成岳 王群 蔣韻杰

（景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院，江西景德鎮(zhèn)333403）

1 前言

就我們陶瓷行業(yè)來講，部分陶瓷企業(yè)仍然存在“原料浪費(fèi)大，人力消耗多，廢料利用率低”等問題，造成了資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染，這對(duì)人類的健康、生存問題形成巨大的威脅[1-4]。本研究利用陶瓷工業(yè)廢料制作手工藝術(shù)磚，手工藝術(shù)磚最大特點(diǎn)：缺陷美、粗糙毛邊，自然窯變色差、不規(guī)則形狀[5-7]。在保證性能符合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，盡可能多的利用陶瓷廢料，達(dá)到廢棄物資源化的目的，將燒制后的殘缺美轉(zhuǎn)化為手工的藝術(shù)美感，從而增加產(chǎn)品附加值，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。該處理工藝成本低廉，效益明顯，在一定程度上可以為解決陶瓷工業(yè)廢料難于處理的問題提供可靠的依據(jù)。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 主要原料

原料化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

由表1可知，這兩種原料主要成分是SiO2和A l2O3，鵬飛廢泥來源于江西景德鎮(zhèn)鵬飛建筑陶瓷廠，外觀淺灰色，粒度較細(xì)，密度2.8～3.0g/cm3，有一定的可塑性；高嶺土為星子三級(jí)高嶺土，品位較低，外觀黃色，粒度很細(xì)，密度2.6～2.8g/cm3。

2.2 試驗(yàn)流程

試驗(yàn)過程的流程見圖1。

表1 原料的化學(xué)組成表（％）Tab.1 Chem ical com position of raw materials

圖1 試驗(yàn)流程圖Fig.1 Experimental flow char

2.3 釉料的制備

由于實(shí)驗(yàn)制作的坯體燒成溫度比較低，所以選擇制作熔塊釉。 熔塊釉是在釉漿制備前先將部分原料熔成玻璃狀物質(zhì)，速放冷水中急冷淬成小塊（熔塊），然后再與其他原料混合制成釉漿。制備熔塊的原料組成見表2。

表2 熔塊的原料組成（％）Tab.2 Formulation of frit（％）

表3 不同溫度下的試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Test results at different tem peratures

表4 釉的化學(xué)組成和性狀Tab.4 Chem ical com position and properties of glaze

將長石、硼砂、碳酸鈉、石英、石灰石等粉狀原料分別過80目篩，按配方稱量配料，充分混合均勻，用坩鍋盛裝于電爐中加熱至1250～1300℃熔融，保溫30m in，觀察熔塊為透明狀時(shí)，迅速倒入水中淬冷，得到的玻璃體即為制備好的熔塊。稱取一定量的熔塊、高嶺土、石英，加35％（w t％）的水，將其混合，最后球磨制成釉漿備用。實(shí)驗(yàn)中，還通過調(diào)整釉配方中SiO2、A l2O3的量來考察該系列因素對(duì)釉性狀的影響。

釉性制備工藝的主要工藝參數(shù)：球磨：料∶球∶水=1∶1.2∶0.6；球磨子：大∶中∶小=2∶4∶4；快速磨轉(zhuǎn)速：400轉(zhuǎn)/分；球磨30分鐘。

3 分析與討論

3.1 造粒過程添加聚乙烯醇水溶液的作用

在造粒過程中發(fā)現(xiàn)一些問題，由于實(shí)驗(yàn)原料大部分選用的是鵬飛廢泥，而鵬飛廢泥是在陶瓷生產(chǎn)中廢棄的坯泥，所以它的聚合性因?yàn)楦邷責(zé)贫兴档?，所以很難造粒。因此，在造粒過程中加入適量的聚乙烯醇水溶液，用以增強(qiáng)粘性，有助于造粒。

造粒工藝是將磨細(xì)的粉料，經(jīng)過干燥、加膠黏劑，制成流動(dòng)性好、粒徑約為0.1mm的顆粒。一般使用的膠黏劑應(yīng)滿足以下要求：要有足夠的黏性，以保證良好的成型性和坯體的機(jī)械強(qiáng)度；經(jīng)高溫鍛燒能全部發(fā)揮，坯體中不留或少留膠黏劑殘留雜質(zhì)；工藝簡單，沒有腐蝕性，對(duì)陶瓷性能無不良影響。

3.2 坯體配方對(duì)結(jié)果的影響

經(jīng)過對(duì)比燒成溫度選擇為1240℃。

在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)用100％鵬飛廢泥也可以燒制出合格的產(chǎn)品，但是燒成范圍過窄，不利于控制。用90％鵬飛廢泥+10％廢瓷泥、80％鵬飛廢泥+20％廢瓷泥這2個(gè)配方的燒成范圍相對(duì)比較寬，容易控制，而且產(chǎn)品比較穩(wěn)定。最后決定配方使用90％鵬飛廢泥+10％廢瓷泥。

3.3 燒成溫度的確定

當(dāng)燒成溫度為1200℃的情況下燒制出來的產(chǎn)品最大的問題就是強(qiáng)度不高，容易碎裂。所以1200℃對(duì)于本產(chǎn)品來說溫度太低。當(dāng)燒成溫度為1280℃的情況下燒制出來的產(chǎn)品出現(xiàn)的最大問題是產(chǎn)品開裂、變形，因?yàn)闊蓽囟忍?。最適合的燒成溫度為1240℃，在這個(gè)燒成溫度下的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到最高，而且在1230℃～1250℃范圍內(nèi)都可以燒制出理想的產(chǎn)品。經(jīng)過對(duì)比，燒成溫度選擇為1230℃～1250℃。燒成制度：0～500℃：60分鐘；500～1100℃：90分鐘；1100～1250℃：60分鐘；1250℃：保溫20分鐘。

3.4 釉的化學(xué)組成對(duì)釉性狀的影響

圖2 試驗(yàn)部分產(chǎn)品圖片F(xiàn)ig.2 Test part product pictures

表4 列出了不同配方釉的化學(xué)組成（mol％）和釉燒后的性狀特征。其中，5組實(shí)驗(yàn)分別表示原配方，配方中SiO2的量加0.5mol和減0.5mol、A l2O3的量加0.1mol和減0.1mol。 從表4.3中可以看出，隨著配方中的A l2O3、SiO2量的變化，釉的外觀性狀也發(fā)生較明顯的區(qū)別，且在同批實(shí)驗(yàn)中，以第四組配方的釉性狀最好。

3.5 燒成制度對(duì)釉的影響

熔塊燒制時(shí)在800～1000℃范圍是碳酸鹽分解階段，故要控制較低的升溫速度。燒成制度對(duì)于釉面質(zhì)量有很大影響，上釉產(chǎn)品在低溫段與高溫段必須緩慢進(jìn)行而在其它溫度段則可適當(dāng)增加升溫速度，并在高溫階段保溫20分鐘。前者是避免釉在低溫段產(chǎn)生變形等缺陷，后者可保證高溫段的氣體充分排除，防止桔釉、氣孔等缺陷。另外，高溫保溫能保證釉充分熔融，獲得平整光潔的釉面。

3.6 釉料對(duì)產(chǎn)品的影響

由于制作的產(chǎn)品坯體的顏色深，燒成溫度比較低，所以在選擇釉料的時(shí)候要考慮燒成溫度不能太高，又要有較好的遮蓋能力。因此，選擇了熔塊釉，而對(duì)于實(shí)驗(yàn)需要的多種顏色的要求，我們采用了其中添加色料的辦法解決。

3.7 試驗(yàn)部分產(chǎn)品圖片（見圖2）。

4 結(jié)論

（1）在優(yōu)化工藝條件下，利用鵬飛廢泥制作的手工藝術(shù)磚已經(jīng)可以達(dá)到相當(dāng)?shù)乃囆g(shù)效果，對(duì)制品的各種性能進(jìn)行測試，結(jié)果顯示以鵬飛廢泥為原料的配料燒制的制品各項(xiàng)性能都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，說明鵬飛廢泥可以直接用于生產(chǎn)手工藝術(shù)磚而不需要進(jìn)行各種處理，簡化了工藝。

（2）對(duì)制備的手工藝術(shù)磚坯體進(jìn)行上釉、藝術(shù)設(shè)計(jì)，放入電爐經(jīng)過1230℃～1250℃煅燒，燒出的成品釉面較光滑，坯體較平整，具有較高的藝術(shù)性，可以進(jìn)行生產(chǎn)利用。

（3）以鵬飛廢泥為原料研制手工藝術(shù)磚，符合節(jié)約資源、環(huán)境保護(hù)的要求，如果工業(yè)化生產(chǎn)，能減少建筑陶瓷生產(chǎn)過程中的原料，避免建筑陶瓷生產(chǎn)過程中的高污染等問題。

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2蔡祖光.陶瓷工業(yè)廢料廢渣的處理.佛山陶瓷，2002，3：11～12

3劉志國.工業(yè)廢料用于瓷磚坯料.佛山陶瓷，2003，5：33～34

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5梁瑞林等.壓電陶瓷廢料對(duì)氯化丁基橡膠阻尼減振材料的影響.再生資源研究，2004，4：23～24

6伊奇德.陶瓷工業(yè)污染綜合預(yù)防.陶瓷科學(xué)與藝術(shù)，2004，6：24～28

7張?jiān)露?，梁劉?手工磚在室內(nèi)裝飾中的運(yùn)用及發(fā)展趨勢.景德鎮(zhèn)陶瓷，2008：18～21