[发明专利]一种高强度陶瓷砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度陶瓷砖，其特征在于：制备原料中含有以下成分：黏土、石英砂、高岭土、钒钛废渣、竹炭、膨润土、分散剂、增强剂。本发明中使用钒钛废渣作为原料制造陶瓷砖，解决了钒钛废渣大量堆积带来的环境问题，缓解了粘土等传统优质陶瓷原料的日益短缺问题，降低了陶瓷砖制造成本。本发明中的高强度陶瓷砖的制备原料中的各种成分搭配合理，使陶瓷砖的性能大幅提升。

技术领域

本发明涉及一种高强度陶瓷砖及其制备方法。

背景技术

工业废渣的堆放已经成为一个严重的社会和环境问题，钒钛废渣是钒钛磁铁矿冶炼后的废弃物，集中在我国的西南地区，且堆放量逐渐增加，如何高效利用钒钛废渣，节约资源，具有重要意义。

陶瓷砖主要由粘土和其他无机非金属材料为原料，经成型、烧结等工艺生产的板状或块状陶瓷制品。陶瓷砖以其致密度高、收缩变形小、耐磨性好、具有较好的装饰效果，已成为一种比较常见的建筑装饰材料。传统陶瓷砖的制备需要消耗大量的天然资源，其过度消耗必将引发自然资源的短缺问题。而钒钛废渣中含有Fe₂O₃、TiO₂、CaO、SiO₂及少量的Al₂O₃、K₂O、Na₂O等，这些是制备陶瓷砖的必要组成。因此，可以将钒钛废渣作为生产陶瓷砖的原料。

周阳,张萍,杨为中,et al.钒钛废渣中Fe₂O₃对陶瓷砖性能影响[J].四川有色金属,2017(2):47-50.中用钒钛废渣代替15％粘土，制备陶瓷砖。研究结果表明：添加不同含量Fe₂O₃陶瓷砖的主晶相均为石英、钙长石及氧化铁；钒钛废渣中氧化铁与氧化钙、二氧化硅等形成低共熔物，降低烧结温度，增加坯体致密化程度。试样中，Fe³⁺以八面体配位存在，破坏陶瓷玻璃相网络结构，降低陶瓷玻璃相的粘度，有利于烧结中原子、离子扩散，提高陶瓷砖综合性能。但是该论文中并未给出陶瓷砖的具体配方，并且，根据该论文中公开的数据，陶瓷砖的抗折强度较为一般。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度陶瓷砖及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种高强度陶瓷砖，制备原料中含有以下成分：黏土、石英砂、高岭土、钒钛废渣、竹炭、膨润土、分散剂、增强剂。

进一步地，以质量份数计，制备原料中含有以下成分：黏土10～20份、石英砂10～20份、高岭土10～15份、钒钛废渣30～45份、竹炭3～5份、膨润土2～5份、分散剂0.01～0.5份、增强剂0.6～0.8份。

进一步地，分散剂选自三聚磷酸钠、柠檬酸钠、六偏磷酸钠、水玻璃、聚丙烯酸盐酯、聚甲基苯烯酸盐、丙烯酸-丙烯酸酯-磷酸-磺酸盐四元聚合物中的至少一种。

进一步地，增强剂选自聚丙烯酸钠、改性淀粉中的至少一种。

进一步地，聚丙烯酸钠与改性淀粉的质量比为(1：2)～(1：4)。

进一步地，以质量份数计，制备原料中含有以下成分：黏土10～20份、石英砂10～20份、高岭土10～15份、钒钛废渣30～45份、竹炭3～5份、膨润土2～5份、三聚磷酸钠0.2～0.3份、聚甲基苯烯酸盐0.1～0.2份、聚丙烯酸钠0.15～0.2份，改性淀粉0.45～0.6份。

进一步地，以质量份数计，制备原料中含有以下成分：黏土10～20份、石英砂10～20份、高岭土10～15份、钒钛废渣30～45份、竹炭3～5份、膨润土2～5份、丙烯酸-丙烯酸酯-磷酸-磺酸盐四元聚合物0.01～0.3份、聚丙烯酸钠0.15～0.2份，改性淀粉0.45～0.6份。

上述的高强度瓷砖的制备方法，包括以下步骤：