一种利用高炉矿渣粉生产陶瓷坯料的方法与流程

本发明涉及陶瓷坯料加工领域，尤其涉及一种利用高炉矿渣粉生产陶瓷坯料的方法。
背景技术：
：高炉渣是高炉炼铁过程产生的一种工业副产物，主要成分为硅酸盐和硅铝酸盐，产生量约为生铁的30％～50％，我国每年高炉渣的产生量达数亿吨，目前主要是磨细加工为矿渣粉，用于水泥和混凝土中，经济附加值还存在较大开发空间，高炉渣的主要化学成分见表1。表1caosio2al2o3mgotio2fe2o3s32～4932～416～172～130.1～40.2～40.2～2.5白泥是一种非金属矿产，以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩，又称高岭土，具有良好的可塑性、耐火性等理化性质。高岭土是陶瓷工业中一种重要原料，主要成分为sio2和al2o3，主要化学成分见表2。表2caosio2al2o3mgotio2fe2o3s0.1～1.055～7020～350.5～1.00.2～1.00.5～2.00.01～1.5随着陶瓷行业不断发展，生产过程中环保投入增加、运费提高以及天然矿石开采成本提高等因素导致陶瓷泥料成本不断上升，急需寻找能降本增效的原料和生产工艺。高炉渣拥有与高岭土类似的化学成分，具备替代部分高岭土，用于陶瓷泥料的可能性。国内部分学者曾经尝试在陶瓷生产中加入工业副产物，以达到提高工业副产物经济附加值及降低成本的目的，如专利申请“利用高温液态工业矿渣生产陶瓷釉用熔块的方法”(专利申请号201510290413.2)，以高温液态工业矿渣作为原料，利用矿渣自身具有的高温热能、化学成分直接制备出陶瓷釉用熔块，减少陶瓷釉用熔块生产所需的原料和能源。专利申请cn201210086188a公开了“一种利用工业矿渣制备陶瓷黑色料的方法”，以工业矿渣为主要原料，添加部分辅助材料进行煅烧，制备出呈色稳定，色度纯正的陶瓷黑色料，其成本低、色彩饱和度高，高温呈色稳定。专利申请cn201811080386a公开了“利用磁铁尾矿渣制备的铁锈红釉瓷器及其制备工艺”，利用磁铁尾矿渣中含有的化学成分，加入其它原料合理配比，最终形成橘红色斑块的铁锈红釉。技术实现要素：本发明的目的是提供一种利用高炉矿渣粉生产陶瓷坯料的方法，将高炉矿渣粉、白泥按比例混合均匀后加水制备成泥料，成型为泥坯料，在设定烧成温度烧制加工而得，提高高炉矿渣粉的经济附加值，减少陶瓷坯料生产原料成本。本发明的上述目的通过以下技术方案实现：第一方面，含高炉矿渣粉的陶瓷坯料，由包括以下重量份数的原料组成：10～30份高炉矿渣粉、70～90份白泥和20～40份水；其中：所述高炉矿渣粉为炼铁工艺产生的废弃物经烘干、除铁和粉磨加工成细度不低于200目的粉末，其中sio2含量不低于30％，cao含量不低于35％，al2o3含量不低于12％；所述白泥中，sio2含量不低于60％，al2o3含量不低于20％，cao、mgo和fe2o3的混合物含量不高于10％。进一步，所述陶瓷坯料由20～30份高炉矿渣粉、70～80份白泥和20～40份水组成，加入矿渣粉后原料成本降低，同时泥料烧成瓷化温度大幅下降，降低天然气能耗，加入20～30份高炉矿渣粉时节能降本效果优。第二方面，利用高炉矿渣粉生产陶瓷坯料的方法，包括以下步骤：(1)将高炉矿渣粉和白泥混合均匀后加水制成具有一定塑造性能的泥料；(2)将步骤(1)中泥料经印坯、捏塑和盘筑工艺进行成型制成泥坯；(3)将步骤(2)中泥坯在1100～1300℃烧制得陶瓷坯料。进一步，步骤(3)中所述烧成温度为1150～1250℃。通过本发明的实施，可以实现以下效果：本发明在陶瓷泥料中加入矿渣粉，可以降低原料成本和能耗成本，加入矿渣粉对泥料塑造性能的影响相对较小，加入矿渣粉对泥料烧成收缩率无太大影响；坯体烧成后吸水率≤2％，对于资源再生和环境保护具有积极意义。附图说明图1是实施例1制备的陶瓷坯料施鸭蛋青釉、透明釉的效果图。图2是实施例2制备的陶瓷坯料施鸭蛋青釉、透明釉的效果图。图3是实施例3制备的陶瓷坯料施鸭蛋青釉、透明釉的效果图。具体实施方式下面结合实施例，对本发明作进一步说明：实施例1将15重量份矿渣粉和85重量份高白泥混合均匀，加入28重量份水，制备出可塑性合格的泥料，将泥料经印坯工艺进行成型，制备出泥坯，将泥坯在1220℃的烧成温度下进行烧制，制备出收缩率、变形率、吸水率等指标合格的陶瓷坯料，施鸭蛋青釉、透明釉后效果如图1所示。表3：景德镇泥料价格(不含运输费用)原料成本(元/吨)高白泥1200矿渣粉50015％矿渣粉+85％高白泥1095与单独使用高白泥相比，掺入15％矿渣粉泥料时原料成本可降低105元/吨。表4：景德镇天然气窑烧成能耗窑炉尺寸(立方)烧成温度耗时(小时)能耗(立方)11300℃1111011220℃8.585掺入15％矿渣粉的泥料烧成瓷化温度可降至1220℃，按照一立方大小的天然气窑炉烧成能耗分析可减少约22.7％的天然气能耗。实施例2将20重量份矿渣粉和80重量份中白泥混合均匀，加入32重量份水，制备出可塑性合格的泥料；将泥料经印坯工艺进行成型，制备出泥坯；将泥坯在1200℃烧成温度下进行烧制，制备出收缩率、变形率、吸水率等指标合格的陶瓷坯料，施鸭蛋青釉、透明釉后效果如图2所示。表5：景德镇泥料价格(不含运输费用)原料成本(元/吨)中白泥780矿渣粉50020％矿渣粉+80％中白泥724与单独使用中白泥相比，掺入20％矿渣粉泥料时原料成本可降低56元/吨。表6：景德镇天然气窑烧成能耗窑炉尺寸(立方)烧成温度耗时(小时)能耗(立方)11300℃11011011200℃8.383掺入20％矿渣粉的泥料烧成瓷化温度可降至1200℃，按照一立方大小的天然气窑炉烧成能耗分析，可减少24.5％的天然气能耗。实施例3将25重量份矿渣粉和75重量份中白泥混合均匀，加入35重量份水，制备出可塑性合格的泥料；将泥料经印坯工艺进行成型，制备出泥坯；将泥坯在1180℃烧成温度下进行烧制，制备出收缩率、变形率、吸水率等指标合格的陶瓷坯料，施鸭蛋青釉、透明釉后效果如图3所示。表7：景德镇泥料价格(不含运输费用)原料成本(元/吨)中白泥780矿渣粉50025％矿渣粉+75％中白泥710与单独使用中白泥相比，掺入25％矿渣粉泥料时原料成本可降低70元/吨。表8：景德镇天然气窑烧成能耗窑炉尺寸(立方)烧成温度耗时(小时)能耗(立方)11300℃1111011180℃880掺入25％矿渣粉的泥料烧成瓷化温度可降至1180℃，按照一立方大小的天然气窑炉烧成能耗分析，可减少27.3％的天然气能耗。综上所述，实施例1-3中，在常用的白泥添加一定量的矿渣粉，可以明显降低原料成本；加入矿渣粉对泥料塑造性能的影响相对较小，加入矿渣粉对泥料烧成收缩率无太大影响，且坯体烧成后吸水率≤2％，可用于建筑陶瓷、艺术陶瓷和陈设陶瓷。当前第1页12