摘要 利用赤泥及其他陶瓷原料，采用一次燒成工藝制備出達(dá)到國家建筑琉璃制品標(biāo)準(zhǔn)GB9197-88要求及國家建材行業(yè)建筑琉璃制品標(biāo)準(zhǔn)JC/T765-2006要求的無鉛琉璃瓦。

關(guān)鍵詞 赤泥，琉璃瓦，無鉛釉，一次燒成

1引言

赤泥是氧化鋁工業(yè)的廢渣。因產(chǎn)出量大、利用率低，導(dǎo)致了大量的赤泥堆積。赤泥的堆積不僅占用土地，耗費(fèi)堆場建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用，還污染環(huán)境。本文利用赤泥為主要原料，采用一次燒成工藝制備出了性能優(yōu)良的琉璃瓦。

2坯體的原料和配方

2.1 坯體的原料

2.1.1赤 泥

本實(shí)驗(yàn)所用赤泥為廣西平果鋁業(yè)的拜耳法赤泥。平果鋁赤泥粒徑較細(xì)，其粒徑分析結(jié)果的D50為3.36μm，具有一定的可塑性。但堆存時(shí)間較長而風(fēng)化了的赤泥，可塑性成份被雨水帶走較多，其可塑性變差。平果鋁赤泥的化學(xué)成份如表1所示。從表1可以看出平果鋁赤泥具有高鐵高堿低硅的特點(diǎn)，這一特點(diǎn)有利于降低坯體的燒結(jié)溫度。從物相上來看，平果鋁赤泥的主要物相有赤鐵礦、針鐵礦、水化石榴石、水鋁石、含水硅酸鈉、鈣鈦礦、方解石等，其中赤鐵礦和水化石榴石含量較高[1]。從赤泥的化學(xué)成份和物相來看，赤泥不適合單獨(dú)用來制備琉璃瓦，需要與其他原料搭配使用。

2.1.2 石英砂

本實(shí)驗(yàn)所用的石英砂為天然的河流石英砂。因赤泥成份復(fù)雜，含鐵量很高，故對制坯所用的石英砂要求也低。石英砂能與赤泥中的堿、氧化鐵、氧化鈣等成份反應(yīng)生成玻璃相，從而提高琉璃瓦的強(qiáng)度，并可降低琉璃瓦的吸水率，提高其抗凍性能。

2.1.3高嶺土

本實(shí)驗(yàn)所用的高嶺土是含鐵含鈦量高的低品位高嶺土（赤泥含鐵量和含鈦量都很高，無需利用高品位高嶺土）。低品位高嶺土不僅可塑性好，還能有效降低成本。高嶺土的引入有利于改善坯體的成形性能，更重要的是可調(diào)節(jié)坯體的氧化鋁含量，大大減少了赤泥制品燒結(jié)后出現(xiàn)的開裂和變形。

2.2 坯體的配方

通過大量的實(shí)驗(yàn)確定坯體的配方：赤泥含量為30%～50%，石英砂含量為40%～50%，高嶺土含量為10%～30%。增大赤泥用量時(shí)，琉璃瓦的吸水率也會(huì)隨之增大，強(qiáng)度降低，因此赤泥的用量不宜超過50%。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，石英砂與赤泥含量相當(dāng)時(shí)燒結(jié)較好，強(qiáng)度較高，琉璃瓦的吸水率也較低。高嶺土主要用來改善坯體的成形性能，調(diào)節(jié)坯體的氧化鋁含量和提高坯體及琉璃瓦的強(qiáng)度。當(dāng)高嶺土含量過高時(shí)，坯體的含鋁量過高，將導(dǎo)致燒結(jié)溫度提高。高嶺土的含量以不超過30%為宜。

3無鉛琉璃瓦用釉

3.1 原料和配方

該無鉛琉璃瓦用釉以光澤較好、機(jī)械性能好但燒成溫度較高的長石石灰釉為基礎(chǔ)，通過加入少量的玻璃粉、碳酸鋰和硼酸（三者的總含量為15%左右）來降低燒成溫度制成，具體配方如表2所示。該釉的燒成溫度為1100～1150℃，與該琉璃瓦坯體1100～1150℃的燒結(jié)溫度相匹配。在該釉形成玻璃體之前坯體中的結(jié)晶水和分解產(chǎn)生的氣體已經(jīng)基本排除，適合一次燒成。

3.2 與生鉛釉的比較

鉛釉因歷史悠久、制作簡單、表面光澤好被廣泛應(yīng)用于琉璃瓦的制備。但鉛釉不僅毒害工人，還會(huì)在使用過程中慢慢溶出鉛，污染環(huán)境，故現(xiàn)已被限制使用。該無鉛琉璃瓦用釉與生鉛釉相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1） 該無鉛琉璃瓦用釉所使用的原料毒性很小或無毒，基本上對工人沒有毒害作用。該釉沒有使用含鉛鎘的原料，鉛鎘溶出非常小，有利于環(huán)境保護(hù)。

（2） 該無鉛琉璃瓦用釉與赤泥坯體熱膨脹系數(shù)相近，坯釉結(jié)合良好，釉面沒出現(xiàn)裂紋。經(jīng)10次180℃～20℃的急冷急熱，沒出現(xiàn)微裂紋。生鉛釉的熱膨脹系數(shù)較大，與赤泥坯體燒結(jié)后，坯釉結(jié)合不好，表面出現(xiàn)明顯的微裂紋。

（3） 該無鉛琉璃瓦用釉的表面硬度較大，不易出現(xiàn)擦痕，機(jī)械性能遠(yuǎn)好于生鉛釉。

（4） 錫釩黃、鉻鋁紅、維多利亞綠、瑪瑙紅、紺青、孔雀綠、海碧等色料和氧化銅在該釉的顯色實(shí)驗(yàn)表明，該釉對多種色料都有較好的顯色。生鉛釉對色料的選擇性較大，顯色不穩(wěn)定，色澤波動(dòng)較大。

該無鉛琉璃瓦用釉的光澤度不如生鉛釉，但已經(jīng)達(dá)到國家建筑琉璃制品標(biāo)準(zhǔn)GB9197-88[3]中要求的不低于50°的要求。在現(xiàn)行的2006年制定的國家建材行業(yè)建筑琉璃制品標(biāo)準(zhǔn)JC/T765-2006[4]中，放寬了對光澤度的要求，沒有做出明確的要求。

4琉璃瓦的制備工藝和性能

4.1 琉璃瓦的制備工藝

琉璃瓦的制備工藝如下：配料→球磨→過篩→干燥→壓制成形→干燥→施釉→干燥→燒結(jié)

4.2 琉璃瓦的性能

琉璃瓦的性能如表3所示。

5結(jié)論

利用氧化鋁工業(yè)廢渣赤泥及石英砂、高嶺土等其他陶瓷原料，采用一次燒成工藝制備出了達(dá)到國家建筑琉璃制品標(biāo)準(zhǔn)GB9197-88要求及國家建材行業(yè)建筑琉璃制品標(biāo)準(zhǔn)JC/T765-2006要求的無鉛琉璃瓦。利用赤泥制備琉璃瓦不僅實(shí)現(xiàn)了廢渣赤泥的利用，還能采用一次燒成，節(jié)約了能源和成本。

參考文獻(xiàn)

1楊世杰，楊明，楊元龍等.平果鋁廠赤泥的物相分析[J].中南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1996，27（5）:569～572

2 何小虎，韋莉，何書焱.平果鋁赤泥綜合利用探討和建議[J].輕金屬，2004，03:14～18

3 GB9197-88，國家建筑琉璃制品標(biāo)準(zhǔn)[S].咸陽，1988

4 JC/T765-2006，國家建材行業(yè)建筑琉璃制品標(biāo)準(zhǔn)[S].咸陽，2006