[发明专利]一种利用天然矿物及提钒尾渣制备的黑色陶板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑装饰材料技术领域，尤其一种利用天然矿物原料及提钒尾渣制备的黑色陶板及其制备方法。

背景技术

陶板是以天然陶土为主要原料，通过外掺石英、浮石、长石及色料等其他成分，经过湿法挤出成型、低温干燥及1000-1200 ℃的高温下烧制而成，具有绿色环保、无辐射、色泽温和、不带来光污染等特点。因此，陶板幕墙作为节能环保幕墙正越来越受到市场的欢迎。结合市场需求以及实际生产工艺的要求， 陶板生产中需要用到多种陶瓷色料来生产不同色调的陶板产品。例如占有较大市场份额的黑色陶板，需要使用到传统陶瓷黑色颜料，但是由于传统陶瓷黑色颜料价格昂贵，从而使得黑色陶板生产成本居高不下； 另一方面，传统陶瓷黑色颜料的生产不仅产生能源消耗，而且会带来对环境的污染。因而未来寻找一种节能环保陶板用途黑色颜料显得尤为紧迫。

铬铁矿和氧化锰矿都是天然矿物原料，矿石内含有Cr、Fe、Mn等有色金属成分，可以作为黑色陶瓷色料的环保节能主要原料。此外， 提钒尾渣为工业提取钒盐后所剩余的废渣，提钒尾渣富含Fe、Cr、Mn、V、Ti等第四周期元素的复杂化合物，矿物组成和晶体结构复杂而稳定，在常温、高温直至熔融的条件下呈现黑色，适合作为一种成本低廉的陶瓷黑色颜料。中国专利（CN 102167598 A）提供了一种利用提钒尾渣制作钒钛陶瓷的方法，利用提钒尾渣制备具有优良光热转换材料的钒钛功能陶瓷，具有耐水、高强度、耐腐蚀、抗老化、寿命长、高阳光吸收率、高光热转换效率和较高的低温红外辐射率等特点。但是针对陶板特殊生产工艺以及对产品颜色多样性的需求， 单一矿物难以满足产品发色需求， 目前还未有人提出利用天然矿物或尾渣制备黑色陶板的制备方法。

中国专利（CN102617116A）公开了一种利用工业矿渣制备陶瓷黑色料的方法，工业矿渣80～95％、氧化钴0～5％、氧化铬5～15％。经混合、煅烧、粉碎、洗涤、烘干、粉碎、干燥获得色料制品，其中煅烧温度1000～1100℃，保温时间60min。经固相反应可生成(Fe_0.6Cr_0.4)₂O₃异晶混合型尖晶石颗粒、SiO₂和NiTiO₃。其固溶体对380～780nm段的可见光全部吸收，从而得到呈色稳定，色度纯正的陶瓷黑色料，其成本低、色彩饱和度高，高温呈色稳定。能广泛应用于各种高低温日用、建筑、艺术陶瓷釉及坯料用色料，并对工业废渣料资源化利用具有重大意义，其专利有效的解决了现有技术存在的问题，但其仅是将工业废渣和有色金属氧化物处理成为陶瓷色料的一种色料制备方法，其最终产品为陶瓷色料，而未能实现直接利用工业废料和天然矿物在陶瓷坯体内的发色， 另一方面由于需要通过额外工艺制备陶瓷色料，因此该方法必然造成额外的能源消耗。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提供了一种节能环保、工艺过程简单、适合大规模生产、可自由调配不同黑色色调的黑色陶板的制备方法。

本发明为解决上述技术问题，提供了一种利用天然矿物及提钒尾渣制备的黑色陶板，其原料包括重量百分比为：0~10%的提钒尾渣、0~10%的铬铁矿、0~10%氧化锰矿、58~65%的粘土、9~20%的长石、5~10%的砂、1~3%的添加剂，其余为不可避免的微量杂质。

所述的添加剂为陶瓷干粉粘结剂，例如羟乙基纤维素。

为制备上述黑色陶板提供了以下制备方法：一种利用天然矿物及提钒尾渣制备的黑色陶板制备方法，包括以下步骤：（1）将0~10%提钒尾渣、0~10%的铬铁矿、0~10%氧化锰矿进行干燥脱水、破碎、过筛处理，形成混合粉料；

（2）将上述粉料与58~65%的粘土、9~20%的长石、5~10%的砂、1~3%的添加剂进行混合配比，制成含水率14%~19%的泥团，用干压成型或湿法挤压成型；

（3）将上述成型后的坯体在生产线干燥窑进行干燥，干燥温度≦150 ℃，干燥后在温度1000-1200 ℃下进行烧结，制备黑色陶板。

作为本发明优选，提钒尾渣处理为含水率在≦2%且平均粒径D₅₀小于147 μm的粉料。

作为本发明优选，铬铁矿和氧化锰矿处理为含水率在≦1%且平均粒径D₅₀小于43 μm的粉料。

本发明的有益效果：