[发明专利]一种高掺量冶金钢渣废料的陶瓷砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高掺量冶金钢渣废料的陶瓷砖，其自上而下包括砖坯层、底釉层、装饰层和透明抛釉层，所述砖坯层按坯料原料质量百分比计由30～55％冶金钢渣废料和45～60％的砖坯基料组成，所述底釉层由底釉基础釉料和铬铁锌黑棕陶瓷色料混合而成。本发明通过在砖坯中引入冶金钢渣废料作为陶瓷砖砖坯生产的主要原料之一，有效地解决了冶金钢渣废料的循环利用及环保问题，同时通过在底釉层中引入与砖坯层颜色一致的色料，有效地解决了该陶瓷砖在后期切边倒角过程中出现白线的缺陷。

技术领域

本发明涉及建筑材料废物利用领域，特别涉及冶金钢渣废料在陶瓷砖上的利用。

背景技术

钢渣是钢铁生产中的副产物，产生量约占粗钢产量的15％。目前，有将钢渣作为填料应用在水泥行业中，但是因为钢渣具有高膨胀性，因此一般的水泥中钢渣添加比例小于5％，所述急需寻找一种能够大批量低成本利用钢渣的方法。利用钢渣制备建筑陶瓷是较为有前景的方向之一。陶瓷行业具有利用大量原料的能力，陶瓷是通过对生坯高温烧结后的产品，在烧制过程中会将安定性等问题消除，也不存在活性差的问题。但钢渣中含有大量的氧化铁成分，制备出的含钢渣的陶瓷砖颜色呈深棕色，深棕色坯体与白色底釉颜色差异太大，制备的产品后期在切边倒角过程中会出现白线的问题。

中国专利CN107500740A公开了一种环保型黑色陶瓷砖及其制备方法，制备过程中未布施白色底釉，直接在黑色砖坯上布施透明抛釉，这样虽然有效避免了因使用白色底釉造成的切边倒角过程中出现白线的问题，但普通透明抛釉高温粘度较低，钢渣废料中大量的氧化铁在高温时容易分解形成气体，导致釉面起泡或形成针孔等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种高掺量冶金钢渣废料的陶瓷砖，同时提供该陶瓷砖的制备方法。

本发明所采取的技术方案是：一种高掺量冶金钢渣废料的陶瓷砖，其自上而下包括砖坯层、底釉层、装饰层和透明抛釉层，所述砖坯层按坯料原料质量百分比计由30～55％冶金钢渣废料和45～60％的砖坯基料组成，所述底釉层由底釉基础釉料和铬铁锌黑棕陶瓷色料混合而成。

作为上述方案的进一步改进，所述砖坯层中冶金钢渣废料的化学成分按重量百分比计为：20～28％的SiO₂、2～3％的Al₂O₃、18～21％的Fe₂O₃、29～33％的CaO、4～6％的MgO、4～6％的烧失量和3～23％的其他。

作为上述方案的进一步改进，所述底釉层中铬铁锌黑棕陶瓷色料占底釉层总质量的0.1～1.5％。具体地，所述铬铁锌黑棕陶瓷色料的添加量对底釉层与砖坯层的附着力存在一定影响，其添加量过大容易造成底釉层与砖坯层之间附着力下降而导致后续高温烧成时出现气泡、裂纹等质量问题，其添加量过少则颜色遮盖力不佳导致后期切边倒角后外观欠佳。

作为上述方案的进一步改进，所述底釉层中底釉基础釉料的化学成分按重量百分比计为：67.72％的SiO₂、20.90％的Al₂O₃、0.09％的Fe₂O₃、0.01％的TiO₂、0.41％的CaO、0.9％的MgO、6.08％的K₂O、0.95％的Na₂O、1.21％的ZnO、0.59％的ZrO₂和1.1％的烧失量。具体地，该底釉基础釉料具有高粘度的特性，其可阻止高掺量冶金钢渣废料砖坯中氧化铁高温氧化分解释放的气体向上扩散，有效地解决了砖坯层直接与抛釉层接触导致容易产生气泡的质量问题。