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硅灰石在坯釉中的应用

时间：2014-04-17 23:08:57 来源：龙泉青瓷网（老版本）作者：佚名

　硅灰石是一种新型工业原料，开发应用较晚。美国于20世纪50年代已大量开发应用，我国在70年代才开发应用。目前，硅灰石有50%以上用于生产釉面砖、墙面砖、多孔陶瓷、高频瓷、电瓷、餐具、工艺品等。此外，在涂料、塑料、橡胶、电焊条、造纸、绝缘器材、水泥、玻璃等工业部门，也得到广泛推广和应用。例如，在橡胶工业中，利用其针状结晶所产生的类似纤维的增强作用，以代替价格昂贵的玻璃纤维、碳纤维以及危害人体健康的石棉等填料。作为颜色，可取代部分价格高的钛白粉和立德粉，使产品质量提高，成本下降。用龙江硅灰石取代25%立德粉，涂料白度稍有提高，取代50%立德粉时，涂料白度下降或降幅较小，但可提高涂料漆膜的耐磨、耐热、耐光、抗霉、韧性性能。上高硅灰石白度高，可部分取代钛白粉、立德粉，在橡胶、塑料、造纸中作增白剂。在油漆涂料工业中，主要利用它高白度、高光度、针状结晶和吸油率低等性能，生产高质量的白漆、彩色油漆及防腐涂料。龙江直接利用硅灰石原矿25.1～28.4%石灰石70.6～72.6%，石膏１～２％，萤石0.5～1%生产白水泥。在冶金行业中，硅灰石用于铸钢溶液已获很大发展。

　　２、硅灰石在釉面砖、墙地砖坯料中的应用

　　陶瓷釉料中引入硅灰石，可增加釉的光泽，降低釉料的粘性。坯料中引入硅灰石，可大幅度降低烧成温度，实现低温快速一次烧成。吉林延吉陶瓷厂在釉面砖配方中，引入硅灰石40～50%，坯体素烧温度1020～1080℃，釉烧温度980℃，烧成周期24小时，坯体素烧合格率82%，比原配方提高５～15%，原料成本下降16～23%，燃料消耗下降30～50%。

　　表１部分釉面砖、墙地砖坯料配方配方（％）烧成制度（％）

　　研制单位及品种硅灰石粘土叶腊石石英滑石废坯铝钒土温度（℃）时间（ｔ）

　　唐山陶瓷厂等釉面砖 30~40 20~25 25~35 5~15 1060~1065 18

　　咸阳陶研所釉面砖 40~45 25~30 5-15 0~25 0~13 1050+ -20 25

　　沈阳陶瓷厂釉面砖 30~69 20~35 25~30 0-5 0~5 1150+ -15 46

　　通城二瓷厂面砖 29~30 57~62 10~13 1080~1120 52

　　襄樊建陶厂釉面砖 45~50 15~20 20 0-10 0~5 1080~1120 37

　　黄石瓷器厂釉面砖 40~45 25~45 5-10 0~25 1050+ -20 25

　　唐山陶瓷厂彩色墙地砖 20 30 40 10 1080~1120 52

　　沈阳陶瓷厂墙地砖 10~20 80~90 1160

　　江西硅灰石在釉面中应用配方：硅灰石28%，素烧废砖坯10%，滑石５％，紫木节10%，瓷砂22%，白泥25%，辊道窑素烧温度1040℃，烧成时间45分钟，施釉量16～18g/片，釉烧温度1020℃，烧成时间45分钟，烧成收缩率0.23～0.3%，150～19±１℃交换不炸裂，达国标。

　　密山硅灰石制备釉面砖坯料：硅灰石40%，林口粘土30%，滑石10%，叶腊石10%，石英10%。坯料化学成分（％）：ＳｉＯ２69.21，Ａｌ２Ｏ３ 18.97，Ｆｅ２Ｏ３1.35，ＣａＯ13.28，ＭｇＯ5.45Ｋ２Ｏ0.66，Ｎａ２Ｏ0.26烧失０．３０，总量99.37。辊道窑中素烧温度1080～1100℃，烧成周期60ｍｉｎ。釉烧温度1080～1100℃７０ｍｉｎ655.28，烧成周期60ｍｉｎ。产品吸水率7.63%，热稳定性合格。

　　福建南平硅灰石在釉面砖坯料中的配入量在15～55%之间。配方１：硅灰石40～50%，叶腊石０～15%，燧石15%，球土30%；配方２：硅灰石39.7%，石英3.2%，粘土35.1%，滑石22%；配方３：硅灰石40%，福州高岭土35%，太湖白粘土２，1.01，Ｋ２Ｏ 0.9，Ｎａ２Ｏ０．块间有时可见石英及碳酸盐矿７，灼减，合计ＭｇＯ合格率５％。其配方的坯料矿物组成为，硅灰石约35%，石英约25%，伊利石（水云母）约20%，高岭土（含埃洛石）约15%，其它约５％。化学成分（ｗｔ％）：ＳｉＯ２ 62.62，Ａｌ２Ｏ３10.57，Ｆｅ２Ｏ３ 1.08，ＴｉＯ２ 0.18，ＣａＯ 18.6，ＭｇＯ 0.93，Ｋ２Ｏ 2.06，Ｎａ２Ｏ 0.11，灼减4.15，总量99.86。

　　３、硅灰石烧制低温一次快烧釉面砖、墙地砖

　　新疆建材陶瓷厂利用哈密硅灰石、吉木萨尔叶腊石、乌鲁木齐浅水河粘土（高岭土）、黄砂岩和硫磺沟红土等地产原料，研制出低温次快烧釉面砖。哈密硅灰石质地优良，储量大，大多为纤维状和放射状集合体，地表裸露部分颜色较杂，常见为粉红色、褐色杂斑，划痕呈白色，具丝绢光泽，硬度４．５～６，物夹层。在坯料中用量为～30%。其坯料化学成分（ｗｔ％）：ＳｉＯ２ 63.71，Ａｌ２Ｏ３ 12.3，Ｆｅ２Ｏ３ 1.22，ＴｉＯ２ 0.8，ＣａＯ 12.4,99.65。12M电热辊道窑中1060±10℃烧成，烧成周期60～，87%，产品白度79～81%，吸水率15%，抗弯强度１９ＭＰａ，耐急冷急热性和抗龟裂性均达国标。

　　一次烧成硅灰石外墙砖，坯料组成为：硅灰石10～20%，珍珠岩３～５％，红粘土20～30%，贵溪瓷石尾砂45～55%，星子长石５～８％。坯料细度过200目筛余１～２％，化学成分：ＳｉＯ２71.45％Ａｌ２Ｏ３13.81%Ｆｅ２Ｏ３ 3.36%，ＴｉＯ２０．７１％，ＣａＯ3.37%，ＭｇＯ0.7%，Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ6.16%。化妆土配方为：苏州土50～55%，星子长石15～20%，石英粉20～30%。釉料组成为：贵溪瓷石尾砂20～30%，石英粉５～10%，锆英砂10～20%，氧化锌６～10%，萤石５～８％，锂云母３～６％，长石30～35%。化学成分：ＳｉＯ２ 57.42%Ａｌ２Ｏ３ 10.28%Ｆｅ２Ｏ３ 0.64%ＣａＯ 3.26%ＭｇＯ 0.36%Ｋ２Ｏ 5.56%Ｎａ２Ｏ 1.18%ＺｒＯ２ 10.48%ＬｉＯ２ 10.45%，ＴｉＯ２ 0.12%ＺｎＯ 10.45%。细度万孔筛余＜0.1%，比重1.6～1.75，甩釉法施釉，釉层厚度0.3～0.4mm。70m长辊道窑中氧化焰烧成，烧成温度1100～1110℃，烧成周期50～60min。烧成收缩率4.35%吸水率6.54%，产品抗弯强度3.4ＭＰａ，热稳定性１５±５℃～200℃５次交换循环不裂。

　　低温快烧炻质墙地砖坯料配方：硅灰石１０％，透辉石５～７％，高岭土１０～１５％，钠长石２７％，伊利石１０～１４％，粘土２７～２９％，滑石８％，外加膨润土0.35%，增强剂0.3%。化学成分（ｗｔ％：ＳｉＯ２６０．５６，Ａｌ２Ｏ３１６．５，Ｆｅ２Ｏ３ 0.63，ＴｉＯ２ 0.01，ＣａＯ 6.34，ＭｇＯ 3.89，Ｋ２Ｏ3.65，Ｎａ２Ｏ 4.62，灼减3.8。釉为硼锆熔块釉，釉式： 0.101 K2O 0.175 Na2O 0.529 Al2O3 2.396 SiO 0.643 CaO 0.179 B2O3 0.199 ZrO2 0.001 MgO 0.001 Fe2O3 0.080 ZnO

　　釉料细度过325目筛余＜0.1%，比重1.69，施釉量外墙砖235×5mm,10g/片，地砖300×300mm，9.2g/块。坯料细度过250目筛余＜4.3%，干坯强度32.2ｋｇｃｍ２。外墙砖烧成温度1130～1150℃，烧成收缩率3.68％，吸水率2.2％，无光乳白，白度89.5％。地砖烧成温度1150～1170℃，烧成收缩率3.75％，吸水率1.9％，釉为半无光或光泽乳白釉，白度89.2％。

　　湖北黄石在研制一次快烧瓷质砖时，引入大冶硅灰石５～１０％制备坯料，配方及坯料化学成分分别列于表２、表３。工艺参数：料球水＝1:2:0.8～１。出磨细度万孔筛余１～２％。容重１．５５～１．６５ｇｃｍ３。粉料含水率６．５～７．５％，生坯强度１～１．５ＭＰａ。干坯水分０．２～０．５％，强度２．５～３ＭＰａ。施釉量：５２×２３５ｍｍ外墙砖１１ｇ片。９２．５ｍ单层油烧辊道窑氧化焰１１８０～１２２０℃烧成，烧成周期６０ｍｉｎ。产品主要相组成：玻璃相、莫来石、钙长石及未熔石英微粒等晶相。产品性能见表４。龙江硅灰石精选后人工粉碎过２ｍｍ筛网，以１５～２５％量引入玻化砖坯料，坯料经球磨细碎，万孔筛余１～１．５％，浆料用石膏模脱水，烘箱干燥，人工制粉，粉料过２０目筛。用１６００吨压机成型。烧成试样以Χ衍射分析，其主晶相为钙长石和α－石英，未发现硅灰石衍射峰。与传统玻化砖物相有所不同：传统玻化砖由玻璃相、莫来石和石英构成，玻璃相赋于玻化砖低吸水率和高光泽度，莫来石和石英则主要赋于玻化砖高硬度、耐磨性能和起骨架作用。以硅灰石为主要原料，改变了传统玻化砖的物相组成，但仍达到了玻化砖的性能要求，说明钙长石和α－石英为晶相组成也可获得高质量的玻化砖。实验过程中还发现，未加入硅灰石的坯体，制品有时产生“黑心”现象，加入一定量硅灰石后，能消除这种现象。

　　４、硅灰石质瓷、高压电瓷的烧制

　　硅灰石除大量用于面砖瓦外，据文献介绍，在国外，为了达到低温快烧，有人用以配制与传统硬质瓷性相似的硅灰石质陶瓷，试验坯体用硅灰石３０～４０％，高岭土３０～６０％，铅硼熔块（ＰｂＯ・Ｂ２Ｏ３）１０～２０％，烧成温度９２０～１０８０℃，比传统硬质瓷的烧成温度低３００～４５０℃，烧成时间比传统陶瓷缩短４～６倍，能耗比传统陶瓷节给５０％以上，制口的干燥收缩和烧成收缩都较小，体积密度２．５～２．６，吸水率近零，与传统硬质瓷相等。热膨胀系数略大，抗弯强度与抗震指数与传统硬质瓷相仿，略有上下，透明度好，但白度较低，略带米色。用龙江硅灰石制备高压电瓷坯料，经注浆和半干压成形试制，产品性能优于长石质瓷。坯料配方列于表５。（未完待续）

　　塑性挤压成型劈开砖的工艺特性劈裂砖又称劈离砖或双合砖，广泛用于建筑物的内外装饰、地面铺设和路面铺设。由于劈离砖具有耐酸碱、耐腐蚀、强度高、热稳定性好、粘接牢固、颜色柔和、长期不褪色等特点，因而得到建筑业的广泛重视和推广。

　　一、劈离砖的形成与工艺特点

　　劈离砖是将原料粉碎后采用挤出成型方法，经干燥焙烧等工序后生成的。日前，原料制备有湿法工艺和干法工艺两种。湿法就是原料加水，经过球磨后，脱水陈腐，挤制成型。干法就是原料通过双轴搅拌，双辊对辊，筛式搅料，陈腐挤制成型。

　　烧成后的成型坯体是两块（双合），需沿制品纵向从中间劈开，得到两片完整的砖，劈离砖或双合砖因此而得名。

　　劈离砖对原料的要求不是很高，只要塑性较好（一般塑性指数不小于１０）的软质粘土和工业尾矿渣都能采用，因而选料范围广，成本低，节省高岭土、长石等优良资源，符合国家绿色环保政策。

　　劈离砖生产工艺简单，无论是采用干法还是湿法，都是采用机械操作，控制水份含量，省去了喷雾干燥塔需消耗大量能源，因而成本较低，而且它的设备配制也相应减少，一次性投资比较少，降低了生产成本。由于是利用原料的塑性挤出成型，设备投资和模具比干粉压制成形要少得多，只要更换机头和模具就能生产不同规格的产品，且模具制作简单、更换容易，价格比干粉压制低了许多倍。塑性挤制成型没有粉尘飞扬污染，工作环境好，符合清洁环保要求。

　　二、国内外生产与市场展望

　　在国外，劈离砖用于建筑物的内外墙装修及地面铺设已有三十多年的历史，近几年随着花色品种的增多，质量的进一步提高，应用越来越广泛。在发达国家，劈离砖的市场占有率已达到建筑装饰陶瓷的１５％到３０％以上。

　　国内生产劈离砖大约是二十世纪九十年代初开始的，目前占有率还不到建筑装饰陶瓷的１％。其中主要的几条生产线设备是从德国和意大利引进的，每条线的年产量在５０万平方米左右。在引进生产线的同时，国内的一些厂商已经开始了对劈离砖生产的研究，佛山、福建等地的一些建筑陶瓷厂在这方面取得了很大的进步，工艺上已逐渐成熟，这些厂生产的产品在市场上供不应求。其中，湖南湘潭高新陶瓷机械厂在劈离砖生产线设备上下工夫，根据中国的实际情况，总结进口设备的优缺点，设计出具有自主知识产权的优良设备，为建筑陶瓷厂家生产质优价廉的劈离砖提供了国产装备，为劈离砖的发展奠定了一个很好的基础。

　　劈离砖与普通装饰面砖相比有着突出的优点。劈离砖有天然底色、咖啡色、紫红色、橘黄色等，基砖有拉毛砖、磨砂砖、木纹砖等，不施釉不会产生釉层脱落，永不褪色，古朴自然。砖的背面具有特有的燕尾糟，粘贴牢固，质地坚硬，耐磨防滑。目前有的厂家通过工艺配方调整做成透水砖铺设在人行道上保护了水资源，起到了防止水资源流失、调湿调温的效果。加之生产工艺简单，取料方便，成本低，使其具有很强的市场竞争力和良好的社会效益。伍政华

　　便携式陶瓷砖坯厚度测量仪便携式陶瓷砖坯厚度测量仪是应用于陶瓷行业压机成型后砖坯的厚度测量，采用手持方式，快速测量砖坯的厚度。可测量厚度在０～５０ｍｍ的砖坯，分辨率为０．０１ｍｍ，并具有数字显示、零点自动校正、单位自动切换、数据保持等功能。

　　陶瓷生产过程中砖坯的成型是陶瓷生产过程中至关重要的环节，砖坯压制的质量（如：长度、宽度、厚度、水分、密度、均匀度等参数）能直接反映压机及模具的工作情况，并会影响陶瓷产品的烧成。陶瓷砖坯厚度的测量是陶瓷砖坯必不可少的测量参数，目前大多采用游标卡尺测量砖坯的四角，测量为破坏式的，每当压机更换模具时更要进行反复测量和调整。按一条生产８００×８００的地砖生产线，平均每６０分钟测量一次，每片砖按５元计。直接经济损失２４×５×３０＝３６００元／月，如果一个厂有四条生产线，则月损失１．４４万元，年损失１４．４万元以上。

　　上海多变量智能系统有限公司开发的便携式砖坯厚度测量仪是测量厚度的高新技术产品，广泛用于各种板材的厚度测量，可对砖坯四周８０ｃｍ以内的任何一点进行检测，并具有不损伤物体表面、无环境污染、抗震动、抗干扰能力强、精度高等特点，对节约原材料，提高产品质量，具有十分重要的意义。

　　氧化锆纳米线的合成方法

　　氧化锆纳米的制备工艺为，以氯化锆ＺｒＯＣｌ２・８Ｈ２Ｏ、草酸（Ｈ２Ｃ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ）为原料，在室温下分别配制氧化锆（ＺｒＯＣｌ２）与草酸的水溶液，并在不断搅拌氧氯化锆溶液的情况下，将草酸水溶液慢慢加入到氧氯化锆溶液中，然后继续不断地搅拌，得到锆溶液；然后将多孔氧化铝膜浸入到所得的锆溶胶中，待１０ｍｉｎ后，在压力为１．３ＭＰａ情况下加压５ｈ；将经处理过的膜从溶胶中取出，在红外灯下烘干，再在５００℃、氩气氛下常压焙烧５ｈ，即得到氧化锆纳米线阵列。该方法工艺简单，原料易得，可合成直径为５０～３００ｎｍ，长度大于１０μｍ的氧化锆纳米线。艳群

　　皮带传输双向纠偏装置

　　双向传输皮带纠偏装置由两组纠偏机构组成，它含有三坐标摆杆轴、偏摆导轮、方向离合轮及连杆等部件，主要用于对长距离皮带运动发生的偏移的纠正。该装置随着传输皮带的前向或后向运动，自动地启用所需的纠偏机构，可实现传输皮带的双向纠偏。由于采用了三坐标摆杆轴，该装置能提高对伟输皮带偏摆的响应性，纠偏能力显著、可靠，而且其易损部件方向离合轮的拆装也方便快捷，维护方便。许卫国

　　河沙制备多孔轻质陶瓷颗粒

　　选用ＳｉＯ２质量分数为５０％～７５％，Ａｌ２Ｏ３质量分数为５％～２０％的天然河沙为原料，按河沙：碳粉：碳化硅＝１００：（３～６）：（１～６）的比例混合，加水球磨，烘干；再升温至１０００～１１００℃，保温后随炉冷却。这种工艺制备的多孔轻质陶瓷颗粒密度为０．７～１．２ｇｃｍ３，抗压强度５～２０ＭＰａ，过滤范围宽，特别适用于严重污染水域的大范围使用。潘阳

　　高效吸声彩色装饰泡沫玻璃

　　浙江嘉兴市新光绿色建材技术有限公司研制生产的一种吸声效果比原市面上的普通吸声彩色泡沫玻璃提高４０％以上，平均吸声系数可达０．５５－０．６５表面有多种凹凸造型的高效吸声彩色装饰泡沫玻璃，是对原有产品在制造工艺和表观造型进行改进，装饰效果明显提高的新产品。

　　与原有的普通吸声彩色泡沫玻璃比较，具有相同的化学稳定性以及无毒、无放射性侵害、不老化、不吸湿、不霉烂、抗水、抗冻、色彩和谐美观、永不褪色等特点，可以切割、粘贴、施工便利，是现代公共建筑、宅、地下建筑、道路声屏障、工业厂房的一种理想、安全的吸声装饰材料。晓马

　　柔性石墨新型发热材料

　　石墨及其制品目前已广泛应用于化工、石油、电业、冶金等行业，是理想的密封材料。随着国民经济和科学技术的飞速发展，柔性石墨的应用领域也不断扩大，特别是在高温石墨组件的电流触点和发热元件等方面的应用有了较大的进展。用纯天然鳞片石墨原料加工的柔性石墨经严格的化学处理和热处理制成的石墨发热材料，具有良好的导电和导热性能。经测试，电热转换率达９７％以上，且发热表面温度均匀、稳定。在换热方式一定的条件下，发热体表面温度恒定，在控制温度范围内可随意设定不再升温。工作状态下，具有化学性能稳定、耐高温、寿命长等特点，并能产生远红外线。因此，是一种新的发热材料，有着较广阔的应用领域和市场前景。少朗

　　轻质复合混凝土砌块

　　海南紫金石建材有限公司开发生产的具有自主知识产权的专利产品――复合混凝土砌块，是采用泡沫塑料等轻质材料作为内芯，再加上水泥、砂、粉煤灰、陶粒、砾石或碎石原料，制成空腹或实心的砌块，具有保温隔热隔音、强度高、重量轻、易施工等优点，可作为承重墙和非承重墙体材料。与红砖相比，复合混凝土砌块每立方米容重在１０００～１２００ｋｇ之间，比粘土砖轻１３，保温隔热隔音性能是粘土砖的４倍，造价却比红砖低，适用于多层、中高层建筑。非承重砌块属轻质墙体材料，用于填充墙，可减轻建筑物自重，增强建筑抗震性能。

　　有关专家认为，全面推广应用复合混凝土砌块，对保护耕地，节约能源，防止环境污染，减少温室效应，改善建筑功能等意义重大。新型墙体材料――复合混凝土砌块作为一种新型保温隔热建筑墙体材料，已被列入国家建设部２００３年度全国建筑科技重点开发项目。

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