本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种釉面砖的一次烧成工艺及其砖坯的制备方法。
背景技术：
随着近十年来城镇化、新农村建设的推进，房地产行业蓬勃发展，人们对室内装修的档次也不断提高，釉面砖作为一种高强度、易清洁、无甲醛污染的建筑装饰材料被一直看好，并且中国在陶瓷材料的发展方面历史悠久，技术先进，现如今大量釉面砖等陶瓷材料出口国外。
在釉面砖的生产过程中，常用黏土作为其可塑性原料，其加入量一般在20％以上。为了生产高品质的釉面砖，提高附加值，往往采用优质黏土作为原料，但由于近年来产能的扩张，优质黏土的价格逐年上涨，成本增加，并且大量优质黏土来源于农田、林地表层土壤，大量采掘损坏耕地、林地，破坏环境，不利于可持续发展。其次，在釉面砖的生产过程，黏土用量巨大，运输成本较高，为了降低成本，一般就近采掘使用。因此，为了提高产品利润，开发一种可利用低质低量黏土制备的，所有原材料就近易得的，并且性能达到现有水平的釉面砖成为行业的普遍需求。
广东省胜产陶瓷制品，对优质黏土的需求更为激烈。广东地处亚热带，水源充足，地表植被覆盖率较高，河流、池塘、湿地众多，在兴修水利、河道清淤时产生大量黑坭，常常直接堆积陈放，占用土地，不能将其充分利用。由于黑坭也是一种黏土，只是其中含有大量动植物腐败后产生的有机质，使其性能有别于常用的普通粘土，由于其低价易得，目前将其用于制备瓷砖也越来越常见。
釉面砖的一次烧成是指经过成型、干燥或施釉后的生坯，在烧成窑内高温一次烧成陶瓷产品的工艺路线。由于原料、成型及烧成等方面的原因，在一次烧成墙地砖产品中经常会出现黑心缺陷。具体表现为:轻者砖面颜色发生异常，砖面中央部位或局部颜色发青或发灰，但还不影响砖面的平整度；重者砖面除颜色发生异常外，大面积鼓起或局部鼓泡，严重影响到砖面的平整度，成为废品。而在使用广东本地资源丰富的水洗黑坭作塑性原料生产釉面砖的过程中，由于水洗黑坭相对于普通黏土含有大量的有机质，在一次烧成过程，有机物质燃烧不完全，会残留在坯体内形成黑心，在高温燃烧完全的情况下，又会造成有机物富集区局部烧损坍塌，同时气体逸出又会产生釉面针孔、裂纹和缩釉质量缺陷。
中国专利cn103030367a公开了一种一次烧成陶瓷墙地砖及其生产工艺，先在800℃～850℃下预热20～25min，可预防缩釉现象和砖坯釉面针孔现象。这是因为，在使用煤转气的陶瓷工艺中，发生大面积整片砖的缩釉多半是温度过高导致的。生坯中的水分等挥发物在100℃左右开始挥发，部分盐类在800℃左右开始挥发，如果预热的时间不够长，或是温度调节的不适当都会导致水汽在预热带的累积和坯体中杂质排放不彻底，进而导致后期熔釉过程中气泡的产生，导致砖坯釉面大量针孔的产生。烧成温度为1150℃～1160℃，有利于有机物质的完全燃烧和气体的逸出，避免出现黑心缺陷。这是因为，有机物质在600℃～650℃下可完全燃烧，气体在800℃～850℃下，在釉料充分熔融及部分坯体已玻化前，可顺利逸出。但是使用水洗黑坭作塑性原料的釉面砖生产中，由于坯体中含有大量的有机质，或是坯体制备过程中还加入了有机添加剂，通过上述方法一次烧成还是不能制备得到缺陷少，满足需求的釉面砖。
综上所述，现有技术中利用黑坭作为原料一次烧成制备釉面砖坯体的过程中，由于水洗黑坭的有机质含量大，烧损大，常产生黑心、釉面针孔、裂纹和缩釉质量缺陷等常见的质量问题，进行会影响成品釉面砖的强度、品质和美观。
技术实现要素：
针对现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于利用水洗黑坭作塑性原料的釉面砖的一次烧成工艺，可以消除釉面砖黑心、针孔、缩釉等缺陷，大大提高成品釉面砖的强度、品质和美观度。
本发明的具体技术方案如下：
一种釉面砖的一次烧成工艺；将包含水洗黑坭的砖坯体粉料进行压制成型，干燥制得砖坯，施釉，然后进行一次烧成，先用微波预热5-10min，然后再升温至1120-1150℃烧成，时间40-60min，得到一次烧成釉面砖。
其中，所述微波功率为800-1200w，频率为1500-2000mhz。
其中，所述砖坯体的原料包括水洗黑坭、钾钠石粉、兴宁高铝钾砂、高铝砂、硅灰石、透石灰和龙田砂。
优选的，所述釉面砖坯体原料主要由以下重量百分比的原料组成：广东水洗黑坭10-15％、钾钠石粉13-23％、兴宁高铝钾砂12-22％、高铝砂20-28％、硅灰石2-5％、透石灰5-10％、龙田砂13-22％。
其中，所述干燥温度为140-160℃，干燥时间为90-120min。
优选的，所述砖坯体粉料的制备包括以下步骤：
(1)按重量百分比称取釉面砖坯体原料水洗黑坭和硬质料组成成分；
(2)将水洗黑坭和硬质料分别加入到两台球磨机中，加水进行球磨；
(3)将球磨后的硬质料直接喷雾干燥，得到硬质料粉料，将球磨后的水洗黑坭泥浆转移到带磁力搅拌的超声空化池中，在搅拌的同时进行超声空化，直接抽出喷雾干燥，得到水洗黑坭粉料；
(4)将硬质料粉料用压缩空气按逆顺时针旋流方向从混料筒中部鼓入，将水洗黑坭粉料用压缩空气按逆时针旋流方向从混料筒中部相对于硬质料粉料鼓入口的位置鼓入，并将聚乙醇溶液从混料筒顶部向下进行喷雾，从混料筒底部卸料得到的砖坯体粉料。
其中，所述硬质料粉料和水洗黑坭粉料的鼓入的旋流方向向上倾斜15-45°。
其中，所述超声的频率为15-40khz，功率1200-1500w，超声时间15-30min。
其中，所述聚乙烯醇溶液的质量分数为5-10wt％，其喷入量占硬质料粉料和水洗黑坭粉料总重量的3-6％。
本发明在施釉后一次烧成前，利用一定参数的微波预热釉面砖坯体，由于水洗黑坭制备得到砖坯体中还有较多的有机质，同时还含有水，包括残留水和物质的结晶水，而水是极性分子，相对于有机质和聚合物添加剂，具有更小的分子尺寸，并且在砖坯体中分散均匀，在微波作用下，水分子的原子键会首先振动产热，相对于传统加热方式，微波产热属于一种内热方式，坯体内部和表面同时均匀产热，使坯体内水分子生成热蒸汽产生均匀细孔，而有机质基本上不受微波影响，在微波处理初期基本不会分解，在后期等坯体整体温度升高到一定程度时，有机质才受外热的影响而开始分解，分解产生的气体会顺着原有水蒸汽产生的细孔逸出，不会聚集产生大的气孔，避免了针孔和裂纹的产生。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明用一定功率和频率的微波处理替代传统的预热处理，不仅节省的预热时间，还能使砖坯体中的水分子和有机质分步气化逸出，并且水分子先气化逸出产生微小细孔，而后有机质从原有气孔逸出，不会因为受热不均或同时产生气量过大而造成烧损、黑心、针孔、裂纹和缩釉等质量缺陷，提升釉面砖的品质和美观度。由于避免了局部缺陷的产生，能够显著提升釉面砖的抗压强度。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
为了更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明所用原料的具体成分如表1所示。
表1：原料的具体成分和含量(质量百分比wt％)
实施例1：按以下质量百分含量的比例称取原料：东源水洗黑坭7％、惠州水洗黑坭7％、钾钠石粉18％、兴宁高铝钾砂17％、高铝砂23％、硅灰石4％、透石灰7％、龙田砂17％。将东源水洗黑坭和惠州水洗黑坭在旋转混料机中进行预混，然后加入到球磨机中，加水进行球磨；将钾钠石粉、兴宁高铝钾砂、高铝砂、硅灰石、透石灰、龙田砂等硬质料加入到另一台球磨机中，加水进行球磨；将球磨后的硬质料直接喷雾干燥，得到硬质料粉料，将球磨后的水洗黑坭泥浆转移到带磁力搅拌的超声空化池中，在搅拌的同时进行超声空化，超声的频率为15khz，功率1200w，超声时间15min，然后直接抽出喷雾干燥，得到水洗黑坭粉料。将硬质料粉料用压缩空气按逆顺时针旋流方向从混料筒中部鼓入，将水洗黑坭粉料用压缩空气按逆时针旋流方向从混料筒中部相对于硬质料粉料鼓入口的位置鼓入，两种粉料鼓入的旋流方向向上倾斜15°，并将占粉料总重量3％的质量分数为5wt％聚乙醇溶液从混料筒顶部向下进行喷雾。将混料筒从底部卸料得到的砖坯体粉料进行压制成型，干燥制得砖坯，干燥温度为140℃，干燥时间为90min，将玻璃纤维熔块经1100℃高温熔化为釉浆，施釉，然后先用微波预热5min，微波功率为800w，频率为1500mhz，再升温至1120℃烧成，时间40min，得到一次烧成釉面砖。经测定，釉面砖无黑心，表面无釉裂、无针孔，其抗折强度为38.5mpa。
实施例2：按以下质量百分含量的比例称取原料：东源水洗黑坭7％、惠州水洗黑坭7％、钾钠石粉18％、兴宁高铝钾砂17％、高铝砂23％、硅灰石4％、透石灰7％、龙田砂17％。将东源水洗黑坭和惠州水洗黑坭在旋转混料机中进行预混，然后加入到球磨机中，加水进行球磨；将钾钠石粉、兴宁高铝钾砂、高铝砂、硅灰石、透石灰、龙田砂等硬质料加入到另一台球磨机中，加水进行球磨；将球磨后的硬质料直接喷雾干燥，得到硬质料粉料，将球磨后的水洗黑坭泥浆转移到带磁力搅拌的超声空化池中，在搅拌的同时进行超声空化，超声的频率为30khz，功率1300w，超声时间20min，然后直接抽出喷雾干燥，得到水洗黑坭粉料。将硬质料粉料用压缩空气按逆顺时针旋流方向从混料筒中部鼓入，将水洗黑坭粉料用压缩空气按逆时针旋流方向从混料筒中部相对于硬质料粉料鼓入口的位置鼓入，两种粉料鼓入的旋流方向向上倾斜30°，并将占粉料总重量5％的质量分数为8wt％聚乙醇溶液从混料筒顶部向下进行喷雾。将混料筒从底部卸料得到的砖坯体粉料进行压制成型，干燥制得砖坯，干燥温度为150℃，干燥时间为100min，将玻璃纤维熔块经1150℃高温熔化为釉浆，施釉，然后先用微波预热10min，微波功率为1200w，频率为2000mhz，再升温至1150℃烧成，时间60min，得到一次烧成釉面砖。经测定，釉面砖无黑心，表面无釉裂、无针孔，其抗折强度为39.6mpa。
实施例3：按以下质量百分含量的比例称取原料：东源水洗黑坭7％、惠州水洗黑坭7％、钾钠石粉18％、兴宁高铝钾砂17％、高铝砂23％、硅灰石4％、透石灰7％、龙田砂17％。将东源水洗黑坭和惠州水洗黑坭在旋转混料机中进行预混，然后加入到球磨机中，加水进行球磨；将钾钠石粉、兴宁高铝钾砂、高铝砂、硅灰石、透石灰、龙田砂等硬质料加入到另一台球磨机中，加水进行球磨；将球磨后的硬质料直接喷雾干燥，得到硬质料粉料，将球磨后的水洗黑坭泥浆转移到带磁力搅拌的超声空化池中，在搅拌的同时进行超声空化，超声的频率为40khz，功率1500w，超声时间30min，然后直接抽出喷雾干燥，得到水洗黑坭粉料。将硬质料粉料用压缩空气按逆顺时针旋流方向从混料筒中部鼓入，将水洗黑坭粉料用压缩空气按逆时针旋流方向从混料筒中部相对于硬质料粉料鼓入口的位置鼓入，两种粉料鼓入的旋流方向向上倾斜45°，并将占粉料总重量6％的质量分数为10wt％聚乙醇溶液从混料筒顶部向下进行喷雾。将混料筒从底部卸料得到的砖坯体粉料进行压制成型，干燥制得砖坯，干燥温度为160℃，干燥时间为120min，将玻璃纤维熔块经1130℃高温熔化为釉浆，施釉，然后先用微波预热8min，微波功率为1000w，频率为1800mhz，再升温至1130℃烧成，时间50min，得到一次烧成釉面砖。经测定，釉面砖无黑心，表面无釉裂、无针孔，其抗折强度为41.3mpa。
对比例1：按以下质量百分含量的比例称取原料：东源水洗黑坭7％、惠州水洗黑坭7％、钾钠石粉18％、兴宁高铝钾砂17％、高铝砂23％、硅灰石4％、透石灰7％、龙田砂17％。将东源水洗黑坭和惠州水洗黑坭在旋转混料机中进行预混，然后加入到球磨机中，加水进行球磨；将钾钠石粉、兴宁高铝钾砂、高铝砂、硅灰石、透石灰、龙田砂等硬质料加入到另一台球磨机中，加水进行球磨；将球磨后的硬质料直接喷雾干燥，得到硬质料粉料，将球磨后的水洗黑坭泥浆转移到带磁力搅拌的超声空化池中，在搅拌的同时进行超声空化，超声的频率为40khz，功率1500w，超声时间30min，然后直接抽出喷雾干燥，得到水洗黑坭粉料。将硬质料粉料用压缩空气按逆顺时针旋流方向从混料筒中部鼓入，将水洗黑坭粉料用压缩空气按逆时针旋流方向从混料筒中部相对于硬质料粉料鼓入口的位置鼓入，两种粉料鼓入的旋流方向向上倾斜45°，并将占粉料总重量6％的质量分数为10wt％聚乙醇溶液从混料筒顶部向下进行喷雾。将混料筒从底部卸料得到的砖坯体粉料进行压制成型，干燥制得砖坯，干燥温度为160℃，干燥时间为120min，将玻璃纤维熔块经1130℃高温熔化为釉浆，施釉，先在850℃下预热30min，再升高温度到1130℃一次烧成，时间为50min。经测定，釉面砖偶尔会存在黑心，品质不稳定，表面有少量釉裂、明显针孔，其抗折强度为37.2mpa。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。