专利名称：煤矸石陶瓷墙地砖及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种陶瓷墙地砖，尤其涉及一种煤矸石陶瓷墙地砖，同时，还涉及一种
该煤矸石陶瓷墙地砖的制备方法。
背景技术：
高岭土是制备陶瓷墙地砖的主要原料之一，近年来，高岭土的资源储量日益减少， 价格逐年攀升，导致陶瓷墙地砖的成本上升。因此，探索开发高岭土的替代品势在必行。
煤矸石是煤炭开采、洗选时排放的固体废弃物，不仅占用大量土地，而且还对周围 环境造成较大的污染。煤矸石由高岭石、蒙脱石、石英等矿物以及一些稀有金属元素和有机 碳组成，化学成分主要为Si02、Al203和少量的Fe203、Ti02、CaO、MgO等，与传统高岭土的成分 接近，某些煤矸石中的高岭石含量高达90%以上，因此是传统高岭土的最佳替代原料。
在各种建筑工程施工中需要使用大量的陶瓷墙地砖。因此，利用煤矸石制备陶瓷 墙地砖具有重要的意义。然而，煤矸石中含有较高的FeA、T叫和有机碳等杂质，使用其制 备而成的陶瓷墙地砖制品常呈现深灰色，色调单一，大大限制了其推广应用。为了扩大煤矸 石陶瓷墙地砖应用领域，需要使其工作表面呈白色或浅色或者根据不同人的爱好而呈现不 同的颜色。传统方法是在墙地砖的表面施釉，但是釉层一般较薄，耐磨性差，并且还需要增 加制釉、施釉，甚至烧釉等工艺环节，工艺过程很复杂，生产成本也较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤矸石陶瓷墙地砖，以变废为宝，扩大应用范围。
同时，本发明的目的还在于提供一种煤矸石陶瓷墙地砖的制备方法，以简化生产 工艺，降低成本。 为了实现上述目的，本发明的技术方案采用了一种煤矸石陶瓷墙地砖，由基体层 和面层复合而成，基体层包括以下重量百分含量的原料煤矸石30-68%，粉煤灰0_25%， 石英15-30%，长石15-30%，膨润土 2-8% ;面层包括以下重量百分含量的原料高岭土 40-55 % ，石英20-35 % ，长石20-30% ，膨润土 3_8 % ;其中，在面层料中外加入占面层料重 量0-8%的色料。 所述的色料为锰红、棕红、橘黄、钴蓝中的任意一种。 同时，本发明的技术方案还采用了一种煤矸石陶瓷墙地砖的制备方法，包括以下 步骤(l)取重量百分含量分别为30-68%的煤矸石，0-25%的粉煤灰，15-30%的石英， 15-30%的长石及2-8%的膨润土做为基体层料；取重量百分含量分别为40-55%的高岭 土， 20-35 %的石英，20-30 %的长石，3-8 %的膨润土，外加0_8%的色料做为面层料；(2)将 上述各原料粉碎，然后进行配料，分别将基体层料和面层料在球磨机中湿法球磨混料4-8 小时后，于50-1001:的温度下烘干至含水量4%-8%时备用；(3)分别将混合均匀的基体料 及面层料先、后加入到模具中，然后在30-70MPa的压力下压制成型，制得生坯；(4)将生坯 干燥至含水量小于3%后，在1150-130(TC的温度下烧结0. 5-3小时，即得煤矸石陶瓷墙地
3砖。 步骤(2)中各原料粉碎至粒度为100-300目。
所述的基体料与面层料的重量比为2 : 1-6 : i。 本发明的煤矸石陶瓷墙地砖为由基体层和面层复合而成的双层结构，且砖的工作
表面(面层)的颜色比基体层的浅，呈白色、浅黄色、红色或者其它根据需要而设置的颜色， 从而克服了常规方法所制煤矸石陶瓷墙地砖颜色较深、色调单一的缺点，扩大了其应用领 域。另外，本发明的基体层采用煤矸石为原料，实现了变废为宝，解决了煤炭企业长期以来 期待解决的煤矸石处置问题，并在一定程度上大大降低了陶瓷墙地砖的生产成本。本发明 制备煤矸石陶瓷墙地砖的方法为将基体层与面层一次压制成型、一次烧结而成，省去了传 统施釉法所需的制釉、施釉，甚至烧釉等工艺环节，大大简化了工艺过程，縮短了生产周期， 降低了生产成本。
具体实施例方式
实施例1 本实施例的煤矸石陶瓷墙地砖，由基体层和面层复合而成，基体层包括以下重量 百分含量的原料煤矸石50%，石英25%，长石20%，膨润土5%;面层包括以下重量百分含 量的原料高岭土 42 % ，石英30 % ，长石25 % ，膨润土 3 % 。 本实施例的制备方法如下(l)取重量百分含量为50%的煤矸石，25%的石英， 20%的长石，5%的膨润土做基体层料；取重量百分含量为42%的高岭土，30%的石英， 25%的长石及3%的膨润土做面层料；(2)将基体层料及面层料分别粉碎至粒度为200目， 然后配料，分别将基体层料和面层料在球磨机中湿法球磨4小时后，于8(TC烘干至含水量 7%;(3)将混合均匀的基体料、面层料按2 : 1的质量比分别称量，首先向模具中加入基体 层坯料，摊平后再加入面层坯料，然后同时将基体层和面层于50MPa压力下压制成型，制得 生坯；(4)生坯干燥至含水量小于3%后，于123(TC的温度下烧结2小时，即得煤矸石陶瓷 墙地砖。 本实施例的煤矸石陶瓷墙地砖的基体层呈青灰色，工作表面(面层)呈白色，吸水 率为0.91%，断裂模数为70. 5MPa，抗热震性、耐化学腐蚀性等物理、化学性能指标均达到 或超过了国标GB/T 4100-2006规定的"干压陶瓷砖炻瓷砖技术要求"。
实施例2 本实施例的煤矸石陶瓷墙地砖，由基体层和面层复合而成，基体层包括以下重量 百分含量的原料煤矸石40 % ，粉煤灰16 % ，石英20 % ，长石20 % ，膨润土 4% ;面层包括以 下重量百分含量的原料高岭土 40 % ，石英25 % ，长石30 % ，膨润土 5 % 。
本实施例的制备方法如下(1)取重量百分含量为40%的煤矸石，16%的粉煤灰， 20%的石英，20%的长石，4%的膨润土做为基体层料；取重量百分含量分别为40%的高岭 土，25%的石英，30%的长石，5%的膨润土做为面层料；(2)将基体层料及面层料分别粉碎 至粒度为200目，然后配料，分别将基体层料和面层料在球磨机中湿法球磨5小时后，于 9(TC烘干至含水量4^;(3)将混合均匀的基体料、面层料按2 : l的质量比分别称量，首先 向模具中加入基体层坯料，摊平后再加入面层坯料，然后同时将基体层和面层于55MPa压 力下压制成型，制备生坯；(4)将生坯干燥至含水量小于3%后，于121CTC的温度下烧结2小时，即得煤矸石陶瓷墙地砖。 本实施例所制备的煤矸石陶瓷墙地砖的基体层呈青灰色，工作表面(面层)呈白 色，吸水率为0. 98%，断裂模数为62. 9MPa，抗热震性、耐化学腐蚀性等物理、化学性能指标 均达到或超过了国标GB/T 4100-2006规定的"干压陶瓷砖炻瓷砖技术要求"。
实施例3 本实施例的煤矸石陶瓷墙地砖，由基体层和面层复合而成，基体层包括以下重量 百分含量的原料煤矸石55% ，石英20 % ，长石20% ，膨润土 5% ;面层包括以下重量百分含 量的原料高岭土 45 % ，石英25 % ，长石25 % ，膨润土 5 % ;另外，在面层料中外加入占面层 料重量5%的色料锰红。 本实施例的制备方法如下(l)取重量百分含量为55%的煤矸石，20%的石英， 20%的长石，5%的膨润土做为基体层料；取重量百分含量分别为45%的高岭土，25%的石 英，20%的长石，5%的膨润土，外加5%的色料锰红做为面层料；(2)将基体层料及面层料 分别粉碎至粒度为200目，然后配料，分别将基体层料和面层料在球磨机中湿法球磨6小 时后，于851:烘干至含水量6% ;(3)将混合均匀的基体料、面层料按3 : l的质量比分别 称量，首先向模具中加入基体层坯料，摊平后再加入面层坯料，然后同时将基体层和面层于 45MPa压力下压制成型，制得生坯；(4)将生坯干燥至含水量小于3^后，于123(TC的温度下 烧结1. 5小时，即得煤矸石陶瓷墙地砖。 本实施例所制备的煤矸石陶瓷墙地砖的基体层呈青灰色，工作表面(面层)呈红 色，吸水率为1. 05% ，断裂模数为72. 6MPa，抗热震性、耐化学腐蚀性等物理、化学性能指标 均达到或超过了国标GB/T 4100-2006规定的"干压陶瓷砖炻瓷砖技术要求"。
实施例4 本实施例的煤矸石陶瓷墙地砖，由基体层和面层复合而成，基体层包括以下重量 百分含量的原料煤矸石40 % ，粉煤灰16 % ，石英20 % ，长石20 % ，膨润土 4% ;面层包括以 下重量百分含量的原料高岭土 42% ，石英25% ，长石30% ，膨润土 3% ，在面层料中外加入 占面层料重量3%的色料橘黄。 本实施例的制备方法如下(1)取重量百分含量为40%的煤矸石，16%的粉煤灰， 20%的石英，20%的长石，4%的膨润土做为基体层料；取重量百分含量分别为42%的高岭 土，25%的石英，30%的长石，3%的膨润土，外加3%的色料橘黄做为面层料；(2)将基体 层料及面层料分别粉碎至粒度为300目，然后配料，分别将基体层料和面层料在球磨机中 湿法球磨8小时后，于9(TC烘干至含水量6X ;(3)将混合均匀的基体料、面层料按3 : 1 的质量比分别称量，首先向模具中加入基体层坯料，摊平后再加入面层坯料，然后同时将基 体层和面层于60MPa压力下压制成型，制得生坯；(4)将生坯干燥至含水量小于3%后，于 121(TC的温度下烧结2小时，即得煤矸石陶瓷墙地砖。 本实施例制得的煤矸石陶瓷墙地砖的基体层呈青灰色，工作表面(面层)呈黄色， 吸水率为0. 95%，断裂模数为66. 8MPa，抗热震性、耐化学腐蚀性等物理、化学性能指标均 达到或超过了国标GB/T 4100-2006规定的"干压陶瓷砖炻瓷砖技术要求"。
权利要求
一种煤矸石陶瓷墙地砖，其特征在于由基体层和面层复合而成，基体层包括以下重量百分含量的原料煤矸石30-68％，粉煤灰0-25％，石英15-30％，长石15-30％，膨润土2-8％；面层包括以下重量百分含量的原料高岭土40-55％，石英20-35％，长石20-30％，膨润土3-8％，其中，在面层料中外加入占面层料重量0-8％的色料。
2. 根据权利要求1所述的煤矸石陶瓷墙地砖，其特征在于所述的色料为锰红、棕红、 橘黄、钴蓝中的任意一种。
3. —种煤矸石陶瓷墙地砖的制备方法，其特征在于包括以下步骤(l)取重量百分含量分别为30-68%的煤矸石，0-25%的粉煤灰，15-30%的石英，15-30%的长石及2_8%的 膨润土做为基体层料；取重量百分含量分别为40-55 %的高岭土， 20-35 %的石英，20-30% 的长石，3-8%的膨润土及外加的0-8%的色料做为面层料；(2)将上述各原料粉碎，然后进 行配料，分别将基体层料和面层料在球磨机中湿法球磨混料4-8小时后，于50-100°C的温 度下烘干至含水量4% _8%时备用；(3)分别将混合均匀的基体料及面层料先、后加入到模 具中，然后在30-70MPa的压力下压制成型，制得生坯；(4)将生坯干燥至含水量小于3%后， 在1150-130(TC的温度下烧结0. 5-3小时，即得煤矸石陶瓷墙地砖。
4. 根据权利要求3所述的煤矸石陶瓷墙地砖的制备方法，其特征在于步骤(2)中各 原料粉碎至粒度为100-300目。
5. 根据权利要求3所述的煤矸石陶瓷墙地砖的制备方法，其特征在于所述的基体料 与面层料的重量比为2 : 1-6 : 1。
全文摘要
本发明公开了一种煤矸石陶瓷墙地砖及其制备方法，由基体层和面层复合而成，基体层包括以下重量百分含量的原料煤矸石30-68％，粉煤灰0-25％，石英15-30％，长石15-30％，膨润土2-8％；面层包括以下重量百分含量的原料高岭土40-55％，石英20-35％，长石20-30％，膨润土3-8％，其中，在面层料中外加入占面层料重量0-8％的色料。本发明的煤矸石陶瓷墙地砖为由基体层和面层复合而成的双层结构，且砖的工作表面(面层)的颜色比基体层的浅，呈白色、浅黄色、红色或者其它根据需要而设置的颜色，从而克服了常规方法所制煤矸石陶瓷墙地砖颜色较深、色调单一的缺点，扩大了其应用领域。
文档编号C04B33/02GK101734905SQ20081023088
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年11月14日
发明者卢红霞, 张锐, 杨道媛, 王海龙, 王萌, 许红亮, 赵鹏君, 陈德良 申请人:郑州大学