專利名稱：一種將鐵尾礦制備成陶瓷熔塊釉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出了一種將鐵尾礦制備成陶瓷熔塊釉的方法，屬于鐵尾礦資源綜合利用及建筑陶瓷材料領(lǐng)域。其特征是以鐵尾礦為主要原料，制備陶瓷熔塊釉，為鐵尾礦資源的高技術(shù)、高附加值應(yīng)用開辟了新途徑。
背景技術(shù)：
目前我國鐵尾礦每年的排放量都多達(dá)數(shù)億噸，大量鐵尾礦的堆積不僅占用了土地資源，污染環(huán)境，而且還存在一定的安全隱患。但就我國目前來說，對(duì)鐵尾礦的利用基本處于起步階段，大多數(shù)僅停留在回收部分有價(jià)金屬組分，對(duì)尾礦中大量的非金屬組分卻較少開發(fā)利用，而這些組分也存在著較大的利用價(jià)值，隨著我國礦產(chǎn)資源的日益枯竭，對(duì)尾礦的合理利用也逐漸弓I起人們的重視。鐵尾礦是一種復(fù)合礦物原料，除了含有一定量的金屬組分外，主要礦物組分是脈石礦物，如石英、輝石、長(zhǎng)石、云母、石榴石、角閃石及其蝕變礦物?；瘜W(xué)成分主要以鐵、硅、鈣、鎂、鋁的氧化物為主，并伴有少量的磷、硫等。目前對(duì)尾礦的二次利用已經(jīng)有了一些研究成果，主要是利用鐵尾礦來制備仿古磚、通體磚、?；u等墻地磚材料，但在制備過程中始終存在一些技術(shù)難點(diǎn)，主要原因有:鐵尾礦組成波動(dòng)大影響制品穩(wěn)定性；鐵含量過高高溫?zé)梢鬃冃伟l(fā)泡；高鈣鐵尾礦中石膏等對(duì)泥漿流動(dòng)性的影響；云母的存在不利于泥漿分散；硫化物高溫分解極易形成氣孔缺陷等。這些問題，在很大程度上制約了鐵尾礦在建筑陶瓷領(lǐng)域中的應(yīng)用，因此，找到一種能夠克服上述缺陷，更加切實(shí)可行并且高技術(shù)、高附加值地利用鐵尾礦的途徑，勢(shì)在必行。釉作為一種附著在坯體表面的一層類玻璃薄層，能夠改善坯體的表面性能，提高產(chǎn)品的使用性能和藝術(shù)美感。不同于坯體，釉對(duì)礦物原料的品質(zhì)要求更高。在優(yōu)質(zhì)原料日益枯竭的背景下，勢(shì)必要求找到一種新的替代原料。目前，熔塊釉在我國陶瓷領(lǐng)域廣泛使用，相對(duì)于生料釉，它能提高釉性的穩(wěn)定性，擴(kuò)大燒成溫度范圍，提高釉面質(zhì)量。隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，大家對(duì)日用陶瓷，建筑陶瓷等陶瓷制品不再只滿足于產(chǎn)品的實(shí)用性，而且對(duì)它的的藝術(shù)美感和裝飾效果也提出了更高的要求，而顏色釉以其豐富的色彩，獨(dú)特的藝術(shù)特點(diǎn)正好能很好的滿足這一需求。目前，建筑陶瓷顏色釉的制備幾乎都是在基礎(chǔ)釉中添加一定量的陶瓷色料，然后燒制而成。色料的價(jià)格高，一般占建筑陶瓷磚一半以上的成本，壓縮了建筑陶瓷磚的利潤(rùn)空間，影響到我國陶瓷裝飾技術(shù)、藝術(shù)水平的提升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種將鐵尾礦制備成陶瓷熔塊釉的方法，以鐵尾礦作原料，配方中無需要添加鐵以外的其他陶瓷色料或著色劑，制備出多種顏色、釉面效果優(yōu)的陶瓷顏色釉。本發(fā)明目的在于為鐵尾礦資源的高技術(shù)、高附加值應(yīng)用開辟一種新途徑。

該技術(shù)首先是利用鐵尾礦、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、硅灰石、石英、工業(yè)氧化鐵和硅酸鋯為原料，經(jīng)一定比例混合均勻后，在氧化氣氛下熔融，然后經(jīng)水淬、球磨、干燥后得到熔塊。然后將所得熔塊和方解石、高嶺土、工業(yè)氧化鐵、石英石、碳酸鍶、鈉長(zhǎng)石按一定比例組合為釉漿的原料，經(jīng)球磨、過篩、陳腐后得到釉漿。然后再經(jīng)施釉、干燥、修坯、燒成得到熔塊釉。具體技術(shù)工藝如下，其中熔塊制備與釉漿制備工藝流程圖見附圖1:
(I)熔塊的制備:如附圖1中虛線框所示，工藝流程包括配料、混合、熔制、水淬、球磨、干燥，熔塊的原料組成為:鐵尾礦45 90%、鉀長(zhǎng)石O 23%、鈉長(zhǎng)石O 15%、硅灰石O 6%、石英O 20%、工業(yè)氧化鐵O 8%、硅酸鋯O 6%、方解石(Γ10%，經(jīng)配料混合均勻后，在氧化氣氛下熔融，熔融溫度為1280°C 1400°C，然后經(jīng)水淬、球磨、干燥后得到熔塊。(2)釉漿的制備:如附圖1實(shí)線框所示，工藝流程為配料、球磨、過篩、陳腐，按照組成成分為:熔塊73 92%、方解石O 10%、高嶺土 O 6%、工業(yè)氧化鐵O 4%、石英O 12%、碳酸鍶0% 8%、鈉長(zhǎng)石0% 6%進(jìn)行配料，經(jīng)球磨、過篩、陳腐后得到釉漿，釉漿過250目篩，篩余0.05 0.10%,釉漿濃度1.75 1.90g/cm3。(3)然后經(jīng) 施釉、干燥、修坯、燒成得到熔塊釉。其中燒成氣氛為氧化氣氛，燒成溫度為1180。。 1250°C，保溫時(shí)間15分鐘。本發(fā)明提出了一種將鐵尾礦制備成陶瓷熔塊釉的方法，其優(yōu)點(diǎn)在于:
1、為鐵尾礦資源的高技術(shù)、高附加值應(yīng)用開辟一種新途徑。2、熔塊釉中鐵尾礦用量大，而且是整體利用，為鐵尾礦資源的大量應(yīng)用、整體應(yīng)用開辟了新途徑。3、利用鐵尾礦中豐富的鐵和其他微量元素對(duì)釉進(jìn)行著色，制備出了釉面效果很好的顏色釉，取代昂貴的陶瓷色料，且大大降低了熔塊釉的成本。4、為陶瓷熔塊釉的制備，特別是為熔塊釉原料及陶瓷色料的選擇提供了新方向，降低了目前陶瓷釉料生產(chǎn)對(duì)于優(yōu)質(zhì)非金屬礦物資源的依賴程度。5、將鐵尾礦和部分原料先熔制成熔塊后使用，擴(kuò)大了釉的燒成溫度范圍，提高了陶瓷釉面質(zhì)量?？朔髓F尾礦在陶瓷坯體中應(yīng)用時(shí)對(duì)制備工藝帶來的一系列不利影響，是鐵尾礦在陶瓷配方中得以切實(shí)可行地應(yīng)用的方法。6、本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低，釉面質(zhì)量?jī)?yōu)、適合工業(yè)化大生產(chǎn)。


圖1是熔塊制備與釉漿制備的工藝流程圖，其中虛線框所示為熔塊制備工藝流程，包括配料、混合、熔制、水淬、球磨、干燥；實(shí)線框所示為釉漿制備流程，包括原料、配料、球磨、過篩、陳腐。
具體實(shí)施例方式實(shí)施實(shí)例I
1、采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:45%鐵尾礦_18%鉀長(zhǎng)石_10%鈉長(zhǎng)石_3%硅灰石_20%石英_4%工業(yè)氧化鐵_0%硅酸鋯_0%方解石，配料后經(jīng)混料機(jī)混合Ih后，在氧化氣氛下熔融15分鐘，并不停攪拌，熔融溫度為1280°C。然后經(jīng)水淬后球磨8 10小時(shí)(以過80目篩為準(zhǔn)),干燥后得到熔塊。2、用上述所得熔塊，按照組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:熔塊85%、方解石7%、高嶺土 4%、工業(yè)氧化鐵0%、石英4%、碳酸鍶0%、鈉長(zhǎng)石0%進(jìn)行配料。采用普通球磨球磨2(T22h (球:料:水=1:2:0.8),經(jīng)陳腐得到釉漿。釉漿過250目篩，篩余0.05%,釉漿濃度1.80g/cm3。3、取欲施釉的干燥坯體，放入噴釉操作盤上進(jìn)行均勻噴釉，噴釉厚度0.6^0.8_。4、將施釉好的坯體放入100°C 105攝氏度的干燥室，烘干至水分含量小于1%。5、將干燥后的半成品經(jīng)修坯后裝入窯爐中燒成得到熔塊釉。其中燒成氣氛為氧化氣氛，燒成溫度為1220°C保溫15分鐘。6、制得的黑釉黑色純正，光澤平整。實(shí)施實(shí)例2
1、采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:52%鐵尾礦_23%鉀長(zhǎng)石_14%鈉長(zhǎng)石_5%硅灰石_0%石英_6%工業(yè)氧化鐵_0%硅酸鋯_0%方解石，配料后經(jīng)混料機(jī)混合Ih后，在氧化氣氛下熔融15分鐘，并不停攪拌，熔融溫度為1280°C。然后經(jīng)水淬后球磨8 10小時(shí)(以過80目篩為準(zhǔn)),干燥后得到熔塊。2、用上述所得熔塊，按照組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:熔塊73%、方解石7%、高嶺土 4%、工業(yè)氧化鐵4%、石英12%、碳酸鍶0%、鈉長(zhǎng)石0%進(jìn)行配料。采用普通球磨球磨2(T22h (球:料:水=1:2:0.8)，經(jīng)陳腐得到釉漿。釉漿過250目篩，篩余0.05%,釉漿濃度1.75g/cm3。3、取欲施釉的干燥坯體，放 入噴釉操作盤上進(jìn)行均勻噴釉，噴釉厚度0.6^0.8mm。4、將施釉好的坯體放入100°C ^105°C的干燥室，烘干至水分含量小于1%。5、將干燥后的半成品經(jīng)修坯后裝入窯爐中燒成得到熔塊釉。其中燒成氣氛為氧化氣氛，燒成溫度為1250°C保溫15分鐘。6、制得棕色釉，釉面平整光潤(rùn)，均勻布滿黃色微點(diǎn)，光澤度高。實(shí)施實(shí)例3
1、采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:45%鐵尾礦_18%鉀長(zhǎng)石_10%鈉長(zhǎng)石_3%硅灰石_20%石英_4%工業(yè)氧化鐵_0%硅酸鋯_0%方解石，配料后經(jīng)混料機(jī)混合Ih后，在氧化氣氛下熔融15分鐘，并不停攪拌，熔融溫度為1280°C。然后經(jīng)水淬后球磨8 10小時(shí)(以過80目篩為準(zhǔn)),干燥后得到熔塊。2、用上述所得熔塊，按照組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:熔塊92%、方解石0%、高嶺土 0%、工業(yè)氧化鐵0%、石英0%、碳酸鍶8%、鈉長(zhǎng)石0%進(jìn)行配料。采用普通球磨球磨2(T22h (球:料:水=1:2:0.8)，經(jīng)陳腐得到釉漿。釉漿過250目篩，篩余0.05%，釉漿濃度1.90g/cm3。3、取欲施釉的干燥坯體，放入噴釉操作盤上進(jìn)行均勻噴釉，噴釉厚度0.6^0.8_。4、將施釉好的坯體放入100°C ^105°C的干燥室，烘干至水分含量小于1%。5、將干燥后的半成品經(jīng)修坯后裝入窯爐中燒成得到熔塊釉。其中燒成氣氛為氧化氣氛，燒成溫度為1180°C保溫15分鐘。6、制得光亮的黑釉，釉面平整光澤，效果頗好。實(shí)施實(shí)例4
1、采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:52%鐵尾礦_23%鉀長(zhǎng)石_14%鈉長(zhǎng)石_0%硅灰石_0%石英_6%工業(yè)氧化鐵_5%硅酸鋯_0%方解石，配料后經(jīng)混料機(jī)混合Ih后，在氧化氣氛下熔融15分鐘，并不停攪拌，熔融溫度為1350°C。然后經(jīng)水淬后球磨8 10小時(shí)(以過80目篩為準(zhǔn)),干燥后得到熔塊。2、用上述所得熔塊，按照組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:熔塊80%、方解石4%、高嶺土 4%、工業(yè)氧化鐵0%、石英6%、碳酸鍶0%、鈉長(zhǎng)石6%進(jìn)行配料。采用普通球磨球磨2(T22h (球:料:水=1:2:0.8),經(jīng)陳腐得到釉漿。釉漿過250目篩，篩余0.05%,釉漿濃度1.90g/cm3。3、取欲施釉的干燥坯體，放入噴釉操作盤上進(jìn)行均勻噴釉，噴釉厚度0.6^0.8mm。4、將施釉好的坯體放入100°C ^105°C的干燥室，烘干至水分含量小于1%。5、將干燥后的半成品經(jīng)修坯后裝入窯爐中燒成得到熔塊釉。其中燒成氣氛為氧化氣氛，燒成溫度為1250°C保溫15分鐘。6、制得油滴釉，黑色釉面上分布銀白色油滴，光澤度高，效果頗好。實(shí)施實(shí)例5
1、米用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:90%鐵尾礦_0%鉀長(zhǎng)石_0%鈉長(zhǎng)石_0%娃灰石_3%石英_0%工業(yè)氧化鐵_0%硅酸鋯_7%方解石，配料后經(jīng)混料機(jī) 混合Ih后，在氧化氣氛下熔融15分鐘，并不停攪拌，熔融溫度為1380°C。然后經(jīng)水淬后球磨8 10小時(shí)(以過80目篩為準(zhǔn)),干燥后得到熔塊。2、用上述所得熔塊，按照組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:熔塊90%、方解石5%、高嶺土 2%、工業(yè)氧化鐵0%、石英0%、碳酸鍶0%、鈉長(zhǎng)石3%進(jìn)行配料。采用普通球磨球磨2(T22h (球:料:水=1:2:0.8)，經(jīng)陳腐得到釉漿。釉漿過250目篩，篩余0.05%，釉漿濃度1.90g/cm3。3、取欲施釉的干燥坯體，放入噴釉操作盤上進(jìn)行均勻噴釉，噴釉厚度0.6^0.8_。4、將施釉好的坯體放入100°C ^105°C的干燥室，烘干至水分含量小于1%。5、將干燥后的半成品經(jīng)修坯后裝入窯爐中燒成得到熔塊釉。其中燒成氣氛為氧化氣氛，燒成溫度為1250°C保溫15分鐘。6、制得光亮的咖啡色釉，發(fā)色穩(wěn)定，釉面光澤。
權(quán)利要求
1.一種將鐵尾礦制備成陶瓷熔塊釉的方法，包括以下工藝步驟: (1)熔塊的制備:熔塊的原料組成為:鐵尾礦45 90%、鉀長(zhǎng)石O 23%、鈉長(zhǎng)石O 15%、娃灰石O 6%、石英O 20%、工業(yè)氧化鐵O 8%、娃酸錯(cuò)O 6%、方解石O 10%,經(jīng)配料混合均勻后，在氧化氣氛下熔融，熔融溫度為1280°C 1400°C，然后經(jīng)水淬、球磨、干燥后得到熔塊； (2)釉漿的制備:熔塊73 92%、方解石O 10%、高嶺土O 6%、工業(yè)氧化鐵O 4%、石英O 12%、碳酸鍶0% 8%、鈉長(zhǎng)石0% 6%進(jìn)行配料，經(jīng)球磨、過篩、陳腐后得到釉漿，釉漿過250目篩，篩余0.05 0.10%,釉漿濃度1.75 1.90g/cm3 ； (3)釉漿經(jīng)施釉、干燥、修坯、燒成得到熔塊釉，其中燒成氣氛為氧化氣氛，燒成溫度為1180。。 12500C，保溫時(shí)間15分鐘。
全文摘要
一種將鐵尾礦制備成陶瓷熔塊釉的方法，以鐵尾礦作原料，無需添加鐵以外其他陶瓷色料或著色劑，制備出釉面顏色豐富、效果很好的陶瓷顏色釉。為鐵尾礦資源的高技術(shù)、高附加值應(yīng)用開辟新途徑。熔塊釉中鐵尾礦用量大，而且是整體利用。利用鐵尾礦中豐富的鐵和其他微量元素對(duì)釉進(jìn)行著色，取代昂貴的陶瓷色料，大大降低熔塊釉的成本。為熔塊釉原料及陶瓷色料的選擇提供了新方向，降低了目前陶瓷釉料生產(chǎn)對(duì)優(yōu)質(zhì)非金屬礦物資源的依賴程度。將鐵尾礦和部分原料先熔制成熔塊后使用，擴(kuò)大釉的燒成溫度范圍，提高陶瓷釉面質(zhì)量?？朔F尾礦在陶瓷坯體中應(yīng)用時(shí)對(duì)制備工藝帶來的一系列不利影響。本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，釉面質(zhì)量?jī)?yōu)、適合工業(yè)化大生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B09B3/00GK103145449SQ20121058757
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者郭志猛, 石棋, 熊守安, 隋延力, 劉祥慶, 黎邦城, 雷遠(yuǎn)坤, 劉曙, 劉紅光, 曾鮮 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué), 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院, 武漢鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限責(zé)任公司程潮鐵礦