鋰瓷石粉在外墻磚生產(chǎn)中的開發(fā)和應(yīng)用

摘要外墻通體磚要實現(xiàn)低溫快速燒成的目的，其使用的坯體原料及其合理配比極為重要，如果原料及其配比沒有適應(yīng)跟上，則難以實現(xiàn)快燒的要求。本文介紹了鋰瓷石粉在外墻磚坯料制備方面的開發(fā)和應(yīng)用，并通過一系列的數(shù)據(jù)對比，證實了采用鋰瓷石粉可以降低產(chǎn)品的燒成溫度及有利于陶瓷顏料的發(fā)色，有效地實現(xiàn)了外墻通體磚的低溫快燒，達到了節(jié)約能源、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低綜合成本的目的。

關(guān)鍵詞鋰瓷石粉，低溫快燒，白度，發(fā)色

1前 言

制備陶瓷產(chǎn)品需耗用大量的不可再生的天然礦物資源，隨著我國建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)的快速發(fā)展，適用于陶瓷生產(chǎn)的天然礦物原料越來越緊缺，而且由于國家一系列節(jié)能、環(huán)保措施的出臺，促使許多生產(chǎn)廠家去尋求多種途徑以達到“節(jié)能、降耗、減排、環(huán)保”的目的。因此，如何在保證產(chǎn)品質(zhì)量符合要求的前提下，合理使用有限的資源，并實現(xiàn)低溫快燒、節(jié)能環(huán)保、降低生產(chǎn)成本等目標，成為企業(yè)經(jīng)營者和工程技術(shù)人員急需解決的重要課題。經(jīng)過長期的實踐證明:必須實現(xiàn)低溫快速燒成才能獲取良好的經(jīng)濟與社會效益。

筆者所在工廠的外墻通體磚燒成溫度約為1200℃，燒成周期只有30～35min，由于燒成周期較短，而又要保證產(chǎn)品具有較低的吸水率，故對原料的選擇要求較為特殊。為此，針對上述的情況，圍繞低溫快燒、降低能耗、節(jié)約成本這一核心，從原材料的開發(fā)應(yīng)用方面著手，經(jīng)過對原料選用及調(diào)整原料的搭配等一系列的試驗，研究出在外墻通體磚原料中加入鋰瓷石粉的生產(chǎn)工藝，并在大批量生產(chǎn)中采用。經(jīng)過上述嘗試，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，緩解了原料來源緊缺的問題，實現(xiàn)了降低綜合成本的目的。

2綜合分析

鋰瓷石是一種長時間形成的以絹云母和石英為主，并含有少量高嶺石、長石和方解石的花崗巖類礦物。從鋰瓷石的化學組成來看（以江西的鋰瓷石粉為例），除了含有1.7%左右的Li2O外，還含有一定量的Na2O、K2O堿金屬氧化物，因此具有極強的助熔能力，對實現(xiàn)外墻磚的低溫快速燒成更具優(yōu)勢。該原料還含有少量的P2O5，能產(chǎn)生較好的乳濁作用，同時也可以提高白度，有利于改善陶瓷產(chǎn)品表面的裝飾效果。從鋰瓷石的礦物組成來看，由于其含有大量的絹云母礦物，故具有較好的可塑性，有利于提高陶瓷制品的強度。

從筆者對鋰瓷石粉及滑石粉進行分析的對比數(shù)據(jù)可以看出（見表1），鋰瓷石粉含氧化鐵和氧化鈦的雜質(zhì)都比較少，有助于保證產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，從而可保證較好的白度，在通體磚里有較好的使用潛能。同時，筆者將鋰瓷石粉經(jīng)1200℃煅燒，證實其高溫熔融性能較強，白度超過80度以上。它與坯體常用的助熔劑如滑石粉相比，無論在始熔點、高溫助熔、白度上都更具優(yōu)勢。

3坯料加入鋰瓷石粉的試驗

在通體磚原料配方中加入鋰瓷石粉的試驗，首先要考慮的是在取代部分難以采購、價格高的瓷砂的同時，又能達到降低產(chǎn)品燒成溫度和提高白度的目的。一方面對本公司現(xiàn)有原料進行分析（見表2），再結(jié)合各種原料的使用效果及來源等，對原料進行篩選，得出以下結(jié)論：

（1） 湖南砂白度較好，熔融溫度也不算高，但由于距離較遠，運輸費用較高，致使原料價格高昂。

（2） 龍門石粉熔融溫度雖較低，但由于是由大石塊破碎而成，其加工費用不少，原料的價格也較高。

（3） 價格相對較低、白度較高的廣寧砂，其熔融溫度較高。

經(jīng)綜合分析后，筆者認為：應(yīng)多采用低價原料取代高價原料，采用低溫原料取代高溫原料，因此，筆者確定了以多加入廣寧砂并選用鋰瓷石粉來進行調(diào)試的研制思路。經(jīng)過多次對原料的組合試驗，得出以下三組較佳的配方（見表3），并對該三組配方的漿料進行了化學組成分析（見表4）。表5所示為外墻通體磚的燒成制度，表6所示為配方的詳細參數(shù)。

通過對表3、表4、表6的數(shù)據(jù)及產(chǎn)品實物質(zhì)量的綜合分析，可以看出，配方2較為符合各方面的數(shù)據(jù)要求，結(jié)果比較理想，因此，最終選用了配方2來進行大批量的生產(chǎn)。

4鋰瓷石粉對坯料中顏料的發(fā)色試驗

外墻通體磚坯料可加入較多種類的顏料，因此產(chǎn)品的色彩比較豐富。在通體磚坯料中加入鋰瓷石粉，無疑有利于產(chǎn)品的燒結(jié)，但在鋰瓷石粉加入后，對顏料的發(fā)色是否會有影響呢？于是，筆者分別在含有鋰瓷石粉和不含鋰瓷石粉的坯料中加入各種相同份量的色料進行比較試驗，其中配方A是含有鋰瓷石粉的坯料（采用表3中的配方2制備而成），配方B是不含鋰瓷石粉的坯料。所加入的色料有：剛玉型的錳紅色料（Al、Mn）；尖晶石型的海碧藍色料（Co、Al）和黑色色料（Fe、Cr）；金紅石型的桔黃色料（Sb、Ti），其比較結(jié)果見表7。

通過表7的比較可發(fā)現(xiàn)：配方A組成的坯料不但沒有制約色料的發(fā)色，反而會使顏料的色彩更鮮艷，發(fā)色更深。因此證實坯料使用鋰瓷石粉對顏料的發(fā)色沒有不良影響，還會有所幫助。

5結(jié) 論

（1） 經(jīng)過大批量的試驗驗證，證實了在外墻通體磚坯料中使用鋰瓷石粉是可行的，通過合理的搭配，可以取代一些價格高、采購困難的原料，如本文中提到的湖南砂可以減少加入量達15%，從而降低了產(chǎn)品的綜合成本。

（2） 鋰瓷石粉是一種天然的巖性礦物，它含有的Li2O堿金屬氧化物是一種較強的助熔劑，而且在配方組成中與瓷砂的共熔性較好，多元共熔的始熔點也較低，極有利于降低燒成溫度，實現(xiàn)低溫快燒。加入鋰瓷石粉后，燒成溫度比原來降低了5～8℃，達到降低能耗的目的。

（3） 從顏料的發(fā)色機理來分析，Li2O堿金屬氧化物有助于色料里的元素發(fā)色，因為Li2O可以使發(fā)色元素在電子軌道里容易實現(xiàn)電子躍遷，所以增強了色澤的呈色，也增加了色調(diào)的呈色，使色料更充分發(fā)色。

（4）Li2O有較強的助熔能力，不僅熔解石英和鋁的化合物能力較強，而且還能抑制石英晶型轉(zhuǎn)變，可減少條形狀的外墻磚產(chǎn)品快速燒成的冷卻變形，對產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量的提高起到十分有利的作用。

參考文獻

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