一种无锆超白瓷质砖的研制

无论是渗花砖、微粉砖、抛釉砖,坯体的白度不仅是产品工艺发色的基础载体,也在产品的后期装饰效果中起了重要作用。过去部分厂家大量使用硅酸锆作为增白剂,但随着国家“3C”认证将放射性作为强制标准检测后,硅酸锆的引入量受到了放射性的限制。而且目前市场上硅酸锆的价格较高,加工过程中也有着粉尘污染等环境问题。因此,如何避开硅酸锆增白的工艺方法就显得尤为重要。

抛光砖坯体用料的选择

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坭的选择

混合坭:该类坭杂质较多,Al2O3偏低,不适合用于超白砖用料。

普通水洗坭:该类坭经过一定的精加工,淘洗去掉部分石英砂,提高了Al2O3的量,其增白效果比普通混合坭要好。

精选水洗坭:该类坭在普通水洗坭的基础上,进一步采用了高强除铁,真空练坭等工艺,有效地降低了坭的铁含量,减少了Fe2O3对坯白度的影响。精练水洗坭更进一步改善了坯体的物理性能,提高了强度,减少了片状高岭土对成型分层的影响。

普通混合坭与普通水洗坭在Fe2O3相当的情况下,Al2O3的量增加可相应的提高原料白度;普通水洗坭和精炼水洗坭在Al2O3相当的情况下,Fe2O3的减少可相应的提高原料白度。

2

砂的选择

砂为天然矿物,其铁含量不太稳定,一般Fe2O3的含量为0.4~2.0%,原料白度也难稳定,建议少用原矿砂,而改用一些精加工的钾钠石粉,该类石粉铁含量一般能控制到0.1%以下,而且引入的钾钠等熔剂成份也比较稳定。

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石粉的选择

常规的破碎石粒,因破碎过程中引入的铁以及原料中亦含有伴生铁等杂质,易影响白度。所以对石粉进行精细化加工也很重要,通过精细化加工,可以将普通石粉中的Fe2O3从0.3~0.8%下降到0.1%以内,有效地提高原料白度。

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无锆增白剂的使用

无锆增白剂作为一种新型材料,在超白砖的研制中对提高白度起到了有益的补充。我们选取传统抛光砖K(Na)O-Al2O3-SiO2体系的成份结构进行实验,直观的考察白度的变化。增白效果虽然没有硅酸锆明显,但从性价比和综合性能看,其效果和效益是非常明显的。

液相结构对坯体白度的影响

传统的抛光砖配方,为了快速烧成和原料来源的方便性,多采用K(Na)O-Al2O3-SiO2的配方结构,这种结构更趋近于玻璃的化学成分结构,光折高,易产生镜面反射。Na2O越高,光折越强,白度呈下降趋势。因此,要对坯体液相结构进行调整,改变光的折射,提高白度。

我们选择CaO-Al2O3-SiO2的晶相来调整坯体结构,结合抛光砖的生产工艺特点,选用硅灰石作为原料引入坯体配方。

硅灰石不含有机物和结构水,其体积变化与温度变化呈相对线性关系,干燥收缩和烧成收缩都比较小,适合于快速烧成,而且针状的晶相结构也使得产品的机械强度有所提高。但CaO作为一种碱土金属氧化物,其始熔温度较高,为适应抛光砖的快速烧成工艺,配方中引入了适量Na2O,K2O,MgO作为混合熔剂,对于扩大烧成范围,提高产品的综合性能,都是非常有利的。

超白配方实际对比试验

配方组成(wt.%)与坯体烧成后白度

(烧成温度℃)

根据国家权威检测部门检测,表8中4#配方放射性指数:内照:(0.5)外照(0.8),满足国家标准对于A类装饰材料的放射性要求。

对比可得,4#无锆配方其增白效果明显,相当于常规配方外加11%的硅酸锆。通过对比,4#配方成本也有明显优势,经济效益也十分明显。

节选自《佛山陶瓷》.08期

原文作者:刘建新等

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