浅谈陕西铜川原材料及仿古、全抛釉瓷砖的坯体配方设计

招伟培　罗宏　龙海仁　周燕　黄帅

摘 要：随着国内西北部地区的经济建设加速发展，陶瓷砖产品需求量日益增大，而该地区的陶瓷产业发展还处于萌芽期，产量低且品质不高。外地陶瓷砖产品的输入，由于运输距离远，导致其物流成本较高。为了从本质上降低产品的生产成本，采用就近取材的原则，我们对陕西省铜川市进行了实地考察。我们通过与当地政府的沟通，实地考察当地原材料的品质和分布情况，同时对周边的一些陶瓷厂的生产经营状况进行了分析，对当地陶瓷产业有一个较全面的了解。本文从瓷砖生产（主要包括仿古全和抛釉砖）的角度，阐述该地区的原料情况及其在瓷砖坯体配方的应用。

关键词：仿古;全抛釉;原料;配方;西北产区

1 前 言

本司应陕西省铜川市招商局邀请，对当地陶瓷产业发展进行考察，主要是瓷砖厂项目的前期可行性评估，包括厂区的选址、基建，原材料的品质及分布，以及物流的成本及分布等情况。期间实地考察了铜川一部分矿土资源，跟当地主要的原材料供应商进行了深入的交流，并参观了主要陶瓷厂区（主营产品类别包含瓷片、仿古、全抛釉及抛光砖）。在招商局领导的带领下，与当地的企业家及技术人员举办了技术交流座谈会。本文对原材料配方及成本进行评估，针对生产极低吸水率（小于0.1%）仿古或全抛釉瓷砖产品进行技术分析。

2 原料概述

现有成熟的仿古砖或全抛釉坯料配方的化学成分体系，一般采用多助熔剂体系。起初行业内配方体系较常见的是K2O-Na2O配方体系，后来为了降低成本以及拓宽烧成范围，引入了滑石类原料，采用K2O-Na2O-MgO配方体系，这也是当今行业内主流的坯体配方体系。当然也有越来越多的企业为了进一步降低配方成本，开始尝试使用CaO-MgO-K2O-Na2O配方体系，坯体配方的不同，体现在化学成分中的差异，所适配的釉面及窑炉控制也大相径庭，导致瓷砖产品的一些物化指标也有差别。参照现时本公司的坯体配方体系K2O-Na2O-MgO，对原材料品类划分如下： 黏土类原料，长石类原料，滑石类（也可以用镁质坭）原料以及混合类原料。

2.1黏土类原料

一般做瓷质砖，黏土资源运输较为方便的地区，用黑泥居多，根据其成分，粘性强度，氧化性能及配方稳定性，一般数量由2-4个组成;黏土资源运输较为困难的，可以用其他坭替代，甚至用膨润土类，不过采用膨润土的配方，对其浆粉料的性能（包括流动性，粉料水份，顆粒度等）会有较大的影响，还有干燥窑也需要进行较大的迁就，由于比较敏感，所以不是所有厂都可以使用。当然也有的厂，配方里的黑泥和膨润土搭配一起使用，这样调整手段更加灵活。此外，如果产品配方对铝含量要求较高，也可以引进一些铝矾土作为补充。对于黏土的评定，一般常见的是测其化学成分，主要看铝含量，对烧失量和铁钛含量也要重点关注，不宜过大过多。原料烧板测白度（简称烧光板），原料的浆料流动性，干燥坯的强度，小样表面淋低温釉看小板烧出来的黑心情况及釉面缺陷也是常用的原料辅助检测方法。

2.2长石类原料

长石类原料比黏土类原料的要求较低，不过也有几个常见的评定指标，主要是检测化学成分，烧板测白度，以及检测原料的颗粒度，此外在长石中，有一些高钙长石，需要注意烧失量，以免含有的碳酸盐影响砖面的表面质量。

2.3滑石类原料

大部分瓷质砖厂使用滑石或者镁质坭来引入镁，也有一些厂采用透辉石进行引入，主要关注这两个评定指标：原料的化学成分（钙镁含量，烧失量）以及原料烧板的白度。

2.4混合类原料

由于现在的环保政策收紧以及品质较好的矿产资源可开采量逐年减少，越来越多供应商为了满足厂家需求，建立原料堆场，采用混料的方式，将不同成分及品质相对较差的原料勾兑成满足厂家要求的混合类泥砂，像本公司佛山生产基地用的混合黑泥，标准砂，都是勾兑出来的，这样可以有效地减少陶瓷厂的砂泥仓，同时也能用相对较低的成本满足陶瓷厂对原料的成分需求。黏土类原料和长石类原料的边界逐渐模糊，因此这种长石类原料也需要做一些黏土类原料的性能检测。

3 铜川原料及陶瓷厂概况

3.1 原材料概况

表1为铜川可用的土类原料成分分析，表2为铜川可用的长石类原料成分分析。

铜川当地的黏土原料主要是以硬质黏土为主，软质黏土极少。原料的粘性较差，铁含量较高，白度较差，不过其铝含量较高，氧化性能尚可，如在原料进厂前加强除铁精选等预加工的话，可能是一种做高白度瓷砖的原料。

当地及周边省市引进的膨润土类原料品质较差，估计其中夹杂着其他的矿物，主要体现在氧化性能较差，容易起泡，在瓷砖配方中引入量不能多，主要还是需要黑泥。

当地的长石类原料品种和存量极少，绝大部分是从周边省市，甚至从更远的省份进料，导致原料单价较高，其中的运费占了大头。

当地的黄土资源，储量大，白度较差，不同地方的黄土成分相差较远特别是钙镁含量，需重点关注。该原料用在瓷片生产上尚可，如果生产低吸水率的产品，需要控制好用量和筛选好。

原料价格方面，当地黏土原料和黄土的单价较便宜，到厂价20元～40元/吨即可;周边城市的长石资源的性价比也挺高，如叶腊石50元～60元/吨，成分尚可。如需要引进一些成分更好的长石，如钾长石和钠长石，需要从河南等省份进来，价格从200元～400元/吨。

3.2 铜川陶瓷厂概况

表3为铜川陶瓷厂概况。

从当地的一些陶瓷厂的具体情况分析，由于本地及周边市场需求正在逐步放开，市场容量暂时不是很大，大部分的陶瓷厂的生产线产能规模都不是很大，产线数量也不多。产品大多以600mm×600mm、800mm×800mm规格为主，小规格产品居多。由于原材料的杂质较多，以大吸水率产品为主，本地化原料品质不高，使用占比为6-7成，需要引进附近地区的原料作为补充。燃料还是以成本相对较低的煤炭为主，天然气的使用占比较低。个别厂已经开始重视产品的品质提升以及规格的拓展，生产高品质、低吸水率、大规格的产品。随着西北地区的经济逐步发展，对高档次产品需求是一个趋势。

4 当地原材料对产品坯体配方的匹配及分析

4.1选料的原则

本次原料试验的条件：全抛釉产品烧成环境（亦可烧仿古砖），窑炉测温环温度1160～1165℃，烧成周期50min，高温区面温/底温=1210/1205℃，相应产品的吸水率均在0.1%以下，釉板试验所用釉料为全抛釉。

由于设想是生产极低吸水率0.1%以下的全抛釉和仿古砖产品，因此对于钙含量高的原料，暂不作考虑，否则容易出现产品表面气孔，波浪纹，及抗折强度较低等问题。

黏土的釉板，主要是评估其氧化性能，不能出现较明显的膨胀气孔等缺陷，一般钙含量高的原料容易出现这个问题，可允许出现少量的黑心等现象。

黏土的解胶性能（流动性）不能太差，试板（80mm×120mm×6mm）干燥强度一般3.5～5.5MPa即可，选用了外料广东黑泥（软质黏土），预计广东黑泥的用量在10%-15%，搭配当地原料：立地坡软坩（黏土）和上店黏土等硬质黏土，这两个料的铝含量较高且价格便宜。

长石类原料，对于部分没有提供价格的原料，这里暂不使用，只使用有到厂价格的原料。其他的，没有太多限制条件，根据价格，成分，白度综合评估即可。

4.2用当地原材料初步制定的配方及分析

可能存在的问题：由于配方里有较多单原材料的铁含量超过3%，虽然总配方里的铁含量只有1.28%，但极容易出现杂质缺陷，在有全抛釉的情况下，容易鼓包，因此必须对浆料磨得很细，加强除铁过筛。

5 綜 述

（1）西北地区陶瓷砖原材料不能完全实现当地化，其中铜川当地原料占比二成，陕西周边省份原料占比六至七成，较远省份原料如广东黑泥占比一至二成。

（2） 瓷砖配方成本虽然比广东陶瓷厂稍高，不过考虑到成品砖的运输成本，最终的综合成本会有较大的优势。

（3） 从配方的稳定性的角度来考虑，结合原料的实际运输过程中可能存在的困难及不稳定因素，可以考虑多找一些原料作为黑泥的补充，例如内蒙古的膨润土，其品质不错且储量大，运输方面也较广东的要方便一些，这个可以作为日后的一个重要尝试。

（4） 当地原材料的品质普遍较差，更适合生产瓷片，鉴于长远发展的考虑，可以把瓷片线和瓷砖线一并搞起。虽然当地及周边省市的人均收入相对较低，普遍只有珠三角的三分之一，但是消费者对中高端产品的购买量占比接近20%，随着西部城市化进程的推进，在设计瓷砖生产线所对应的产品时，建议以低端高吸水率产品为主，结合少量中高端产品。中高端产品一方面可以满足中高端消费群体的需求，同时也可以积累生产经验，为未来转型中高端产品储备技术实力。同时由于运费节约了50%以上，中高端产品成本上与外省基地的产品比较也有一定的竞争优势。