专利名称：：利用磷渣生产陶瓷砖的配方及生产方法
技术领域：
：本发明涉及一种陶瓷砖的配方及生产方法，具体涉及一种利用废弃磷渣作为原料生产陶瓷砖的配方及生产方法。技术背景陶瓷砖是粘土和其它无机非金属原料经过适当的配比、粉碎、成型并在高温煅烧情况下经过一系列的物理化学反应后形成的坚硬物质，其主要化学成份为Si02、A1A、Fe203、Ca0、Mg0、K20、Na20。为降低烧成温度，加快烧成速度，在烧制陶瓷砖时需要引入熔济，熔剂可'以是钾长石、钠长石、伟晶岩、锂辉石、珍珠岩、滑石、白云石、石灰石、硅灰石、瓷砂等具有助熔效果的原料，各种熔剂在降低烧成温度和加快成陶反应等性能体现上有所差别，为实现低温快烧，获得优良的陶瓷制品，必须合理配合使用熔剂。近年来，陶瓷企业大量扩建，一些较白、性能较好的原料不但价格昂贵，且有些资源已趋于枯竭，故一般的陶瓷坯体不但白度差，着色困难，而且烧成温度高，通常需在L25(rC才能够烧成，质量也不理想。磷渣是电炉法制备黄磷时排出的一种工业废渣，主要成份为Si02，CaO,A1A等化合物，此外还含有少量的FeA，P205，MgO，F0，K20，N&0等，其中Si02和Ca0总量一般在80%以上，且CaO的含量大于Si02。每生产l吨黄磷，大约产生8-10吨磷渣。我国多数黄磷生产企业将磷渣作为废渣堆放，导致大量的磷渣堆积如山，如此多的磷渣长年露天堆放，不仅占用了大量的土地，并且磷渣中的PA和其它有毒元素在雨水的冲淋下，会渗入地下造成土壤污染。因此，综合利用磷渣不仅具有很高的经济意义，而且还具有十分重要的生态和社会效益。为充分利用磷渣中的有效成份，解决磷渣占地及污染问题，人们做了大量的研究，如将磷渣用于生产农用硅肥、水泥、混凝土、烧结砖等，虽然解决了部分磷渣堆积问题，也充分利用了磷渣的有效成份，但是上述产品销售价格比较低，经济效益不明显。
发明内容为克服现有技术的不足，本发明旨在提供一种既能生产出成本低，烧成温度低，烧成的坯体颜色白、容易着色的陶瓷砖，同时又能解决鳞渣污染问题的一种生产陶瓷砖的配方及生产方法。.为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现本发明是将磷渣作为一种生产原料引入陶瓷砖坯体配方，与适量的熔剂、粘土等原料进行适当配比生产陶瓷砖，按重量份数计算，熔剂占20-70份，粘土占20-80份，磷渣占5-35份，更优选的配比为熔剂占20-70份，粘土占20-80份，磷渣占10-30份。本发明所述的熔济可以是钾长石、钠长石、伟晶岩、锂辉石、珍珠岩、滑石、白云石、石灰石、硅灰石、瓷砂等具有助熔效果的原料。钾长石和钠长石是两种最基本的熔剂，两者既可单独使用，也可混合使用。一般来说，钾长石的初熔温度比钠长石的高，但由于钾长石熔融时有白榴子石和硅氧熔体生成，故熔体粘度大，有利于烧成控制，防止变形；钠长石熔化时没有新的晶相生成，形成的液相粘度低，故熔融范围较窄。滑石也是一种很好的熔剂，也是性能优良的矿化剂，在坯体中加入少量的滑石，可降低烧成温度，在较低的温度下形成液相，加速莫来石晶体的形成，同时扩大烧成温度范围，提高白度、机械强度和热稳定性。瓷砂实际上就是风化了的长石，性能与长石相似，但经风化后更易球磨，其突出的优点是含铁低，白度好，且价格低廉。粘土是生产陶瓷砖必不可少的原料，是陶瓷制品赖以成型的重要物质，可以是各地具有粘性的土，由于各地的粘土其可塑性、含铁质少、结合性好、对坯体千燥收縮不敏感等性能体现有所差别，每一种粘土不一定上述性能都好，所以一般取几种粘土相互互补。磷渣是电炉法制备黄磷时排出的一种工业废渣，与硅灰石的性质类似，具有低温膨胀率、减小干燥和烧成收縮、提高烧成强度、快速烧成、较好的粘结性等特性，其中最突出的是有耀眼的白度。本发明中磷渣的化学成份范围如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>以上几种原料的主要化学成份均包含Si02、ALO:,、Fe203、Ca0、MgO、K20、Na20。将上述原料按照以下生产工艺流程进行生产得坯体原料进厂一~^硬质原料粗、中碎一—按配方称量入球一~^泥浆过筛除铁一~^泥浆池陈腐一~^喷雾干燥制^^粉料陈腐一"^压机成形一~^干燥。利用本发明的配方制造的坯体吸水率、抗折强度等各项指标符合国家标准。其烧成后坯体颜色均匀，呈淡白色至白色，若在此基础上加入红色、黄色、绿色、黑色等斑点色料，再施一层光亮的透明釉，则可得到高贵典雅的斑点耐磨砖；若在坯体上施一层柔光半透明釉，则可得到漂亮的象牙白耐磨砖；若在坯体上施底面釉，再用丝网印刷印上各种图案，则可以生产出花色品种多样的釉面砖；还可以在上面进行各种装饰，再经釉烧，从而得到各种档次的产品。采用磷渣生产陶瓷砖，具有以下明显的效果一、磷渣膨胀系数较小，坯体烧成收縮小，烧成过程不易产生变形，对尺码控制十分有利，如生产600mm的陶瓷砖，压机模具由原来的652改縮成现在的628mm，即生坯尺寸由原来的652m改縮成现在的628mm，说明利用磷渣生产的陶陶瓷砖比原来的至少每平方米节省1-1.5公斤的用料。二、磷渣可以作为一种较好的熔剂直接引用，其助熔效果比较明显，这是因为磷渣拥有硅灰石的性能，其坯体生成钙长石固相反应温度较低，大约为1000-105(TC左右，传统坯体中Si-Al体系原料生成结晶好的莫来石的固相反应温度较高，在120(TC以上，在坯体中引入了含钙的磷渣，降低了体系的最低共熔点，降低了坯体的成熟温度，由原来的最高温度1180。C降至现在的1120'C,从而大幅度节约了煤等燃料能源。同时，可以替代部分价格较高的长石和滑石，长石作为矿藏资源，其储量有限，开采需要大量资金，也会破坏植被，采用磷渣生产陶瓷砖，不仅降低了生产成本，且变废为宝。三、硅灰石是生产陶瓷砖原料中较好的物料，在大多数厂家都使用，但硅灰石质地坚硬，需要粉碎加工处理，而且价格较高，矿山资源有限。磷渣具有类似硅灰石的一般性质，其中最突出的是有耀眼的白度，所以引入磷渣生产的陶瓷制品，不但价格便宜，而且坯体白度好，容易着色，从而大大提高了产品的质量和档次。四、磷渣是经电炉法高温煅烧产出的一种物质，烧失较小，不含有结晶水，所以坯体干燥收縮小，对提高制品表面质量十分有利。五、磷渣中碱金属含量如K、Na较少，坯体吸湿膨胀小，不易产生龟裂。六、磷渣纤维状或束状结构提供了水分排除的快速通道，可加快干燥速度，提高生坯强度和产品烧成后的强度。七、磷渣加入坯体中，经高温反应，除去了有毒物质，即环保又健康。因我国的黄磷生产企业分布广泛，不同产地的磷渣由于生产黄磷时所用磷矿石、硅石、焦炭的化学组成和配比关系不同，导致各地磷渣的各化学成份的含量也不尽相同，所以采用鳞渣为原料生产陶瓷砖各原料的配比也会因为磷渣化学成份含量的不同而有所区别，但总体来讲，各地磷渣的主要成份还是Si02，CaO，A1A等化合物，以及少量的Fe203，PA,MgO，FO，K20,N&0等，所以各地的鳞渣都可以用来生产陶瓷砖，只是配比关系会因鳞渣中各化学成份含量的不同而作相应的调整。具体实施例下面以云南省玉溪市易门县当地的鳞渣作为生产原料为例，结合具体实施例对本发明作进一步说明。下述原料皆为本地区在不同地方取用的原料，其化学组成为该原料的平均值，具体成份见下表\^成Si02A1203Fe203Ti02CM)MgOK2()Na20长石76.0814.110.330.050.454.583.081.39瓷砂73.6317.310.560.050.264.760.354.085<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例1:取2#磷渣5吨，长石15吨，瓷砂20吨，杨保庄粘土18吨，土官粘土18吨，罗瓷土13吨，六街黑土8吨，滑石3吨，外加减水剂0.3吨。组成后的配方各化学成份为<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>按上述配比，检测原料水份，准确称量入球，球磨至万孔筛余《3%，除铁过筛，放浆陈腐，经喷雾干燥塔制粉，入料仓陈腐24小时左右，再经压机成型、干燥，然后在其干燥坯体上进行彩点装饰，再在上面施一层薄薄的透明釉(35Be，300克/平方米)，入辊道窑一次快速烧成(最高温度il45'C，周期30分钟)，得到颜色多样的彩点耐磨砖。生产的陶瓷砖各技术指标为吸水率5.0-6.5%、抗折强度〉18MPa、优等品合格率〉95%，各项指标均达到GB/T4100-2006国家标准。实施例2:取2#磷渣35吨，瓷砂20吨，八街粘土15吨，土官粘土15吨，六街黑土10吨，滑石3吨，杨保庄粘土5吨，外加减水剂0.3吨。组成后的配方各化学成份为<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>按上述配比，检测原料水份，准确称量入球，球磨至万孔筛余《3%，除铁过筛放浆陈腐，经喷雾干燥塔制粉，入料色陈腐24小时左右，再经压机成型、干燥。此配方白度较好，可在其坯体上进行各种装饰，如在其上施一层薄薄的透明釉，入辊道窑一次快速烧成(最高温度1115°C，周期35分钟)，即可得到晶莹剔透的本色耐磨砖。生产的陶瓷砖各技术指标为吸水率小于4%、抗折强度〉20Mpa，各项指标均达到GB/T4100-2006国家标准。实施例3:取1#磷渣15吨，长石10吨，瓷砂18吨，杨保庄粘土12吨，八街粘土15吨，土官粘土16吨，罗瓷土12吨，滑石2吨，外加减水剂0.3吨。组成后的配方各化学成份为<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>按上述配比，检测原料水份，准确称量入球，球磨至万孔筛余《4%，除铁过筛放浆陈腐，经喷雾干燥塔制粉，入料色陈腐24小时左右，再混于黑色色料，经压机成形、干燥，施透明釉，入辊道窑烧成(最高温度1]35'C，周期35分钟)，得到颜色均匀、色调明快的芝麻白陶瓷耐磨砖。生产的陶瓷砖各技术指标为吸水率6.5-7.5%、抗折强度〉19MPa、优等品合格率〉93%，各项指标均达到GB/T4100-2006国家标准。实施例4:取1#磷渣20吨，长石7吨，瓷砂23吨，杨保庄粘土10吨，八街粘土15吨，土官粘土13吨，罗瓷土12吨，外加减水剂0.3吨。组成后的配方各化学成份为<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>按上术述配比，检测原料水份，准确称量入球，球磨至万孔筛余《4%，除铁过筛放浆陈腐，经喷雾干燥塔制粉，入料色陈腐24小时左右，再混于黑色色料，经压机成形、干燥得坯体，此配方白度较好，可在其坯体上施各种不同的釉料，得到不同的产品，如施一层柔光的半透明釉可得到漂亮的象牙白耐磨砖，也可以上底面釉、印花得到颜色斑斓的各种釉面砖，将上述坯体入辊道窑烧成(烧成温度1125。C,周期30-35分钟)。生产的陶瓷砖各技术指标为吸水率6-7%、抗折强度〉18MPa、优等品合格率〉92%，各项指标均达到GB/T4100-2006国家标准。实施例5取1#磷渣32吨，瓷砂25吨，杨保庄粘土12吨，八街粘土18吨，土官粘土10吨，滑石3吨，外加减水剂0.3吨。组成后的配方各化学成份为<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>按上述配比，检测原料水份，准确称量入球，球磨至万孔筛余《4%，除铁过筛放浆陈腐，经喷雾干燥塔制粉，入料色陈腐24小时左右，再混于黑色色料，经压机成形、干燥，得坯体，此配方温度较低，最高温度不高于112(VC，且白度较好，适于做浅色调的耐磨砖，如黄色、锰江斑点等，所生产的产品高贵典雅，颜色清晰。生产的陶瓷砖各技术指标为吸水率^%、抗折强度〉19MPa、优等品合格率>95%，各项指标均达到GB/T4100-2006国家标准。实施例6实施例1至实施例5中加入磷渣的量对烧成温度、周期、成本、颜色的影响与原生产配方对照表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1、一种利用磷渣生产陶瓷砖的配方，包括熔剂、粘土，其特征在于采用磷渣作为生产原料与熔剂、粘土进行适当配比生产陶瓷砖。2、根据权利要求1所述的利用磷渣生产陶瓷砖的配方，其特征在于按重量份数计算，熔剂占20-70份，粘土占20-80份，磷渣占5-35份。3、根据权利要求2所述的利用磷渣生产陶瓷砖的配方，其特征在于按重量份数计算，熔剂占20-70份，粘土占20-80份，磷渣占10-30份。4、根据权利要求l、2或3中任意一项所述的利用磷渣生产陶瓷砖的配方，其特征在于所述的磷渣其化学成份范围如下<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>5、根据权利要求l、2或3中任意一项所述的利用磷渣生产陶瓷砖的配方，其特征在于所述的助熔剂可以是长石、伟晶岩、锂灰石、珍珠岩、滑石、白云石、石灰石、硅灰石、瓷砂中的一种或几种；粘土可以是各地具有粘性的土。6、根据权利要求4所述的利用磷渣生产陶瓷砖的方法，其特征在于所述的助熔剂可以是长石、伟晶岩、锂灰石、珍珠岩、滑石、白云石、石灰石、硅灰石、瓷砂中的一种或几种；粘土可以是各地具有粘性的土。7、根据权利要求l、2、3中任意一项所述的利用磷渣生产陶瓷砖的方法，其特征在于该工艺流程为原料进厂一~^硬质原料粗、中碎一~^按配方称量入球一~^泥浆过筛除铁一~^泥浆池陈腐一"^喷雾干燥制粉一~^粉料陈腐一~^压机成形一~^干燥。8、根据权利要求4所述的利用磷渣生产陶瓷砖的方法，其特征在于该工艺流程为原料进厂一"^硬质原料粗、中碎一"^按配方称量入球一~^泥浆过筛除铁一"^泥浆池陈腐一~^喷雾干燥制粉一"^粉料陈腐一"^压机成形一"^干燥。9、根据权利要求5所述的利用磷渣生产陶瓷砖的方法，其特征在于该工艺流程为原料进厂一"^硬质原料粗、中碎一一按配方称量入球一~^泥浆过筛除铁一"^泥浆池陈腐一"^喷雾干燥制粉一"^粉料陈腐一"^压机成形一"^干燥。10、根据权利要求6所述的利用磷渣生产陶瓷砖的方法，其特征在于该工艺流程为原料进厂一~^硬质原料粗、中碎一~^按配方称量入球一~^泥浆过筛除铁一"^泥浆池陈腐一"喷雾干燥制粉一一粉料陈腐一"^压机成形一~^干燥。全文摘要本发明公开了一种利用磷渣生产陶瓷砖的配方及生产方法。目前，一些较白、性能较好的陶瓷砖生产原料不但价格昂贵，且有些资源已趋于枯竭，故一般的陶瓷砖不但白度差，着色困难，而且烧成温度高、成本高；磷渣是电炉法制备黄磷时排出的工业废渣，堆放占地。本发明提供了一种既能生产出成本低，烧成温度低，烧成颜色白、容易着色的陶瓷砖，同时又能解决磷渣污染问题的一种生产陶瓷砖的配方及生产方法，是将磷渣作为一种生产原料引入配方，与适量的熔剂、粘土等原料进行配比生产陶瓷砖，按重量份数计算，熔剂占20-70份，粘土占20-80份，磷渣占5-35份，更优选的配比为熔剂占20-70份，粘土占20-80份，磷渣占10-30份。文档编号C04B33/132GK101164961SQ20071006625公开日2008年4月23日申请日期2007年9月27日优先权日2007年9月27日发明者李建明,王儒林,高东永申请人:王儒林