专利名称：利用高岭土生产微晶板材的配方和生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于一种建筑建材行业，特别是利用大量的高岭土生产微晶板材的配方和生产工艺。
背景技术：
1、我国高岭土的现况、应用和用途
高岭土是一种重要的非金属矿产，与云母、石英、碳酸钙并称为四大非金属矿。高岭土主要由小于2个微米的微小片状、管状、叠片状等高岭石簇矿物(高岭石、 地开石、珍珠石、埃洛石等)组成，理想的化学式为AL203 -2Si02 ·2H20，其主要矿物成分是高岭石和多水高岭石，除高岭石簇矿物外，还有蒙脱石、伊利石、叶腊石、石英和长石等其它矿物伴生，高岭土的化学成分中含有大量的AL203、Si02和少量的!^203、Τ 02以及微量的 K20、Na20、Ca0和MgO等。质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。有报道称，日本还有将高岭土用于代替钢铁制造切削刀具、车床钻头和内燃机外壳等方面应用。特别是最近几年，现代科学技术飞速发展，使得高岭土的应用领域更加广泛，一些高新技术领域开始大量运用高岭土作为新材料，甚至原子反应堆、航天飞机和宇宙飞船的耐高温瓷器部件，也用高岭土制成。中国是世界上最早发现和利用高岭土的国家。远在3000年前的商代所出现的刻纹白陶，就是以高岭土制成。目前我国高岭土矿点有700多处，对200处矿点探明储量为 30亿吨，矿点较为分散。我国高岭土资源的分布比较分散，品位不高，大多数为煤系高岭土 (国外很少)，需要经过煅烧或改性，用于造纸涂布有天然的局限性，而且煤系高岭土由于属于煤的伴生矿，难以大规模开采利用。在我国，非煤系高岭土与煤系高岭土储量相当，但绝大多数为管状高岭土，粘度大，不能用于造纸涂布。高岭土是自然界中普遍存在的一种非金属矿，过去一般用于生产陶瓷，耐火材料以及少量掺入塑料，橡胶中作填料.随着国民经济各领域的日益发展，人们越来越重视高岭土的深度加工，因为这样不仅可以获取新的具有特殊性能的材料，而且还可提高经济效益。本发明为高岭土充分利用提升其产业价值提供了一条切实可行的方法。、微晶板材技术现状
微晶板材，又称玻璃陶瓷，具有优良的理化性能，其莫氏硬度为5. 5 8，抗压强度为 360 680ΜΡει，抗折强度为30 70MPa，抗冲击强度为2. 0 4. 8Kg/cm2，光泽度为80 110 光泽单位，膨胀系数为(10 80) X IO-V0C，吸水率<0.05%，具有良好的耐酸碱性能，因此被广泛用作建筑装饰材料、台面板材、管材、铸件、密封件等，经抛光后的板材产品表面具有美伦美幻、感观高雅的纹理和晶莹柔和的光泽，更受到建筑设计界和业主的青睐。正是因为具有这些色泽美观、外表华丽、耐磨损、不退色、耐腐蚀、安全、环保、卫生、自洁等特殊性能， 使微晶板材成为二十一世纪天然石材和陶瓷面砖的最佳替代产品，成为国际流行的环保建筑装饰新材料，被广泛应用于中高档级宾馆、饭店、商场、写字楼、车站、机场、住宅等建筑物中，用于内、外墙、地面、台面的装饰装潢以及市场上其它众多的中高档建筑如宾馆、商场、 邮局、电信局、医院、银行、电力、城市建设等公共场所。在欧、美、俄、日国家，微晶板材的研究起步较早，微晶板材七十年代开始流行，目前只有少数工业比较先进的国家如美国、前苏联和日本能组织工业化生产，他们是用纯化学原料SiO2, Al2O3，CaO等配制而成，其生产方法主要有两种，一种是压延法，先将微晶板材原料机压成型，然后再进行晶化；另一种是水淬法，先将微晶板材原料熔化成玻璃渣料，再机压成型或利用匣钵成型，最后进行晶化。在起始阶段，产品主要使用矿渣与其它玻璃原料混合熔化后，采用压延法工艺生产制成平板结晶化玻璃，再经抛磨后，使之具有漂亮花纹的板材，用于建筑装饰。微晶板材采用清洁的生产技术，生产过程中不产生污染物，并可大量利用矿产碎荒料作为生产所需原料，变废为宝，节省自然资源，故早在1987年就被国际环保组织认定为“可持续发展的绿色建材”。二十多年来，微晶板材以其独特优越的美感、高档质感、理化性能指标以及“安全、健康、卫生”的环保性能已被世界各国的建筑行业所认同，并广泛应用于地铁、宾馆、酒楼、机场、商业大厦等各类高级场馆中。
发明内容
本发明利用高岭土生产微晶板材的配方和生产工艺，利用大量的高岭土，经简单除杂加工后，用来生产微晶板材的配方和相应的生产工艺，就是针对国内大量的高岭土作为主要原料，配以石英砂、重钙，添加部分辅助原料，可以不用或少用金属氧化物，生产微晶板材，而且颜色可以根据添加着色剂进行调整，大大降低生产成本，降低晶化温度，缩短晶化保温时间，提高劳动生产率，节省能源。本发明利用高岭土生产微晶板材的配方和生产工艺，利用资源丰富的高岭土，经简单除杂后为原料，配以适量的石英砂、重钙，生产微晶板材的配方和生产工艺，辅助原料主要有工业纯碱、工业硼砂、工业氧化锌、着色剂、氧化剂、澄清剂等。高岭土其主要成分二氧化硅(SiO2)含量4(Γ589 )，氧化铝(Al2O3)含量32 48%。这些辅助原料合理的搭配使用对于生产微晶板材十分有利，尤其是着色剂的选择和适量应用，可以生产出白色、玉青色、 绿色、蓝色、灰色、黄色、黑色等等各色系列微晶板材。本发明利用高岭土生产微晶板材的配方和生产工艺，利用高岭土为原料，配以适量的石英砂、重钙，生产微晶板材的配方和生产工艺包括下列步骤
1.混合原料将原料按下列粒度、重量百分比混合在--起，混拌均勻石英砂粒度0.1 -心 0. 7mm42 --50%重钙粒度0.1 一 2. 2mm25 ‘ 33%高岭土粒度0. 01 , 1. 2mm8 ‘ 16%工业纯碱3. 5 --10%工业硼砂0 5. 5%工业碳酸钡0 6. 5%工业氧化锌0 6. 5%澄清剂0 1%氧化剂0 2. 5%着色剂0 5%其中所说的着色剂包括Cr203、Co0、Cu0、氧化镍、氧化亚镍、氧化铁、氧化锰、镉红、镉黄、 硒粉等对微晶板材具有着色效果的原料；
2.高温熔化将上述混合原料放入玻璃熔化炉内熔化成玻璃液，熔化温度1420 1550 0C ；
3.水淬使玻璃液流入水槽内，水淬成直径0 6mm的颗粒料；
4.装模将上述粒料装入模具内；
5.加热晶化将上述布好粒料的模具放入晶化窑炉内加热晶化，晶化温度850 1180°C，晶化保温时间10 100分钟；
6.出窑在晶化窑内退火，退火至温度150 250°C，时间3 10小时，出窑冷却；
7.脱模出窑冷却，把模具内的半成品即微晶毛板取出，放置微晶毛板区域，待加工；
8.加工处理对微晶毛板进行研磨、抛光、切割，包装为成品，待售。本产品生产工艺采用水淬烧结晶化法，水淬烧结晶化法是将特定的配合原料熔化成玻璃液流出，经水淬压片后，成为特定范围细度的小颗粒，然后干燥铺放在特制耐火材料模具上，进入晶化窑炉，完成热处理受控晶化过程而成为微晶毛板，出窑冷却后，再进行磨抛处理，切割包装为成品。本生产工艺独到之处是应用了表面玻璃粒料预处理工艺和多阶段工序的受控晶化热处理工艺新技术，并使用国内外先进水准的热工界面柔性调整控制系统技术，最大限度地缩小了在窑内燃烧过程中的各个阶段性温差，确保形成产品的最低可控制平整度指标，并使得产品表面晶纹和立体效果达到最佳状态，从而使产品各项综合性能指标得到大幅度提高。
图1为本发明利用长石生产微晶板材的配方和生产工艺流程图。由原料1、混合2、熔化3、水淬4、入模5、晶化处理6、出窑7、检验8、磨抛9、切割10、检验 11、包装12、成品13组成。用本发明利用高岭土生产微晶板材的配方和生产工艺，生产的微晶板材，结构主晶相为β —娃灰石，该种微晶板材的机械性能及理化指标为
比重2. 6 ‘ 2. 75耐酸率>98%莫式硬度6. 0 ‘ 8. 5光泽度>90光泽单位抗拉强度320 ‘ 620mpa吸水率<0.05%抗折强度38 ‘72 mpa耐碱率>96%
本发明利用高岭土生产微晶板材的配方和生产工艺，利用大量的高岭土，配以石英砂 (粉)、重钙砂(粉)为主要原料，其中不用再添加工业氧化铝或氢氧化铝，降低了生产成本的同时，也降低了原料熔化时的温度，达到节省能源的目的，这样生产优质微晶板材时，大大降低原料成本和节约能源，可连续生产，从而提高生产效率，产量提高，提高企业效益。
下面结合实施例做进一步描述 实施例一
石英砂(粉)43.08% 重钙27.03% 高岭土12.75%
工业碳酸钡 5.09%工业纯碱 5.07% 工业氧化锌 3.04%
工业硼砂 2. 14%氧化剂1. 5% 澄清剂0. 3%
着色剂0%
将上述原料混合在一起混拌均勻，放入熔化炉内经1450°C温度熔化成玻璃液，再经水淬成6 mm以下的颗粒料，装入模具内，放入晶化窑内加热至1150°C进行晶化，晶化保温时间60分钟，然后退火冷却，冷却至200°C，时间5小时，出窑后经脱模、研磨、抛光、切割得到白色微晶板材成品。实施例二
石英砂(粉)43. 25% 重钙25.53% 高岭土14.91%
工业碳酸钡 4.01%工业纯碱 4.08% 工业氧化锌 3.02%
工业硼砂 2. 20%氧化剂1. 5% 澄清剂0. 3%
着色剂1. 2%
将上述原料混合在一起混拌均勻，放入熔化炉内经1500°C温度熔化成玻璃液，再经水淬成6 mm以下的颗粒料，装入模具内，放入晶化窑内加热至1160°C进行晶化，晶化保温时间50分钟，然后退火冷却，冷却至200°C，时间5小时，出窑后经脱模、研磨、抛光、切割得到浅黄色微晶板材成品。实施例三
石英砂(粉)44.66% 重钙27.55% 高岭土10.97%
工业碳酸钡 5.01%工业纯碱 4.90% 工业氧化锌 3.；35%
工业硼砂 2. 15%氧化剂1.0% 澄清剂0. 2%
着色剂0. 2%
将上述原料混合在一起混拌均勻，放入熔化炉内经1520°C温度熔化成玻璃液，再经水淬成6 mm以下的颗粒料，装入模具内，放入晶化窑内加热至1180°C进行晶化，晶化保温时间40分钟，然后退火冷却，冷却至200°C，时间5小时，出窑后经脱模、研磨、抛光、切割得到浅灰色微晶板材成品。
权利要求
1.利用高岭土生产微晶板材的配方和生产工艺，其特征在于包括下列步骤 (1)拌料将原料按下列粒度、重量百分比混合在一起，混拌均勻石英砂粒度0. 1 0. 7mm 42 50%重钙粒度0. 1 2. 2mm 25 33%高岭土粒度0. 01 1. 2mm 8 16%工业纯碱3. 5 10%工业硼砂0 5. 5%工业碳酸钡0 6. 5%工业氧化锌0 6. 5%澄清剂0 1%氧化剂0 2. 5%着色剂0 5%其中所说的着色剂包括Cr203、Co0、Cu0、氧化镍、氧化亚镍、氧化铁、氧化锰、镉红、镉黄、 硒粉等对微晶板材具有着色效果的原料；(2)高温熔化将上述混合原料放入玻璃熔化炉内熔化成玻璃液，熔化温度1420 1550 0C ；(3)水淬使玻璃液流入水槽内，水淬成直径0 6mm的颗粒料；(4)装模将上述粒料装入摆放好的模具内；(5)加热晶化将上述布好粒料的模具放入晶化窑炉内加热晶化，晶化温度850 1180°C，晶化保温时间10 100分钟；(6)退火出窑在晶化窑内退火，退火至温度150 250°C，时间3 10小时，出窑冷却；(7)脱模出窑冷却，把模具内的半成品即微晶毛板取出，放置微晶毛板区域，待加工；(8)加工处理对微晶毛板进行研磨、抛光、切割，包装为成品，待售。
2.2.根据权利要求1所述的利用高岭土生产微晶板材的配方和生产工艺，其特征在于要配以适量的石英砂、重钙，同时要求如下高岭土的粒度在0. 01 1. 2mm最为适宜；高岭土其主要成分二氧化硅(SiO2)含量4(Γ589 )，氧化铝(Al2O3)含量32、8%。
3.根据权利要求1所述的利用高岭土生产微晶板材的配方和生产工艺，其特征在于水淬烧结晶化法是将特定的配合原料熔化成玻璃液流出，经水淬压片后，成为特定范围细度的小颗粒，然后干燥铺放在特制耐火材料模具上，进入晶化窑炉，完成热处理受控晶化过程而成为微晶毛板，出窑冷却后，再进行磨抛处理，切割包装为成品；本生产工艺独到之处是应用了表面玻璃粒料预处理工艺和多阶段工序的受控晶化热处理工艺新技术，并使用国内外先进水准的热工界面柔性调整控制系统技术，最大限度地缩小了在窑内燃烧过程中的各个阶段性温差，确保形成产品的最低可控制平整度指标，并使得产品表面晶纹和立体效果达到最佳状态，从而使产品各项综合性能指标得到大幅度提高。
4.根据权利要求1所述的利用高岭土生产微晶板材的配方和生产工艺，其特征在于其生产工艺流程是由原料1、混合2、熔化3、水淬4、入模5、晶化处理6、出窑7、检验8、磨抛9、切割10、检验11、包装12、成品13组成；用本发明利用高岭土生产微晶板材的配方和生产工艺，生产的微晶板材，结构主晶相为β —娃灰石， 该种微晶板材的机械性能及理化指标为比重2. 6 ‘ 2. 75耐酸率>98%莫式硬度6. 0 ‘一 8. 5光泽度>90光泽单位抗拉强度320 ‘ 620mpa吸水率<0.05%抗折强度38 ‘72 mpa耐碱率>96% ο
全文摘要
本发明利用高岭土生产微晶板材的配方和生产工艺，配方包括高岭土、石英砂、重钙、工业纯碱、工业碳酸钡、工业氧化锌、工业硼砂、着色剂、氧化剂及澄清剂，其主要生产工艺是将上述原料混拌均匀，放入熔化窑炉内经1420~1550℃熔化成玻璃液，再经水淬成0~6mm颗粒，装入模具后进入晶化窑内经850~1180℃晶化烧成，晶化保温时间10~100分钟，然后退火出窑，经脱模、研磨、抛光、切割、包装后即得各色系列的微晶板成品，本发明具有产品原料来源广泛易得，成本低，晶化温度低，晶化时间短，生产效率高，产品合格率高，节省能源等特点。
文档编号C03B32/02GK102557451SQ201110438538
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月25日 优先权日2011年12月25日
发明者梁东成, 赵保华, 赵玉岭, 邹辞阳 申请人:淄博钰晶新型材料科技有限公司