一种改性花岗岩废石粉结晶釉的制备方法

摘要

本发明公开一种改性花岗岩废石粉结晶釉的制备方法，属于陶瓷技术领域。花岗岩废石粉结晶釉的原料组成：改性花岗岩粉体80～95份，晶核剂1～15份，烧结助剂1～5份，分散剂1～2份。原料配制后加入水进行球磨混合均匀，获得釉料，经过喷涂、干燥、烧结，制备出结晶釉。本发明具有花岗岩废石粉利用率高、工艺环保、釉层花纹丰富、成本低廉等特点，可以实现花岗岩废石粉的规模化高附加值利用。

权利要求

1.一种改性花岗岩废石粉结晶釉的制备方法，其工艺步骤如下：(1)采用质量浓度2％的KH560硅烷偶联剂醇溶液，对花岗岩粉体进行湿法球磨改性；

(2)将改性花岗岩粉、晶核剂、烧结助剂以及分散剂按比例进行混合，加水进行球磨，获得水性釉料；

(3)将釉料喷涂于黏土坯体表面，干燥后常压烧结，获得结晶釉；

所述的花岗岩粉体为120目，质量份数85～95份；

所述的晶核剂为氟化镁、氟化钙、大理石废石粉中一种或二种以上组合，氟化镁和氟化钙的质量份数1份，大理石废石粉质量份数8～15份；

所述的烧结助剂为硼酸或五氧化二磷，质量份数1份；

所述的分散剂为羧甲基纤维素钠，质量份数1～2份；

所述的釉料烧结工艺为1000～1200℃烧制1～4小时。

2.根据权利要求1所述一种改性花岗岩废石粉结晶釉的制备方法，其特征在于：所述水性釉料的球磨：料-球-水质量比1:2:0.8。

说明书

一种改性花岗岩废石粉结晶釉的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及陶瓷技术领域，尤其涉及一种改性花岗岩废石粉结晶釉的制备方法。

背景技术

[0002] 花岗岩是一种主要成分为石英和长石的天然石材。近几年，全国天然花岗岩开采量呈现逐年快速上升趋势，其中花岗岩在2013-2015年的产量分别达到4.65亿立方米、5.90亿立方米和6.72亿立方米，与此同时，开采加工过程中产生数亿吨石材废料。目前国内转化利用花岗岩废料主要建筑耐烧砖（CN201410200144.1）和微晶玻璃（用花岗岩废料制备微晶玻璃[J]. 合成化学，2004; 12(1): 15-16）等等。上述研究中花岗岩废物利用率低，难以实现规模化、高效率利用，无法从根本上解决花岗岩废料处理难题。

[0003] 陶瓷釉料不仅能够防止陶瓷坯体受液体、气体侵蚀和污染，还可改善坯体物理和化学性能，提升陶瓷制品美观性和艺术欣赏价值。目前陶瓷釉料已有大量研究工作，多数陶瓷釉料采用天然矿物和化工原料，按比例配合烧制而成。应镇宇使用玉山长石、广丰黑滑石、石英粉、氧化锌、龙岩配料，制得高温流动性好、白度高于72%、光泽度81 98%的陶瓷釉料~（试析玉山长石在日用陶瓷釉料中应用[J]. 陶瓷研究，1995; 10(3)：27-29）。吴庆文研究了景德镇陶瓷釉料配方组成，原料均为天然矿物原材料，主要为高岭土和瓷石（煤气烧景德镇传统坯釉料配方及其主要技术经济指标[J]. 陶瓷研究，2001; 16(6)：24-28）。徐茂航以氧化铝、氧化锌、钾长石、方解石、水性树脂作为主要原料，制得高强度和光泽度的陶瓷釉料（CN201610531115.2）。

[0004] 固体废弃物可以用作釉料原料。余少华等使用玻璃丝废料替代熔块，釉层耐磨性达到GB/T 3810.7的4级，耐化学腐蚀性达到 GB/T 3810.13的B级（玻璃丝废料在陶瓷釉料中的应用[J]. 中国陶瓷，2011; 47(11)：67-68）。王群将废瓷粉与西坑泥、球土、乌土、钠长石混合，烧制出白度为93%，光泽度89.6%的乳浊釉（利用废瓷制备卫生陶瓷的研究[D]. 华南理工大学硕士论文，2014）。陈冀渝以锰渣和硅酸锆、铅丹为原料，制得银黑色釉料，其中锰渣使用比例54%（利用锰渣制光泽银黑釉[J]. 江苏陶瓷，2005; 38(6): 24, 29）。

[0005] 研究表明，固体废渣中含有较高比例二氧化硅和长石时，该废渣可用于釉料原料。本发明所采用的花岗岩废石粉，其主要成分为二氧化硅、钙长石、钠长石，完全可以用于制备陶瓷釉料，不仅可以解决废石粉的环保处理，而且实现了废石粉的高附加值利用。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种改性花岗岩废石粉结晶釉的制备方法，采用改性花岗岩粉体提高粉体烧结活性，晶核剂促进釉料烧结过程中析晶，少量烧结助剂有助于适当降低釉料烧结温度，从而可以在较低烧结温度下制备出结晶釉，实现花岗岩废石粉的资源化利用。

[0007] 一种改性花岗岩废石粉结晶釉的制备方法，其特征在于以下工艺步骤：

[0008] （1）采用质量分数2%的 KH560硅烷偶联剂醇溶液，对花岗岩粉体进行湿法球磨改性；

[0009] （2）将改性花岗岩粉、晶核剂、烧结助剂以及分散剂按比例进行混合，加水进行球磨，获得水性釉料；

[0010] （3）将釉料喷涂于黏土坯体表面，干燥后常压烧结，获得结晶釉。

[0011] 本发明所述的花岗岩粉体为120目，质量份数80～95份。

[0012] 本发明所述的晶核剂为氟化镁、氟化钙、大理石废石粉中一种或二种以上组合，氟化镁和氟化钙的质量份数1～5份，大理石废石粉质量份数2～15份。

[0013] 本发明所述的烧结助剂为硼酸或五氧化二磷，质量份数1～5份。

[0014] 本发明所述的分散剂为羧甲基纤维素钠，质量份数1～2份。

[0015] 本发明所述的水性釉料球磨工艺：料-球-水质量比1 : 2 : 0.8。

[0016] 本发明所述的釉料烧结工艺为1000～1200 ℃烧制1～4小时。

[0017] 与现有的固体废渣陶瓷釉料制备方法相比，本发明具有实质的技术进步：（1）采用硅烷偶联剂湿法改性花岗岩石粉体，提高了粉体烧结活性，降低釉料烧结温度，结合添加少量烧结助剂，显著提升釉层烧结致密度和光泽度；（2）采用大理石废石粉作为晶核剂组份，进一步提高废石粉利用率，通过晶核剂组分控制，获得釉层花纹丰富的结晶釉。本发明具有废石粉利用率高、釉料烧结温度较低、工艺简便环保、成本低廉等特点，可以实现花岗岩废石粉规模化、高附加值利用。

具体实施方式

[0018] 实施例1

[0019] 一种改性花岗岩废石粉结晶釉，采用以下质量份数的原料：花岗岩粉94份，氟化钙3份，五氧化二磷2份，羧甲基纤维素钠1份。称取定量份数的花岗岩粉，加入质量浓度为2%的KH560硅烷偶联剂醇溶液，对花岗岩粉体进行湿法球磨改性。将干燥后的粉料与氟化镁、五氧化二磷、羧甲基纤维素钠混合均匀。在上述粉料中加入质量比为80%的水，球磨1小时，获得水性釉料。

[0020] 将釉料喷涂于黏土坯体表面，干燥后1150℃烧结2小时，获得结晶釉。结晶釉光泽度80%，花纹呈棕褐色斑点状。

[0021] 实施例2

[0022] 一种改性花岗岩废石粉结晶釉，采用以下质量份数的原料：花岗岩粉85份，废大理石粉12份，五氧化二磷1份，羧甲基纤维素钠2份。称取定量份数的花岗岩粉，加入质量浓度为2%的KH560硅烷偶联剂醇溶液，对花岗岩粉体进行湿法球磨改性。将干燥后的粉料与废大理石粉、五氧化二磷、羧甲基纤维素钠混合均匀。在上述粉料中加入质量比为80%的水，球磨1小时，获得水性釉料浆料。

[0023] 将釉浆喷涂于黏土坯体表面，干燥后1200℃烧结2小时，冷却后获得结晶釉。结晶釉光泽度86%，花纹呈红褐色花瓣状。

[0024] 实施例3

[0025] 一种改性花岗岩废石粉结晶釉，采用以下重量份数的原料制成：花岗岩粉88份，氟化镁1份，大理石废石粉8份，硼酸1份，羧甲基纤维素钠2份。称取定量份数的花岗岩粉，加入质量浓度为2%的KH560硅烷偶联剂醇溶液，对花岗岩粉体进行湿法球磨改性。将干燥后的粉料与氟化镁、五氧化二磷、羧甲基纤维素钠混合并充分搅拌。在上述粉料中加入质量比为80%的水，球磨1小时，获得水性釉料浆料。

[0026] 将釉浆喷涂于黏土坯体表面，干燥后1050℃烧制4小时，冷却后获得结晶釉。结晶釉光泽度83%，花纹呈红褐色雪花状。