第２７卷第２期 总第１０１期 １９９９年 陶瓷工业原料新资源的开发利用 于之东 （唐山大学．唐山０６３０００） 丁＆ｆ ７ 、 摘 要 占Ｌ提高我国陶瓷产品的质量与利用低品位原辩和工业废渣的角度出发，介绍了一些 陶瓷原料新资源的开发利用情况。 美健词一瓷、原料、新瓷源 ，．＿－－－－．－ —一— —一 我国生产陶瓷的历史悠久，用传统原料生产陶瓷的技术早已成熟，但形势的发展要求我们 ● 开发一些新的陶瓷原料资潦，一是为了提高我国陶瓷产品的质量，使之上档次，二是为了综合 利用一些低品位原料及工业废渣，降低成本，改善环境。下面介绍几种新原料以及一些工业废 渣的利用情况，仅供参考。 １透辉石 透辉石属单斜晶系，晶体呈短柱状，颜色 呈浅绿或浅灰色，玻璃光泽，主要形成于接触 交代过程，为矽嗄岩的主要矿物，主要化学成 分为ＣａＯ、ＭｇＯ，ＳｉＯ 等。 光泽度为１００４ｌ１Ｏ ，吸水率为１３～１５ ，抗 弯曲强度为１ ９４２０ＭＰａ，热稳定性合格 ］。 某厂从国外引进了年产１００万平方米的 高级釉面砖生产线，１９８８年开始试产，当时按 照外方提供的配方和工艺参数进行生产，但 由于原配方不尽合理，烧成过程中经常出现 江西省建材科研设计院以江西新余透辉 石为主要原料，并配用四种江西粘土研制出 风惊，产量达不到设计能力，同时产品湿膨胀 较大，后期龟裂严重。为此，该厂调整了配方 和工艺参数，以当地盛产的红粘土和透辉石 了低温快烧透辉石质釉面砖，且通过了省级 鉴定。釉用原料为石灰石、长石、石英、滑石、 锆英砂、高岭土、锂云母及化工原料，如氧化 锌、钾、硅酸钠、硼砂等。采用低温二次快 烧工艺，紊烧和釉烧均在２８米煤烧单层辊道 窑中进行。紊烧温度为１０８０￣ｌ１２Ｏ℃，素烧时 为主要原料，去掉了容易形成钠、钙玻璃相的 石灰石，太幅度降低了晶型转变时体积效应 大的石英砂的含量 以新配方进行生产后，产 品质量明显提高，解决了风惊及后期龟裂阃 题，降低了坯体紊烧温度和产品能耗，缩短了 紊烧、釉烧时间，产量超过原设计能力的 ２Ｏ％ 坯料配方为（ｗｔ ）：４３～４６红粘土、１Ｏ ～间为８Ｏ分钟；釉烧温度为１０４０４１０８０℃，釉烧 时间为８Ｏ分钟。坯料制备过程为：透辉石原料 一拣选、ｉ中洗、破碎（与粘土一起）一称置、配 料一球磨一过筛一脒铁一压滤一干燥一造粒 １４白牯土、５～８石英砂、５～９长石、２７～３２ 一陈腐一成形一紊烧一紊选。制釉工艺过程 为：配料一搅拌、过筛、均化一熔制一水淬一 熔块＋高岭土＋水＋添加剂一称量一球磨一 透辉石。工艺过程为：硬质料一粗碎一中碎 （与软质料一起）一球磨一泥浆人池一喷雾干 燥一陈腐一成形一干燥一烧成。主要工艺参 过筛一除铁一淋釉一釉烧。该砖的各项性能 指标都达到了ＧＢ４１００—８３《白色陶质釉面 砖》国家标准的要求。白度为７９～８０％，釉面 数：球磨细度（万孔筛余）为８４３ ；泥浆比重 为１．６ｇ，ｃｍ。；料粉水分为４～６ ；料粉陈腐 时间为４Ｏ小时；成形压力为２６ＭＰａ；紊烧温度 ・ １９ Ｈｅｂｅｉ Ｃｅ￣ａｍｉｃｓ Ｖｏｌ＿２７Ｎｏ．２ ＴｏｔａｌＮｏ．１０ｌ ｌ ９９９ 为】０８０。Ｃ．周期为３６分钟；釉烧温度为 福州大学利用将乐透闪石制釉面砖取得 ｌ０００℃，周期为３６分钟。产品性能：抗折强度 成功。原料为高岭土、叶蜡石、瓷石和透闪石。 为２６～３０ＭＰａ；吸水率为ｕ～１３ ；吸湿彩胀 经过多个配方的试验证明，当选用透闪石为 为０．０５ ；热稳定性合格口一。 原料时，其最佳加入量一般为１ ５～２５ ．纤维 ２锂辉石 和针状透闪石交错形成网状骨架，增加生坯 锂辉石主要生成于花岗伟晶岩脉中，属 强度，升温时有利于水分排也，可提高成品的 单斜晶系，晶体呈柱状，具有玻璃光泽，主要 合格率。素烧温度一般在ｌＯ４０～¨２ＯＣ之间． 化学成分为Ｉ＾ｏ、Ａｌ Ｏ 和ＳｉＯ ．我国锂矿资 比不加透闪石的温度低很多，且烧成周期短， 源储量居世界首位。用锂辉石作陶瓷原料，能 仅需６Ｏ分钟左右。紊坯的强度、平整性、白度 提高陶瓷制品的抗震抗热及抗腐蚀性能，尤 及抗热震性能有提高。当透闪石加人量为 其在陶瓷釉方面，能增加产品的光泽度，提高 ２Ｏ 时，素坯性能为：素坯烧成合格率为 产品的档次。国外对锂辉石的研究较早，已运 ９４－２ ；白度为７４．５ ；总线收缩率为 用于实际生产 美国提倡使用锂质瓷餐具，因 １－０８ ；吸水率为１６，８ ；热稳定性：在１０～ 它能经得起微波炉烤烧一餐桌一冰箱冷藏的急 １００℃范围冷热交换达１２次以上 一。 冷急热考验 锂辉石作为陶瓷釉料也有许多 ４文象岩 优点，如高温粘度小，有利于釉中气泡的排 文象岩是一种以长石为主、石英和长石 出；可提高釉面的显微硬度；提高釉面的光泽 穿插结晶而成的状似古代象形文字的花岗 度、白度 具有一定的抗酸碱能力；一般情况 岩，其化学成分主要为ＳｉＯ 、ＡＩ Ｏ 和Ｋ Ｏ， 下，在釉中可以代替ＰｂＯ，消除铅毒对人们 储量丰富，价格低廉。 的危害。 在日用细陶瓷配料中用文象岩取代长石 我国对锂辉石在陶瓷工业中的应用研究 和部分石英，再配以少量的紫木节、碱土、松 虽然起步稍晚，但也取得了一定成就。乌 柏土、坪罗土等辅料，就可烧出晶莹洁白的瓷 鲁术齐市瓷厂利用锂辉石生产出了口径为 胎，且成本明显降低。瓷胎白度太于７Ｏ ，烧 ２６０ｒａｍ、高９０ｒａｍ的耐热锅，用该锅可在电 成温度范围为１２９Ｏ～１３００℃，气氛为氧化焰， 炉、液化气炉的明火上煮炖食物，而后放置在 娆成时间为２１． 小时，产品吸水率小于 水泥地、木板地上．以至放在冷水中不裂。产 ０．５ ．热稳定性：在２ＯＯ～２Ｏ℃情况下交换一 品性能：烧成温度为１２８０℃时，吸水率为 次不裂。文象岩作为釉料的效果更好，可广泛 ０．３８ ；体积密度为２．３４ｇ／ｃｍ。；抗折强度为 用于生产日用瓷、耐酸瓷、建筑瓷等“］。 ７２４ｋｇ／ｃｍ。；釉面硬度为５６０ｋｇ／ｍｍ。；热稳定 ５绢云石英片岩 性：在２Ｏ～４５０℃下一次热交换不裂。该耐热 湖北省绢云石英片岩矿储量丰富．质量 锅曾获轻工部优秀新产品奖。利用锂辉石制 稳定，易于露天开采，主要由石英、绢云母、长 造的窑具材料也具有热稳定性好、机械强度 石、高岭石、蒙脱石及少量水云母等间层矿物 高的性能，具有推广价值０ｊ。 组成，具有片状构造和鳞片花岗岩变晶结构， ３透闰石 揉褶现象极为明显 透闪石属单斜晶系，晶体呈长柱状、针 湖北宜昌市三峡瓷器厂和枝城市建陶厂 状，集合体为放射状或纤维状，主要化学成分 合作，利用绢云石英片岩制造釉面砖和卫生 为ＳｉＯ？、ＣａＯ、ＭｇＯ等，比重为２．９～３．０，产 瓷获得成功。在釉面砖原料中掺人３Ｏ～４Ｏ 于岩浆岩与白云岩接触带中。 的绢云石英片岩，素烧３Ｏ小时，烧成温度为 ２０ 河北冉瓷 第２７卷第２期 总第１０１期 １ ９９９年 １０５０～１０９０ Ｃ．生产厂原硅质坯料成本为 ７４．７元／吨，而绢云石英片岩质坯料成本为 ６８．４７元／吨，按总产量９６００吨计算，可节约坯 料成本５．９８万元。球磨时间缩短三分之一，一 年节电８．７万元｝素烧温度降低１５Ｏ～１７Ｏ℃， 节重油ｌ１８．８吨，计４．５万元ｎ］。 ６工业废渣 目前，虽然能用于陶瓷工业的原料种类 繁多，资源丰富，但从发展趋势看，利用工业 废渣作为陶瓷原料具有明显的经济效益和社 会效益。综台利用工业废渣，可以节约资源， 节约能源，保护自然生态环境。在这方面已取 得了很多成果，下面介绍几例。 ６．１高岭矿尾砂 杭州沙子矿茸建矿以来累计废弃的尾矿 量达４０万吨之多，多年来经雨水冲刷，已堵塞 河流，淹没农田及树林，严重地危害着生态平 衡。为此，江西省陶研所采用该尾矿作原料研 制成外墙砖。高岭尾矿是一种以游离石英为 主并混有云母片的瘠性原料，无粘性与可塑 性，因此当选用该尾矿作主要原料时，还选用 了当地劣质黄粘土、长石、黑滑石、碳酸钙等 作为粘结剂与熔剂，以满足成形与烧成的要 求。产品经辊道窑氧化焰低温一次快速烧成， 烧成温度为ｌ１２０ Ｃ，烧成周期为６０分钟，性能 符台ＧＢ１１９４７—８９国家建材标准。坯料配方 （ｗｔ ）：５０～５５高蛉尾砂、１５～３０ １ 土、 ｌ５～３０ ２ 土、６～１Ｏ星子长石、２～５黑滑 石、６～１Ｏ碳酸钙。釉料配方（ｗｔ ）：２５～３Ｏ 高岭尾砂、２５￣３０长石、１０～２Ｏ锫英石、６～１０ 氧化锌、６～１Ｏ碳酸钙、１～４萤石、３～６锂云 母、３～６漳州土。工艺流程：百己料一球磨一过 筛一榨泥一干燥一造粒一成形一干燥一施釉 一烧成一产品。产品性能：烧成线收缩率为 ４．１８ ；吸水率为２．７８ ；抗弯曲强度为 ３３．５ＭＰａ；热稳定性为三次循环不裂 ］。 ６．２铜矿尾砂 江西德兴市泗州镇的德兴铜矿是亚洲最 大的铜矿，年产矿尾砂量逾三千余万吨。江西 省陶研所利用矿尾砂为主体原料，研制生产 出了彩釉外墙砖，既降低了生产成本，又对工 业废渣进行了综合治理。原料配方为 （ｗｔ ）：６２～６５尾砂、２０～２５当地黄土、２～５ 星子长石、４～６碳酸钙、４～６广丰黑滑石。砖 坯经低温一次烧成，烧成温度为１０４０～ １０８０℃，烧成设备为６４米煤烧辊道窑，周期为 ９０～１２Ｏ分钟 其工艺流程为：原料一百己料一 加水球磨一过筛一干燥一造粒一陈腐一成形 一干燥一施釉一烧成一成品。产品性能符合 ＧＢ１１９４７—８９建材标准，釉面自度为７８～ ７９ ，热膨胀系数为７．１４×１０ Ｃ ，光泽度 为９０～１００ Ｊ。 ６．３硫酸尾渣 硫酸尾渣系从硫铁矿石提取硫酸的残 渣，呈粉渣状，粒径在３０ｍｍ以下，为红褐色， 细粉经调水后不具塑性和结合性，属瘠性料。 河北轻工学校利用祁县钙质粘土和硫酸 尾渣为主要原料研制出了釉面砖。采用４０ 钙质风化粘土、１０ 以上硫酸尾渣并配用一 定量的石灰石、紫术节和三级烧粘土，经过两 次烧成后产品各项性能指标均达到部颁标 准。素烧湿度为１０８０℃，釉烧温度为９８０～ １０００℃，产品吸水率为１７～１ ９ ，自度为 ８３ ，总收缩率不足１ ，抗折强度在１７ＭＰａ 以上，于１５Ｏ～１ ９℃水中交换一次不裂 ］。 ６．４铅锌尾矿 中国地质科学院尾矿利用技术中心与湖 南邵东铅锌矿合作，用铅锌尾矿作原料制作 彩釉墙地砖取得成功。主要原料为尾矿、粘 土、煤矸石等，经煤烧辊道窑烧成。据专家测 算，一座年产３Ｏ万平方米的工厂在采用该技 术后年利税可达１００万元以上，而且可充分利 用尾矿资源，保护环境，减轻尾矿处理的经济 负担。 ６．５霞石正长岩尾矿 四川南江县非金属矿工业公司投资１Ｚ００ ２１ Ｈｅｂｅｉ Ｃｅｒａｍｉｃｓ Ｖ０ｌ＿２７Ｎｏ．２ Ｔｏｔａ１Ｎｏ．１０１ １９９９ 万元建成了亚洲第一条霞石正长岩精选生产 线，年产霞石精矿粉５万吨。精选后的尾矿可 比釉面砖吸水率小，因而牯贴牢周，且强度较 好，热稳定性、抗冲击性、耐酸耐碱性均合 格 ． 参考文献 作为陶瓷釉面砖的原料，制成的素坯吸水率 为９～ｌ１ ，总线收缩率为１．３９ ，抗折强度 紊坯为３７．１７ＭＰａ，釉面砖为４８．１ＭＰａ，产品 １ 黄惠宁．利用透辉石研制低温快烧釉面砖．陶瓷 研究，１９９４，（１）｛２８—３５ 变形小，釉面光滑，烧成温度比传统产品低 ２００℃，烧成成本降低３０ ． ６．６煤矸石 ２盘德健．低温快烧透辉石质釉面砖的试制．中国 建材，１９９４，（７）ｔｌ９～２ｌ ３胡青峰．健辉石在日用陶瓷工业中的应用展望 中国陶瓷，１９９４，（３）：５２￣５３ 江西新华煤矿陶瓷厂研制的煤矸石釉面 砖的性能：白度为８１．９ ；吸水率为１４．２ ； 热稳定性为２００～２０Ｃ条件下热交换三次不 裂｝抗弯强度为１８．５ＭＰａ．其生产工艺特点： 煤矸石通过锤式破碎机破碎，与珍珠岩、本地 白泥混合＾磨。粉料细度为１８０目，筛余为 ４郑南来等．福建将乐遥闲石矿床地质特征及其在 陶瓷工业上的应用．建材地质，１９９３，（２） ２７～２９ ５李士亮．文象岩在陶瓷工业中的应用研究．非金 属矿，１９９４，（５）：１８～２０ ６卢东明等．节能陶瓷新原料——绢云石英片岩矿 石特征及其应用效益．建材地质．１９９ｏ，（５）：２１～ ２３ １ ．坯体经二次喷釉后用多孔窑烧制，烧成 温度为１０５０℃，周期为１４～１６小时。产品性 能：抗折强度为２２．１ＭＰａ；抗压强度为 ５７，３ＭＰａ；耐磨度为Ｏ，ｌ１３ｇ／ｃｍ ；吸水率为 ９．４ ． ７ 张天兴．高蛉尾移外墙砖的研制．陶瓷研究． １ ９９４，（１），３９￣４３ ８张天兴．利用铜矿尾砂研制低温一次烧成彩釉外 墙砖．陶瓷．１９９３，（４）ｔ３ｌ～３２ ９高雅春等．利用棒县风化土和硫酸尾渣试制釉面 砖．陶瓷，１ ９９３，（６）；１９～２ｌ 西南师大环境化学研究所与四川北碚陶 瓷厂共同研制了煤矸石彩釉马赛克。原料全 部为嘉睦煤矿的煤矸石，也可加＾４～８％的 废厘钵，磨制ｌ０～１５／ｂ时，经榨泥、轮碾、陈化 后制成４３ｍｍ×４３ｒａｍ×５．５ｍｍ的坯块，再经 １１６０Ｃ烧成，保温１小时，烧成周期为１２～１４ ｌＯ 景龙．煤矸石在建材工业中的综合利用．中国 物资再生，ｌ９９４，（ ：ｌ５～ｌ６ 小时。产品吸水率较其它种类的马赛克高，但 收稿日期：１９９９－－０３—０２ 颜料着色在陶瓷表面上。虽然工艺简单、成本 绿色保健陶瓷 唐山陶瓷集团长源陶瓷有限公司是生产 高档日用瓷的国营大型企业。目前生产的釉 低、效率高，但含铅镉等有害物质。而长源陶 瓷有限公司生产的釉下彩精陶，则采用特殊 工艺，其特．最是：画面装饰用的色料完奎熔于 陶瓷釉下，不与食品接触，无铅镉溶出，故对 人体无危害，釉面平滑光亮，色彩浓重艳丽， 耐腐蚀，不褪色，是宾馆饭店及家庭的理想用 瓷。 下彩精陶产品被国内外客商誉为绿色保健陶 瓷。 传统陶瓷产品多以釉上彩饰为主，即在 白瓷上贴陶瓷花纸，￣８００＂Ｃ左右低温烤烧， ２２
