本发明涉及建筑材料领域，具体地，涉及一种保温陶瓷装饰复合板及其制备方法。
背景技术：
赤泥亦称红泥，是铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物，氧化铁含量较高，外观与赤色泥土相似，因而得名。一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.5吨赤泥，近些年来，全球每年的铝产量超过了4000万吨，在这个产量的背后是约9000万吨左右的赤泥被排放出来，而这个可怕的数字仅仅是一年的赤泥排放量。如果算上历年的积累，产生的赤泥总量更是高得吓人。仅仅我国累积堆存的赤泥就已经达到3.5亿吨。这意味着大量宝贵的土地不得不用来存放这些废弃物。而这些土地一旦存放了赤泥，就很难再用作耕地或建设用地。而且，赤泥中含有大量强腐蚀性的氢氧化钠，有的还含有有毒的重金属甚至放射性元素，这些有害物质一旦渗入土壤或者河流，将造成很严重的污染。如果堆存赤泥的场所由于自然或者人为原因发生泄露，造成的危害将更加严重。2010年10月4日，位于匈牙利西部城市奥伊考（Ajka）的一家铝厂，存放赤泥的人工湖突然发生溃坝事故，高达100万立方米的赤泥外泄，影响到周围的多个村庄并最终流入多瑙河。这次事故导致10人死亡，100多人受伤，40平方公里的土地受到影响，造成了严重的环境灾难。
黄河污泥沙（yellow river silt）是一种大自然废弃物，属于硅酸盐类矿物质原料，同时也是一种可利用的宝贵资源。统计数据表明：黄河年平均输沙量高达16亿吨，除其中少量约3亿吨进入河道或田间外，其余大部分（13亿吨）逐年累积，给渠道河道安全工作带来危害，黄河泥沙的逐渐沉积，河床逐渐抬高，也是造成黄河灾害的主要原因。
中国专利CN102603356A公开一种保温装饰陶瓷板及其生产方法，它是由沸石、珍珠岩微粉、凝灰岩、劣质陶泥、劣质高岭土、碳酸钙、滑石、萤石、黑碳化硅、膨润土、无水偏硅酸钠、腐植酸钠、三聚磷酸钠、甲基纤维素钠制成，该发明利用膨胀珍珠岩矿开采及深加工过程中产生的固体废弃物：沸石、膨润土、凝灰岩及珍珠岩微粉等，在1205～1280℃，利用陶瓷辊道窑裸砖生产条件下，生产出的导热系数小于0.1 W/(m.k)、吸水率小于0.5％、抗折强度大于3.5 MPa、内照射指数低于0.3、外照射指数低于0.6、耐火等级为A1级、厚度30～60 mm、具有保温与装饰的陶瓷制品，因此可广泛应用于室内室外、公众场合或家庭居室的保温装饰装修。
中国专利CN105669173A公开了一种综合利用珍珠岩废弃物生产的保温装饰陶瓷板及其生产方法，其基体配方组成为：珍珠岩微粉25%~100%，膨胀珍珠岩微粉20%～80%，广东黑泥2%～25%，石灰石0～10%，萤石0.1%～5%，黑碳化硅0.1%～2%，膨润土0.5%～15%，九水偏硅酸钠0.1%～5%，腐植酸钠0.1%～0.5%，三聚磷酸钠0.1%～1.0%。釉料配方组成为：膨化珍珠岩微粉50%～90%，低温熔块50%～90%，氧化锌0.1%～5%，萤石0.1%～5%，磷灰石0～5%，三聚磷酸钠0.1%～2.0%，高岭土0.5%～5%，甲基纤维素钠0.1%～0.5%。生产方法特征是：在900～1050℃低温下辊道窑裸体烧成。烧成后可以得到吸水率0.5%以内、体积密度小于500 kg/m3、断裂模数大于3.5 MPa、导热系数小于0.08 W/(m.k)，燃烧级别为A级的保温装饰陶瓷板。
现有发泡陶瓷复合板主要是以珍珠岩为原料，而珍珠岩作为稀缺功能性矿物材料价格昂贵，资源稀缺，另一方面大宗固体废物譬如黄河污泥沙、赤泥等又得不到资源化利用，这些都制约发泡陶瓷复合板和保温装饰材料的应用和发展。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供一种保温陶瓷装饰复合板及其制备方法，以解决上述问题。
具体地，本发明采取如下技术方案：
一种保温陶瓷装饰复合板，包括发泡陶瓷底层和增韧陶瓷面层，所述发泡陶瓷底层的原料包括以下质量百分数的组分：黄河污泥沙30%～60％、拜耳法赤泥5%～30％、珍珠岩微粉1％～55％、碱矸5％～10％、膨润土1％～15％、萤石0.2％～2.0％、绿碳化硅收尘粉0.1％～1％和三聚磷酸钾0.1%～0.5％。
基于上述，所述绿碳化硅收尘粉为碳化硅磨料加工时收尘器内粉末，绿碳化硅含量＞92%，8000目筛余小于0.3%。
基于上述，所述增韧陶瓷面层的原料包括以下质量百分数的组分：珍珠岩微粉80％～95％，硅灰石1％～10％，膨润土1％～10％，萤石1％～2％，三聚磷酸钾0.1％～0.5％，纳米硅酸锆0.5％～5％，色料0～10％。
基于上述，它的宽度为300～1200 mm，长度为300～2400 mm，厚度为16～120 mm。
基于上述，所述增韧陶瓷面层的厚度为3～7 mm。
一种上述保温陶瓷装饰复合板的制备方法，包括以下步骤：
球磨 将所述发泡陶瓷底层的原料和所述增韧陶瓷面层的原料分别和水混合进行球磨加工，制得发泡陶瓷泥浆和增韧陶瓷泥浆；对所述发泡陶瓷泥浆和所述增韧陶瓷泥浆分别进行过筛、陈腐处理，制得发泡陶瓷浆料和增韧陶瓷浆料；
喷雾干燥 分别对所述发泡陶瓷浆料和所述增韧陶瓷浆料进行喷雾干燥、陈腐处理，制得含水率均为9±0.5％的发泡陶瓷粉料和增韧陶瓷粉料；
干压成型 先布所述增韧陶瓷粉料，再回填所述发泡陶瓷粉料，制得预坯体，然后干压所述预坯体制得坯体；
成品制备 对所述坯体进行干燥、装饰、烧制处理，得到所述保温陶瓷装饰复合板。
基于上述，所述研磨的步骤包括：将所述发泡陶瓷底层的原料和水混合进行球磨加工，制得细度为2.0±0.2%（筛余干比），流速以涂四杯计为40±15 s，比重为1.50±0.05，含水率为46±2％的发泡陶瓷泥浆；将所述增韧陶瓷面层的原料和水混合进行球磨加工，制得细度为0.5±0.2%（筛余干比），流速以涂四杯计为40±15 s，比重为1.60±0.05，含水率36±2％的增韧陶瓷泥浆；将所述发泡陶瓷泥浆和所述增韧陶瓷泥浆分别过20～60目筛，陈腐≥48 h，制得所述发泡陶瓷浆料和所述增韧陶瓷浆料。
基于上述，所述干压成型的过程中，在25～50 MPa将所述预坯体压制成厚度为10～60 mm的所述坯体，所述坯体中所述发泡陶瓷粉料的填充厚度为5～10 mm。
基于上述，在所述成品制备的过程中，将所述坯体在25～220℃干燥80～240 min，使所述坯体的含水率＜0.5％。
基于上述，在所述成品制备的过程中，所述坯体经过装饰后进行烧制处理，该烧制处理的步骤包括：装饰后的所述坯体在180～220℃抽湿排潮10～15 min；然后在250～650℃预热干燥15～20 min；预热干燥后的所述坯体在650～950℃烘烤干燥20～25 min；烘烤干燥后的所述坯体在950～1050℃氧化分解25～30 min；氧化分解后的所述坯体在1050～1120℃玻化熔融25～30 min；熔融后的所述坯体在1120～1150℃膨胀发泡25～30 min；发泡后的所述坯体在1150～650℃急速冷却5～10 min；然后在650～250℃缓慢退火60～90 min，最终在250～50℃冷却15～20 min，完成无垫板裸体发泡烧制，制得所述保温陶瓷装饰复合板。
经检测，本发明提供的所述保温陶瓷装饰复合板的导热系数为0.05～0.1 W/(m.k)，体积密度为200～500 g/cm3 ，抗折强度大于3.0 MPa，垂直于板面的抗拉强度大于0.50 MPa，体积吸水率小于0.5%，燃烧等级为A级，面层抗冲击强度大于3 J，面层莫氏硬度大于6。
与现有技术相比，本发明提供的保温陶瓷装饰复合板包括发泡陶瓷底层和增韧陶瓷面层，因此其具备发泡陶瓷和增韧陶瓷的双重优点，既轻质保温，又具有较大的机械强度；同时以所述黄河污泥沙和所述拜耳法赤泥为主料，以所述绿碳化硅收尘粉作为造孔剂，成本较低，也有利于环保；以所述萤石为助熔剂，在1050～1120℃具有助融作用，其富含氟化钙玻璃化液相粘度低，在陶瓷外表面形成玻璃封闭壳，在1120～1180℃与所述干碱中的水反应，形成耐火氧化物陶瓷壳体，对所述发泡陶瓷具有保护作用，也可以增强其机械强度；同时所述三聚磷酸钾对所述干碱、所述膨润土、所述珍珠岩微粉、所述拜耳法赤泥有极好的解胶减水作用，还有助磨作用和分散作用，能大大提高球磨效率和节能；另外，本发明提供的所述保温陶瓷装饰复合板的制备方法简单，方便工业应用。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
以下各实施例中采用如下组分的黄河污泥沙、拜耳法赤泥、珍珠岩微粉、膨润土及硅灰石：
所述黄河污泥沙细度≥100目，其包括以下质量百分数的组分：SiO2 60%～62%，Al2O3 12%～14%，Fe2O3 4%～6%，CaO 6%～8%，MgO 1.5%～2.5%，Na2O 1.5%～2.5%，K2O 2.0%～3.0%，烧失8%～9％，含水率＜5%；
所述拜耳法赤泥包括以下质量百分数的组分：SiO2 68%～70%，Al2O3 12%～14%，Fe2O3＜0.5%，Na2O 0.5%～1.0%，K2O 1.0%～2.0%，Li2O＞1.5%，CaO＜1.5%，MgO＜2.5%，烧失＜13%，烧白度＞80度；
所述的珍珠岩微粉包括以下质量百分数的组分：SiO2 72%～74%，Al2O3 12%～14%，Fe2O3＜0.8%，Na2O 2.0%～3.0%，K2O 2.0%～3.0%，Li2O＞1.5%，CaO＜0.8%，MgO＜0.2%，烧失5%～7%；
所述的膨润土包括以下质量百分数的组分：SiO2 68%～70%，Al2O3 12%～14%，Fe2O3＜0.5%，Na2O 0.5%～1.0%，K2O1.0%～2.0%，Li2O＞1.5%，CaO＜1.5%，MgO＜2.5%，烧失＜13%，烧白度＞80度；
所述的硅灰石纯度＞92%，白度＞85度，Fe2O3＜0.2%，水分＜0.2%，烧失＜0.5%，细度≥200目；所述三聚磷酸钾中 K5P3O10≥90%；所述萤石中CaF2≥65%。
实施例1
本实施例提供的保温陶瓷装饰复合板包括发泡陶瓷底层和增韧陶瓷面层；
所述发泡陶瓷底层的原料包括以下质量百分数的组分：黄河污泥沙58%、拜耳法赤泥30%、碱矸4%、珍珠岩微粉1%、信阳膨润土6%、萤石0.3%、绿碳化硅收尘微粉0.5%、三聚磷酸钾0.2%。
所述增韧陶瓷面层的原料包括以下质量百分数的组分：珍珠岩微粉92％、硅灰石2％、膨润土3％、萤石1％、三聚磷酸钾0.2％，硅酸锆1.8％。
具体步骤为：
球磨 将所述发泡陶瓷底层的原料水按质量比为1：0.75混合进行球磨加工，制成细度为2.0±0.2%（筛余干比），流速以涂四杯计为40±15秒，比重为1.50±0.05，含水率为46±2％的发泡陶瓷泥浆，所述发泡陶瓷泥浆过20目，40目，60目三道筛，陈腐48小时，制得发泡陶瓷浆料；所述增韧陶瓷面层的原料分别和水按质量比为1：0.75混合进行球磨加工，制成细度为0.5±0.2%（筛余干比）、流速以涂四杯计为40±15秒、比重为1.60±0.05、含水率为36±2％的增韧陶瓷泥浆；所述增韧陶瓷泥浆过20目、40目、60目三道筛，陈腐48小时，制得增韧陶瓷浆料；
喷雾干燥 分别对所述发泡陶瓷浆料和所述增韧陶瓷浆料进行喷雾干燥，制成含水率均为9±0.5％发泡陶瓷粉料和增韧陶瓷粉料，陈腐48小时；
干压成型 先布所述发泡陶瓷粉料，再回填所述增韧陶瓷粉料，制得预坯体，将所述预坯体干压成坯体，成型压力为35 MPa，所述坯体的厚度为17 mm，宽度为400mm，长度为650mm，所述坯体中所述增韧陶瓷粉料的填料厚度为6.5 mm；
成品制备 所述坯体在温度≤220℃进行干燥120 min，干燥后的所述坯体含水率≤0.5％；干燥后的所述坯体经四色辊筒印刷成意大利木纹石效果，并经干粒机布干粒熔块釉，并喷施固定剂，进行装饰；装饰后的所述坯体进行烧制处理，该烧制处理的步骤包括：将装饰后的所述坯体在温度180～220℃抽湿排潮10 min；然后在温度250～650℃预热干燥15 min；然后在温度650～950℃烘烤干燥20 min；烘烤干燥后的所述坯体在950～1050℃氧化分解25 min；然后在1050～1120℃玻化熔融25 min；熔融后的所述坯体在1120～1150℃膨胀发泡25 min；发泡后的所述坯体在1150～650℃急速冷却5 min；然后在650～250℃缓慢退火60 min；最后250～50℃冷却15 min，完成无垫板裸体发泡烧制，制得所述保温陶瓷装饰复合板。
经检测，本实施例提供的所述保温陶瓷装饰复合板的厚度为35 mm、宽度为650 mm、长度为1150 mm，体积密度为180 g/cm3，导热系数为0.058W/(m.k)，抗折强度为5.8 MPa，垂直于板面的抗拉强度为2.50 MPa，体积吸水率为0.47%，燃烧等级为A级，面层抗冲击强度为3 J，面层莫氏硬度为6。因此，所述所述保温陶瓷装饰复合板具有轻质、保温、防火和机械强度良好的优点，应用前景广阔。
实施例2
本实施例提供的保温陶瓷装饰复合板与实施例1的不同之处在于：
所述发泡陶瓷原料包括以下质量百分数的组分：黄河污泥沙40%、赤泥25%、碱矸5%、珍珠岩微粉20%、信阳膨润土9%、萤石0.3%、绿碳化硅收尘微粉0.5%、三聚磷酸钾0.2%；
所述增韧陶瓷原料包括以下质量百分数的组分：珍珠岩微粉85％、硅灰石6％、膨润土3％、萤石0.8％、三聚磷酸钾0.2％，硅酸锆5％；
所述干压成型步骤中：先布所述发泡陶瓷粉料，再回填所述增韧陶瓷粉料，制得预坯体，将所述预坯体干压成坯体，成型压力为45 MPa，所述坯体的厚度为25 mm，宽度为400mm，长度为650mm，所述坯体中所述增韧陶瓷粉料的填料厚度为6.5 mm；
所述成品制备的步骤中，装饰后的所述坯体进行烧制处理，该烧制处理的步骤包括：将装饰后的所述坯体在温度180～220℃抽湿排潮15 min；然后在温度250～650℃预热干燥20 min；然后在温度650～950℃烘烤干燥25 min；烘烤干燥后的所述坯体在950～1050℃氧化分解30 min；然后在1050～1120℃玻化熔融30 min；熔融后的所述坯体在1120～1150℃膨胀发泡30 min；发泡后的所述坯体在1150～650℃急速冷却10 min；然后在650～250℃缓慢退火90 min；最后250～50℃冷却20 min，完成无垫板裸体发泡烧制，制得所述保温陶瓷装饰复合板。
经检测，所述保温陶瓷装饰复合板的厚度为51 mm、宽度为800 mm、长度为1300 mm，体积密度为247 g/cm3，导热系数为0.057W/(m.k)，抗折强度为4.65 MPa，垂直于板面的抗拉强度为2.50 MPa，体积吸水率为0.43%，燃烧等级为A级，面层抗冲击强度为10 J，面层莫氏硬为度6。因此，所述保温陶瓷装饰复合板具有轻质、保温、防火和机械强度良好的优点，应用前景广阔。
实施例3
本实施例提供的保温陶瓷装饰复合板与实施例1的不同之处在于：
所述发泡陶瓷原料包括以下质量百分数的组分：黄河污泥沙35%、赤泥15%、碱矸5%、珍珠岩微粉30%、信阳膨润土4%、萤石0.3%、绿碳化硅收尘微粉0.5%、三聚磷酸钾0.2%；
所述增韧陶瓷原料包括以下质量百分数的组分：珍珠岩微粉95％、硅灰石1％、膨润土2％、萤石0.8％、三聚磷酸钾0.2％，硅酸锆1％；
经检测，所述保温陶瓷装饰复合板的厚度为45 mm、宽度为720 mm、长度为1170 mm，体积密度为280 g/cm3，导热系数为0.081 W/(m.k)，抗折强度为8.87 MPa，垂直于板面的抗拉强度为3.74 MPa，体积吸水率为0.46%，燃烧等级为A级，面层抗冲击强度为10 J，面层莫氏硬度为6。因此，所述保温陶瓷装饰复合板具有轻质、保温、防火和机械强度良好的优点，应用前景广阔。
实施例4
本实施例提供的保温陶瓷装饰复合板与实施例1的不同之处在于：
所述发泡陶瓷原料包括以下质量百分数的组分：黄河污泥沙30%、赤泥10%、碱矸5%、珍珠岩微粉52%、信阳膨润土7%、萤石0.3%、绿碳化硅收尘微粉0.5%、三聚磷酸钾0.2%；
所述成品制备的步骤中，装饰后的所述坯体进行烧制处理，该烧制处理的步骤包括：将装饰后的所述坯体在温度180～220℃抽湿排潮15 min；然后在温度250～650℃预热干燥20 min；然后在温度650～950℃烘烤干燥25 min；烘烤干燥后的所述坯体在950～1050℃氧化分解30 min；然后在1050～1120℃玻化熔融25 min；熔融后的所述坯体在1120～1150℃膨胀发泡25 min；发泡后的所述坯体在1150～650℃急速冷却5 min；然后在650～250℃缓慢退火80 min；最后250～50℃冷却20 min，完成无垫板裸体发泡烧制，制得所述保温陶瓷装饰复合板。
经检测，所述保温陶瓷装饰复合板的厚度为41 mm、宽度为660 mm、长度为1070 mm，体积密度为310 g/cm3，导热系数为0.085 W/(m.k)，抗折强度为12.34 MPa，垂直于板面的抗拉强度为5.74 MPa，体积吸水率为0.11%，燃烧等级为A级，面层抗冲击强度为10 J，面层莫氏硬度为6。因此，所述保温陶瓷装饰复合板具有轻质、保温、防火和机械强度良好的优点，应用前景广阔。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。