锂瓷石粉在外墙砖生产中的开发和应用

林志江

摘要外墙通体砖要实现低温快速烧成的目的，其使用的坯体原料及其合理配比极为重要，如果原料及其配比没有适应跟上，则难以实现快烧的要求。本文介绍了锂瓷石粉在外墙砖坯料制备方面的开发和应用，并通过一系列的数据对比，证实了采用锂瓷石粉可以降低产品的烧成温度及有利于陶瓷颜料的发色，有效地实现了外墙通体砖的低温快烧，达到了节约能源、提高产品质量、降低综合成本的目的。

关键词锂瓷石粉，低温快烧，白度，发色

1前 言

制备陶瓷产品需耗用大量的不可再生的天然矿物资源，随着我国建筑卫生陶瓷工业的快速发展，适用于陶瓷生产的天然矿物原料越来越紧缺，而且由于国家一系列节能、环保措施的出台，促使许多生产厂家去寻求多种途径以达到“节能、降耗、减排、环保”的目的。因此，如何在保证产品质量符合要求的前提下，合理使用有限的资源，并实现低温快烧、节能环保、降低生产成本等目标，成为企业经营者和工程技术人员急需解决的重要课题。经过长期的实践证明:必须实现低温快速烧成才能获取良好的经济与社会效益。

笔者所在工厂的外墙通体砖烧成温度约为1200℃，烧成周期只有30～35min，由于烧成周期较短，而又要保证产品具有较低的吸水率，故对原料的选择要求较为特殊。为此，针对上述的情况，围绕低温快烧、降低能耗、节约成本这一核心，从原材料的开发应用方面着手，经过对原料选用及调整原料的搭配等一系列的试验，研究出在外墙通体砖原料中加入锂瓷石粉的生产工艺，并在大批量生产中采用。经过上述尝试，提高了产品质量，缓解了原料来源紧缺的问题，实现了降低综合成本的目的。

2综合分析

锂瓷石是一种长时间形成的以绢云母和石英为主，并含有少量高岭石、长石和方解石的花岗岩类矿物。从锂瓷石的化学组成来看（以江西的锂瓷石粉为例），除了含有1.7%左右的Li2O外，还含有一定量的Na2O、K2O碱金属氧化物，因此具有极强的助熔能力，对实现外墙砖的低温快速烧成更具优势。该原料还含有少量的P2O5，能产生较好的乳浊作用，同时也可以提高白度，有利于改善陶瓷产品表面的装饰效果。从锂瓷石的矿物组成来看，由于其含有大量的绢云母矿物，故具有较好的可塑性，有利于提高陶瓷制品的强度。

从笔者对锂瓷石粉及滑石粉进行分析的对比数据可以看出（见表1），锂瓷石粉含氧化铁和氧化钛的杂质都比较少，有助于保证产品的外观质量，从而可保证较好的白度，在通体砖里有较好的使用潜能。同时，笔者将锂瓷石粉经1200℃煅烧，证实其高温熔融性能较强，白度超过80度以上。它与坯体常用的助熔剂如滑石粉相比，无论在始熔点、高温助熔、白度上都更具优势。

3坯料加入锂瓷石粉的试验

在通体砖原料配方中加入锂瓷石粉的试验，首先要考虑的是在取代部分难以采购、价格高的瓷砂的同时，又能达到降低产品烧成温度和提高白度的目的。一方面对本公司现有原料进行分析（见表2），再结合各种原料的使用效果及来源等，对原料进行筛选，得出以下结论：

（1） 湖南砂白度较好，熔融温度也不算高，但由于距离较远，运输费用较高，致使原料价格高昂。

（2） 龙门石粉熔融温度虽较低，但由于是由大石块破碎而成，其加工费用不少，原料的价格也较高。

（3） 价格相对较低、白度较高的广宁砂，其熔融温度较高。

经综合分析后，笔者认为：应多采用低价原料取代高价原料，采用低温原料取代高温原料，因此，笔者确定了以多加入广宁砂并选用锂瓷石粉来进行调试的研制思路。经过多次对原料的组合试验，得出以下三组较佳的配方（见表3），并对该三组配方的浆料进行了化学组成分析（见表4）。表5所示为外墙通体砖的烧成制度，表6所示为配方的详细参数。

通过对表3、表4、表6的数据及产品实物质量的综合分析，可以看出，配方2较为符合各方面的数据要求，结果比较理想，因此，最终选用了配方2来进行大批量的生产。

4锂瓷石粉对坯料中颜料的发色试验

外墙通体砖坯料可加入较多种类的颜料，因此产品的色彩比较丰富。在通体砖坯料中加入锂瓷石粉，无疑有利于产品的烧结，但在锂瓷石粉加入后，对颜料的发色是否会有影响呢？于是，笔者分别在含有锂瓷石粉和不含锂瓷石粉的坯料中加入各种相同份量的色料进行比较试验，其中配方A是含有锂瓷石粉的坯料（采用表3中的配方2制备而成），配方B是不含锂瓷石粉的坯料。所加入的色料有：刚玉型的锰红色料（Al、Mn）；尖晶石型的海碧蓝色料（Co、Al）和黑色色料（Fe、Cr）；金红石型的桔黄色料（Sb、Ti），其比较结果见表7。

通过表7的比较可发现：配方A组成的坯料不但没有制约色料的发色，反而会使颜料的色彩更鲜艳，发色更深。因此证实坯料使用锂瓷石粉对颜料的发色没有不良影响，还会有所帮助。

5结 论

（1） 经过大批量的试验验证，证实了在外墙通体砖坯料中使用锂瓷石粉是可行的，通过合理的搭配，可以取代一些价格高、采购困难的原料，如本文中提到的湖南砂可以减少加入量达15%，从而降低了产品的综合成本。

（2） 锂瓷石粉是一种天然的岩性矿物，它含有的Li2O碱金属氧化物是一种较强的助熔剂，而且在配方组成中与瓷砂的共熔性较好，多元共熔的始熔点也较低，极有利于降低烧成温度，实现低温快烧。加入锂瓷石粉后，烧成温度比原来降低了5～8℃，达到降低能耗的目的。

（3） 从颜料的发色机理来分析，Li2O碱金属氧化物有助于色料里的元素发色，因为Li2O可以使发色元素在电子轨道里容易实现电子跃迁，所以增强了色泽的呈色，也增加了色调的呈色，使色料更充分发色。

（4） Li2O有较强的助熔能力，不仅熔解石英和铝的化合物能力较强，而且还能抑制石英晶型转变，可减少条形状的外墙砖产品快速烧成的冷却变形，对产品产量、质量的提高起到十分有利的作用。

参考文献

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