环保高白度日用陶瓷制品及其制备工艺的制作方法

1.本发明属于陶瓷技术领域，具体涉及一种环保高白度日用陶瓷制品及其制备工艺。


背景技术：

2.德化是中国三大古瓷都之一，与江西景德镇和湖南醴陵齐名。德化白瓷因其产品制作精细，质地坚密，晶莹如玉，釉面滋润似脂，故有“象牙白”、“猪油白”、“鹅绒白”等美称，在我国白瓷系统中具有独特的风格，在陶瓷发展史上占有重要地位，在国际上有“东方艺术”之声誉。
3.目前德化白瓷主要品种是茶具，雕塑瓷等，现有技术烧成温度范围很窄只有10℃左右，产品容易变形且脆性大，抗折强度约60mpa，白度为76左右，热稳定性为160-20℃，因此在生产过程中难以保证产品的各项性能指标。
4.另外，陶土矿产资源有限，而产量大能耗高，而萤石矿开采过程中会产生大量尾矿，萤石尾矿的化学组成主要有sio2：70％-80％、al203：4％-6％、caf2：10％-16％等。若能够利用这种萤石尾矿来制备陶瓷坯体，则有利于资源回收利用，节能环保。


技术实现要素：

5.鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种环保高白度日用陶瓷制品及其制备工艺，对萤石尾矿进行综合开发利用，制得抗折强度高、白度高的环保坯体。
6.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
7.环保高白度日用陶瓷制品，包括如下重量份数的组分：德化高岭土15-30份、钠长石8-12份、石英2-6份、硅酸锆6-8份、骨灰3-5份、复合颗粒料25-40份。
8.优选地，所述复合颗粒料由德化龙阙红土分散浆料包覆萤石尾矿粉末和煅烧菱锌矿粉末后造粒烘干而得，粒径200-500目。
9.优选地，所述德化龙阙红土分散浆料的处理工艺为：煅烧除铁后的德化龙阙红土加水球磨得到粒径小于20μm的球磨浆料，德化龙阙红土与水的比例为1:1.15～1.25，再加入球磨浆料总重量的0.1％～0.2％的聚乙二醇和0.15％～0.3％的硅烷偶联剂，搅拌均匀。
10.优选地，所述煅烧菱锌矿粉末的煅烧温度为800℃～850℃，粒径小于5μm。
11.优选地，所述萤石尾矿粉末的粒径为2μm～4μm。
12.优选地，所述德化龙阙红土分散浆料、萤石尾矿粉末、煅烧菱锌矿粉末的质量分数之比为25～50:0.5～0.8:0.2～0.5。
13.优选地，所述德化高岭土为金竹坑高岭土。
14.本发明还提供一种环保高白度日用陶瓷制品的制备工艺，包括如下步骤：
15.s1、利坯：混合德化高岭土、钠长石、骨灰、石英和硅酸锆进行湿法球磨，然后加入复合颗粒料，调节坯浆浓度至46-50波美度，真空除泡、压滤、陈泥，成型陶瓷坯体；
16.s2、施釉、烧制：步骤s1的陶瓷坯体自然干燥后施釉，在氧化焰下分阶段升温烧成，最高烧成温度为1230℃～1280℃。
17.优选地，所述步骤s2中的分阶段升温烧成过程为：以8℃/min～10℃/min升温至850℃～900℃并保温60min-80min，然后以4℃/min～6℃/min慢烧至1050℃～1100℃并保温60min-80min，再升温至1230℃～1280℃并保温烧制100min-120min，然后降至室温、出窑。
18.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
19.本发明坯体精选德化高岭土、钠长石、石英、硅酸锆、骨灰以及精心研究的复合颗粒料制得的陶瓷制品白度高、强度高且抗热震性佳，适用于日用陶瓷，且由于回收利用了萤石尾矿，节能环保，烧成范围大，成品率高。尤其是，本发明的复合颗粒料由德化龙阙红土分散浆料包覆萤石尾矿粉末和煅烧菱锌矿粉末后造粒烘干而得，本发明经过处理后的德化龙阙红土分散浆料能够很好地包覆小粒径的萤石尾矿粉末和煅烧菱锌矿粉末，每个颗粒料分散性包裹有多个萤石尾矿粉末和煅烧菱锌矿粉末，在分阶段升温氧化烧制过程中，德化龙阙红土分散浆料中的硅铝反应作为莫来石晶体，萤石尾矿粉末和煅烧菱锌矿粉末协同作用降低红土硅铝熔融温度，加速莫来石结晶连续熟化形成致密骨架，利于增强坯体的抗折强度和抗热震性能。
具体实施方式
20.实施例1
21.本实施例提供一种环保高白度日用陶瓷制品，包括如下重量份数的组分：德化金竹坑高岭土30份、钠长石8份、石英3份、硅酸锆8份、骨灰3份、复合颗粒料25份。
22.其中：所述复合颗粒料由德化龙阙红土分散浆料包覆萤石尾矿粉末和煅烧菱锌矿粉末后造粒烘干而得，粒径300目，所述德化龙阙红土分散浆料、萤石尾矿粉末、煅烧菱锌矿粉末的质量分数之比为30:0.8:0.2。所述煅烧菱锌矿粉末的煅烧温度为800℃，粒径3μm；所述萤石尾矿粉末的粒径为3μm。
23.所述德化龙阙红土分散浆料的处理工艺为：煅烧除铁后的德化龙阙红土加水球磨得到粒径18μm的球磨浆料，德化龙阙红土与水的比例为1:1.25，再加入球磨浆料总重量的0.1％的聚乙二醇和0.3％的硅烷偶联剂，搅拌均匀。
24.本实施例的环保高白度日用陶瓷制品的制备工艺，包括如下步骤：s1、利坯：混合德化高岭土、钠长石、骨灰、石英和硅酸锆进行湿法球磨，然后加入复合颗粒料，调节坯浆浓度至50波美度，真空除泡、压滤、陈泥，成型陶瓷坯体，s2、施釉、烧制：步骤s1的陶瓷坯体自然干燥后施釉，在氧化焰下分阶段升温烧成，最高烧成温度为1280℃，分阶段升温烧成过程为：以8℃/min升温至850℃并保温80min，然后以6℃/min慢烧至1100℃并保温60min，再升温至1280℃并保温烧制100min，然后降至室温、出窑。
25.实施例2
26.本实施例提供一种环保高白度日用陶瓷制品，包括如下重量份数的组分：德化金竹坑高岭土15份、钠长石12份、石英6份、硅酸锆6份、骨灰5份、复合颗粒料30份。
27.其中：所述复合颗粒料由德化龙阙红土分散浆料包覆萤石尾矿粉末和煅烧菱锌矿粉末后造粒烘干而得，粒径200目，所述德化龙阙红土分散浆料、萤石尾矿粉末、煅烧菱锌矿
粉末的质量分数之比为25:0.5:0.5。所述煅烧菱锌矿粉末的煅烧温度为850℃，粒径4μm；所述萤石尾矿粉末的粒径为4μm。
28.所述德化龙阙红土分散浆料的处理工艺为：煅烧除铁后的德化龙阙红土加水球磨得到粒径15μm的球磨浆料，德化龙阙红土与水的比例为1:1.15，再加入球磨浆料总重量的0.1％的聚乙二醇和0.15％的硅烷偶联剂，搅拌均匀。
29.本实施例的环保高白度日用陶瓷制品的制备工艺，包括如下步骤：s1、利坯：混合德化高岭土、钠长石、骨灰、石英和硅酸锆进行湿法球磨，然后加入复合颗粒料，调节坯浆浓度至46波美度，真空除泡、压滤、陈泥，成型陶瓷坯体，s2、施釉、烧制：步骤s1的陶瓷坯体自然干燥后施釉，在氧化焰下分阶段升温烧成，最高烧成温度为1280℃，分阶段升温烧成过程为：以8℃/min升温至900℃并保温60min，然后以4℃/min慢烧至1050℃并保温80min，再升温至1280℃并保温烧制120min，然后降至室温、出窑。
30.实施例3
31.本实施例提供一种环保高白度日用陶瓷制品，包括如下重量份数的组分：德化金竹坑高岭土20份、钠长石10份、石英5份、硅酸锆8份、骨灰4份、复合颗粒料35份。
32.其中：所述复合颗粒料由德化龙阙红土分散浆料包覆萤石尾矿粉末和煅烧菱锌矿粉末后造粒烘干而得，粒径400目，所述德化龙阙红土分散浆料、萤石尾矿粉末、煅烧菱锌矿粉末的质量分数之比为50:0.8:0.4。所述煅烧菱锌矿粉末的煅烧温度为850℃，粒径4μm；所述萤石尾矿粉末的粒径为2.5μm。
33.所述德化龙阙红土分散浆料的处理工艺为：煅烧除铁后的德化龙阙红土加水球磨得到粒径18μm的球磨浆料，德化龙阙红土与水的比例为1:1.2，再加入球磨浆料总重量的0.2％的聚乙二醇和0.2％的硅烷偶联剂，搅拌均匀。
34.本实施例的环保高白度日用陶瓷制品的制备工艺，包括如下步骤：s1、利坯：混合德化高岭土、钠长石、骨灰、石英和硅酸锆进行湿法球磨，然后加入复合颗粒料，调节坯浆浓度至48波美度，真空除泡、压滤、陈泥，成型陶瓷坯体，s2、施釉、烧制：步骤s1的陶瓷坯体自然干燥后施釉，在氧化焰下分阶段升温烧成，最高烧成温度为1230℃，分阶段升温烧成过程为：以10℃/min升温至900℃并保温60min，然后以5℃/min慢烧至1100℃并保温60min，再升温至1230℃并保温烧制120min，然后降至室温、出窑。
35.对比例1
36.该对比例与上述实施例3的区别仅在于：复合颗粒料中未加入煅烧菱锌矿粉末。
37.对比例2
38.该对比例与上述实施例3的区别仅在于：复合颗粒料中未加入萤石尾矿粉末。
39.对比例3
40.该对比例与上述实施例3的区别仅在于：烧成过程为入窑、在5小时内线性升温至1230℃并保温烧制120min。
41.分别取本发明实施例1-3(表中简称l1-l3)和对比例1-3(表中简称d1-d3)制得的坯体进行物性检测，参见表1。表1：本发明实施例1-3和对比例1的物性测试结果表
42.其中：抗折强度测试方法：本实验采用dkz-5000抗折试验机对陶瓷材料进行抗折强度的测量。抗折试验机采用的是简支梁法，即三点抗折法进行测定。通过对试样的受力分析可得试样条的抗折强度计算公式为：p＝3fl/2bh2。
43.式中p—试样条的抗折强度(mpa)；f—试样条折断时的最大载荷(n)；l—两支点之间的距离，即跨距(mm)；b—试样条断口宽度(mm)；h—试样条断口高度(mm)。
44.以上显示和描述了本发明创造的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明创造精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。