高白度陶瓷坯体及其烧制方法

摘要

本发明涉及陶瓷技术领域，具体公开一种高白度陶瓷坯体及其烧制方法，由如下重量份数组分组成：20‑25份高岭土、10‑15份钾长石、8‑12份钙基膨润土、2‑4份铜矿尾矿、10‑15份硼泥和20‑30份磁铁尾矿；其中，硼泥和磁铁尾矿的预处理工艺为：硼泥和磁铁尾矿分别依次进行煅烧和研磨过筛，再取研磨过筛后的硼泥和磁铁尾矿加入水中配制成矿浆，再加入络合除铁剂，加热至80℃～90℃并不断搅拌30min～50min，然后抽滤、洗涤、烘干。本发明的硼泥与磁铁尾矿先煅烧再除铁，降低铁离子以及碳杂质对坯体白度的影响，同时结合300‑400目粒径的硼泥以及磁铁尾矿协同增强坯体的白度和力学性能。

权利要求

1.高白度陶瓷坯体，其特征在于：由如下重量份数组分组成：20‑25份高岭土、10‑15份钾长石、8‑12份钙基膨润土、2‑4份铜矿尾矿、10‑15份硼泥和20‑30份磁铁尾矿；

其中，硼泥和磁铁尾矿的预处理工艺为：

硼泥和磁铁尾矿分别依次进行煅烧和研磨过筛，再取研磨过筛后的硼泥和磁铁尾矿加入水中配制成矿浆，再加入络合除铁剂，加热至80℃～90℃并不断搅拌30min～50min，然后抽滤、洗涤、烘干；

坯体主要化学组成为：二氧化硅：47‑50％、三氧化二铝：9.8‑10.2％、氧化钾：1.5‑

2.2％、氧化钠：0.3‑0.6％、氧化钙5.2‑7.4％、氧化镁4.3‑6.0％、氧化钡0.1‑1.0％、氧化硼

0.4‑0.6％、三氧化二铁≤0.5％以及其他微量氧化物。

2.根据权利要求1所述的高白度陶瓷坯体，其特征在于：所述络合除铁剂为草酸和五羟基‑2‑己烯酸‑4‑内酯混合物。

3.根据权利要求1所述的高白度陶瓷坯体，其特征在于：所述步骤S1中的矿浆浓度为

20％～30％。

4.一种如权利要求1所述的高白度陶瓷坯体的烧制方法，其特征在于，包括如下步骤：混合各原料进行湿法球磨，调节坯浆浓度至47‑52波美度，真空除泡制得坯浆；

将制得的坯浆进行压滤、陈泥，根据结构设计制成陶瓷坯体；

在陶瓷坯体表面施加透明釉水，釉水干燥后入窑烧制，最高烧成温度为1120℃～1150℃。

5.根据权利要求4所述的高白度陶瓷坯体的烧制方法，其特征在于：施釉方式为喷釉或浸釉。

6.根据权利要求4所述的高白度陶瓷坯体的烧制方法，其特征在于：烧制过程分为3个阶段：第一烧制阶段，升温至600℃～700℃，保温50min‑60min；第二烧制阶段，升温至900℃～950℃，保温80min‑100min；第三烧制阶段：升温至1120℃～1150℃，保温60min‑80min。

说明书

高白度陶瓷坯体及其烧制方法

[0001] 本申请是发明创造名称为《利用磁铁尾矿制备的日用陶瓷及其加工方法》的发明申请的分案申请，母案申请号为202310037053.X，母案申请日为：2023.01.10。

技术领域

[0002] 本发明属于陶瓷技术领域，具体涉及一种高白度陶瓷坯体及其烧制方法。

背景技术

[0003] 目前，铜矿开采过程中会产生大量尾矿，铜矿尾矿是矿石在选取铜精矿粉后所排放的废渣，其化学组成主要有SiO2：48％‑50％、BaO：20％‑22％、CaO：2.0％‑2.3％及MgO：6.0％‑6.3％等。另外，德化矿产资源丰富，仅德化阳山铁矿选矿厂至今留下的尾矿就大道
600万吨之多，磁铁尾矿渣的化学组成如下：SiO2：49.6％、Al2O3：5.1％、K2O：0.8％、Na2O：
0.5％、CaO：22.7％、MgO：3.4％、Fe2O3：12.6％等。

[0004] 德化瓷以白瓷闻名，在综合白度最优和放射性不超标的条件下，各陶瓷厂通常在坯体中添加1.5％～3％由优质锆英砂制成的硅酸锆来增加坯体的白度，这势必增加了陶瓷的生产制作成本，也大量消耗了不可再生的宝贵的锆英砂资源。而磁铁尾矿含有大量铁，一般不宜作为白瓷的坯体原料。故对磁铁矿尾渣和铜矿尾矿进行综合开发利用，具有重大的社会，环保意义，符合循环经济发展模式。

发明内容

[0005] 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高白度陶瓷坯体及其烧制方法。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

[0007] 高白度陶瓷坯体，由如下重量份数组分组成：20‑25份高岭土、10‑15份钾长石、8‑12份钙基膨润土、2‑4份铜矿尾矿、10‑15份硼泥和20‑30份磁铁尾矿；

[0008] 其中，硼泥和磁铁尾矿的预处理工艺为：

[0009] 硼泥和磁铁尾矿分别依次进行煅烧和研磨过筛，再取研磨过筛后的硼泥和磁铁尾矿加入水中配制成矿浆，再加入络合除铁剂，加热至80℃～90℃并不断搅拌30min～50min，然后抽滤、洗涤、烘干；

[0010] 坯体主要化学组成为：二氧化硅：47‑50％、三氧化二铝：9.8‑10.2％、氧化钾：1.5‑2.2％、氧化钠：0.3‑0.6％、氧化钙5.2‑7.4％、氧化镁4.3‑6.0％、氧化钡0.1‑1.0％、氧化硼
0.4‑0.6％、三氧化二铁≤0.5％以及其他微量氧化物。

[0011] 优选地，所述络合除铁剂为草酸和五羟基‑2‑己烯酸‑4‑内酯混合物。

[0012] 优选地，所述步骤S1中的矿浆浓度为20％～30％。

[0013] 本发明还提供一种高白度陶瓷坯体的烧制方法，包括如下步骤：混合各原料进行湿法球磨，调节坯浆浓度至47‑52波美度，真空除泡制得坯浆；将制得的坯浆进行压滤、陈泥，根据结构设计制成陶瓷坯体；在陶瓷坯体表面施加透明釉水，釉水干燥后入窑烧制，最高烧成温度为1120℃～1150℃。

[0014] 优选地，施釉方式为喷釉或浸釉。

[0015] 优选地，烧制过程分为3个阶段：第一烧制阶段，升温至600℃～700℃，保温50min‑60min；第二烧制阶段，升温至900℃～950℃，保温80min‑100min；第三烧制阶段：升温至
1120℃～1150℃，保温60min‑80min。

[0016] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0017] 本发明坯体原料精选高岭土、钾长石、钙基膨润土、铜矿尾矿、硼泥和磁铁尾矿，制得的坯体主要化学组成为：二氧化硅：47‑50％、三氧化二铝：9.8‑10.2％、氧化钾：1.5‑2.2％、氧化钠：0.3‑0.6％、氧化钙5.2‑7.4％、氧化镁4.3‑6.0％、氧化钡0.1‑1.0％、氧化硼
0.4‑0.6％、三氧化二铁≤0.5％以及其他微量氧化物，制得的坯体白度在82‑85，线性膨胀系数小，且能够在坯釉之间形成中间层，增强坯釉层适应性。

[0018] 本发明的硼泥与磁铁尾矿先煅烧再除铁，可以明显降低体系内铁含量，降低铁离子以及碳杂质对坯体白度的影响，同时结合300‑400目粒径的硼泥以及磁铁尾矿协同增强坯体的白度、力学性能以及降低体系熔融温度。

具体实施方式

[0019] 实施例1

[0020] 本实施例提供一种利用磁铁尾矿制备日用陶瓷的加工方法，包括如下步骤：

[0021] S1、原料预处理：

[0022] S11、取22份高岭土、12份钾长石、12份钙基膨润土和2份铜矿尾矿粉碎，得200目的第一坯料。

[0023] S12、将硼泥和磁铁尾矿分别依次进行煅烧和研磨过筛300目，再取研磨过筛后的10份硼泥和25份磁铁尾矿加入水中配制成浓度为20％的矿浆，再加入络合除铁剂，所述络合除铁剂为草酸和五羟基‑2‑己烯酸‑4‑内酯按质量比为2:3混合的混合物，加热至85℃并不断搅拌40min，然后抽滤、洗涤、烘干，得第二坯料。

[0024] S2、坯浆制作：混合步骤S1的第一坯料和第二坯料进行湿法球磨，调节坯浆浓度至48波美度，真空除泡制得坯浆。

[0025] S3、坯体成型：将步骤S2制得的坯浆进行压滤、陈泥，根据结构设计制成陶瓷坯体。

[0026] S4、施釉烧成：在陶瓷坯体表面喷透明釉水，釉水干燥后入窑烧制，最高烧成温度为1060℃，烧制过程分为3个阶段：第一烧制阶段，以4℃/min升温至650℃，保温60min；第二烧制阶段，以8℃/min升温至900℃，保温80min；第三烧制阶段：以5.5℃/min升温至1035℃，保温60min。

[0027] 实施例2

[0028] 本实施例提供一种利用磁铁尾矿制备日用陶瓷的加工方法，包括如下步骤：

[0029] S1、原料预处理：

[0030] S11、取20份高岭土、15份钾长石、8份钙基膨润土和3份铜矿尾矿粉碎，得100‑150目的第一坯料。

[0031] S12、将硼泥和磁铁尾矿分别依次进行煅烧和研磨过筛300目，再取研磨过筛后的12份硼泥和30份磁铁尾矿加入水中配制成浓度为30％的矿浆，再加入络合除铁剂，所述络合除铁剂为草酸和五羟基‑2‑己烯酸‑4‑内酯按质量比为2:3混合的混合物，加热至80℃并不断搅拌50min，然后抽滤、洗涤、烘干，得第二坯料。

[0032] S2、坯浆制作：混合步骤S1的第一坯料和第二坯料进行湿法球磨，调节坯浆浓度至51波美度，真空除泡制得坯浆。

[0033] S3、坯体成型：将步骤S2制得的坯浆进行压滤、陈泥，根据结构设计制成陶瓷坯体。

[0034] S4、施釉烧成：在陶瓷坯体表面浸透明釉水，釉水干燥后入窑烧制，最高烧成温度为1050℃，烧制过程分为3个阶段：第一烧制阶段，以5℃/min升温至700℃，保温60min；第二烧制阶段，以10℃/min升温至950℃，保温100min；第三烧制阶段：以5℃/min升温至1120℃，保温60min。

[0035] 实施例3

[0036] 本实施例提供一种利用磁铁尾矿制备日用陶瓷的加工方法，包括如下步骤：

[0037] S1、原料预处理：

[0038] S11、取25份高岭土、10份钾长石、10份钙基膨润土和4份铜矿尾矿粉碎，得100目的第一坯料。

[0039] S12、将硼泥和磁铁尾矿分别依次进行煅烧和研磨过筛400目，再取研磨过筛后的15份硼泥和20份磁铁尾矿加入水中配制成浓度为25％的矿浆，再加入络合除铁剂，所述络合除铁剂为草酸和五羟基‑2‑己烯酸‑4‑内酯按质量比为2:3混合的混合物，加热至90℃并不断搅拌30min，然后抽滤、洗涤、烘干，得第二坯料。

[0040] S2、坯浆制作：混合步骤S1的第一坯料和第二坯料进行湿法球磨，调节坯浆浓度至48波美度，真空除泡制得坯浆。

[0041] S3、坯体成型：将步骤S2制得的坯浆进行压滤、陈泥，根据结构设计制成陶瓷坯体。

[0042] S4、施釉烧成：在陶瓷坯体表面喷透明釉水，釉水干燥后入窑烧制，最高烧成温度为1080℃，烧制过程分为3个阶段：第一烧制阶段，以3℃/min升温至600℃，保温50min；第二烧制阶段，以8℃/min升温至950℃，保温80min；第三烧制阶段：以6℃/min升温至1150℃，保温80min。

[0043] 对比例1

[0044] 该对比例与上述实施例3的区别在于：硼泥由等量的硅灰石。具体制备方法为：

[0045] S1、原料预处理：

[0046] S11、取25份高岭土、10份钾长石、10份钙基膨润土、15份硅灰石和4份铜矿尾矿粉碎，得100目的第一坯料。

[0047] S12、将磁铁尾矿依次进行煅烧和研磨过筛400目，再取研磨过筛后的20份磁铁尾矿加入水中配制成浓度为25％的矿浆，再加入络合除铁剂，所述络合除铁剂为草酸和五羟基‑2‑己烯酸‑4‑内酯按质量比为2:3混合的混合物，加热至90℃并不断搅拌30min，然后抽滤、洗涤、烘干，得第二坯料。

[0048] S2、坯浆制作：混合步骤S1的第一坯料和第二坯料进行湿法球磨，调节坯浆浓度至48波美度，真空除泡制得坯浆。

[0049] S3、坯体成型：将步骤S2制得的坯浆进行压滤、陈泥，根据结构设计制成陶瓷坯体。

[0050] S4、施釉烧成：在陶瓷坯体表面喷透明釉水，釉水干燥后入窑烧制，最高烧成温度为1080℃，烧制过程分为3个阶段：第一烧制阶段，以3℃/min升温至600℃，保温50min；第二烧制阶段，以8℃/min升温至950℃，保温80min；第三烧制阶段：以6℃/min升温至1150℃，保温80min。

[0051] 对比例2

[0052] 该对比例与上述实施例3的区别仅在于：步骤S12先研磨过筛400目，再取研磨过筛后的15份硼泥和20份磁铁尾矿加入水中配制成浓度为25％的矿浆，再加入络合除铁剂，所述络合除铁剂为草酸和五羟基‑2‑己烯酸‑4‑内酯按质量比为2:3混合的混合物，加热至90℃并不断搅拌30min，然后抽滤、洗涤、烘干，最后煅烧。

[0053] 分别取本发明实施例1‑3和对比例1‑2制得的陶瓷进行物性检测，其中：白度按照GB/T 5950‑2008，吸水率按照GB/T 3299‑1996，线性膨胀系数按照GB/T16535‑2008，本发明实施例1‑3的白度均在82‑85度，吸水率均在0.35‑0.45，线性膨胀系数均在4.0‑4.2，而对比例1和2的白度分别为73.3和52.8，对比例1和2的吸水率分别为0.62和0.42，对比例1和2的线性膨胀系数分别为4.8和4.2。

[0054] 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。