圍內(nèi)的粉料回收，再進(jìn)行步驟
2)ο
[0013]所述步驟2)中干燥是在流化床干燥器中進(jìn)行的。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0015]本發(fā)明的坯料制備方法中屬于干法制粉工藝，能夠代替現(xiàn)有濕法制粉工藝，大大降低生產(chǎn)能耗，該方法在陶瓷粉料造粒時(shí)添加含有CMC、PVA、聚丙烯酸鈉、海藻酸鈉的坯體增強(qiáng)劑溶液，一方面提高了干坯強(qiáng)度，另一方面起到了優(yōu)化了造粒效率和造粒顆粒質(zhì)量的目的，由于坯體增強(qiáng)劑中高分子有機(jī)物的分子鏈相互交鏈，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且不同高分子有機(jī)物分子形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)間距不同，形成多重網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成互補(bǔ)作用，具有更好的固定坯體粉料的作用，坯體粉料進(jìn)入網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后被粘結(jié)在一起，能極大提高坯體強(qiáng)度。由于坯料中硬質(zhì)料和軟質(zhì)料比例合理，造粒過程中顆粒能充分潤濕，表面由于吸附作用和坯體增強(qiáng)劑的溶液粘性快速吸附顆粒而繼續(xù)被粉料包裹，最終形成較為光滑顆粒。經(jīng)上述造粒后的顆粒級配合理，陶瓷磚坯料流動(dòng)性好。本發(fā)明中的硬質(zhì)料和軟質(zhì)料的粒徑< 0.058mm，粉末粒度越細(xì)，比表面積越大，原料越容易混合均勻，同時(shí)在加入水后更容易形成被充分潤濕，更快形成均勻濕化的顆粒，造粒效果約好，考慮到研磨時(shí)間和效率的原因，控制顆粒粒徑在小于等于0.058mm為最佳。本發(fā)明制備的粉料經(jīng)壓制成型干燥后干坯強(qiáng)度高，干坯平均強(qiáng)度達(dá)1.8?3.0MPa，便于工廠生產(chǎn)過程中干坯的轉(zhuǎn)運(yùn)。
[0016]本發(fā)明的陶瓷磚坯料中的各組分適合干法制粉工藝，相對一般干法造粒技術(shù)陶瓷磚坯料質(zhì)量穩(wěn)定，顆粒流動(dòng)性好，陶瓷磚試樣燒成后平均抗折強(qiáng)度達(dá)到38?55MPa，吸水率< 0.
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的制備流程圖。
[0018]圖2為本發(fā)明制得的粒度范圍為10?100目的粉料的顯微形貌圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖通過具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0020]本發(fā)明中燒成周期指從室溫升溫至1180°C?1220°C并在該溫度下保溫的時(shí)間。
[0021]一種陶瓷磚坯料，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括Si02:63.4?73.6%、Α1 203:17.8?21.2%、Fe203:0.1 ?0.7%、Ti02:0.1 ?4.2%、Ca0:1.5 ?4.l%、MgO:0.2 ?2.2%Λβ:
2.2 ?3.8%、Ζη0:0.3 ?0.5%、Na20:2.1 ?3.3%、1.L.:1.8 ?3.6%。其中，1.L.表示灼減量。
[0022]實(shí)施例1:
[0023]1)參見圖1，將硬質(zhì)料和軟質(zhì)料分開處理，分別將硬質(zhì)料和軟質(zhì)料進(jìn)行粗、中破碎處理，得到粒度< 25mm的顆粒，而后采用雷蒙磨將破碎后顆粒進(jìn)行細(xì)磨，細(xì)磨至粒度(0.058mm，得到粒度< 0.058mm的硬質(zhì)料和粒度< 0.058mm的軟質(zhì)料，放入料倉備用。
[0024]其中硬質(zhì)料為質(zhì)量百分比30%:46%:24%的硅灰石、白云石、長石的混合物，軟質(zhì)料為質(zhì)量百分比49%:18%:33%的高鋁泥、黑滑石、高嶺土的混合物。
[0025]2)配制坯體增強(qiáng)劑溶液，按質(zhì)量比為CMC:PVA:聚丙烯酸鈉:海藻酸鈉=2:0.5:
19:0.03，將CMC、PVA、聚丙烯酸鈉、海藻酸鈉混合，然后加水制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%的坯體增強(qiáng)劑溶液，以此作為坯體增強(qiáng)劑使用，同時(shí)達(dá)到優(yōu)化造粒效率和顆粒質(zhì)量的目的。
[0026]3)按照質(zhì)量百分比計(jì)，將72 %的粒度彡0.058mm的硬質(zhì)料和28 %的粒度^ 0.058mm的軟質(zhì)料投入到混料器混合均勻，然后加入到造粒系統(tǒng)(造粒系統(tǒng)包括造粒機(jī)、流化床干燥器和振動(dòng)篩分機(jī))的造粒機(jī)中，并向造粒機(jī)中加入坯體增強(qiáng)劑溶液進(jìn)行增濕造粒，造粒后的粉料進(jìn)入流化床干燥器至含水率為7%，干燥后粉料經(jīng)振動(dòng)篩分機(jī)篩分，得到粒度范圍為10?100目的粉料，即得到陶瓷磚坯料；過大和過小顆?；厥者M(jìn)入混料器重新造粒，將10?100目的粉料放入料倉陳腐。其中，坯體增強(qiáng)劑溶液的質(zhì)量為粒度< 0.058mm的硬質(zhì)料和粒度彡0.058mm的軟質(zhì)料質(zhì)量和的11% ;所得到的10?100目的造粒粉料如圖2所示。
[0027]4)將陶瓷磚坯料在13MPa壓力下壓制成型，然后放入烘箱干燥后，得到干坯，干坯平均強(qiáng)度為2.7MPa，而后在電爐中燒成，先自室溫升溫至900°C，并于900°C下保溫7min，然后升溫至1180°C，在1180°C下保溫6min，燒成周期為65min，得到陶瓷磚燒成試樣，該陶瓷磚燒成試樣平均抗折強(qiáng)度為48MPa，吸水率為0.4%。其中，燒