淺談陜西銅川原材料及仿古、全拋釉瓷磚的坯體配方設(shè)計

招偉培　羅宏　龍海仁　周燕　黃帥

摘 要：隨著國內(nèi)西北部地區(qū)的經(jīng)濟建設(shè)加速發(fā)展，陶瓷磚產(chǎn)品需求量日益增大，而該地區(qū)的陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展還處于萌芽期，產(chǎn)量低且品質(zhì)不高。外地陶瓷磚產(chǎn)品的輸入，由于運輸距離遠，導(dǎo)致其物流成本較高。為了從本質(zhì)上降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，采用就近取材的原則，我們對陜西省銅川市進行了實地考察。我們通過與當(dāng)?shù)卣臏贤ǎ瑢嵉乜疾飚?dāng)?shù)卦牧系钠焚|(zhì)和分布情況，同時對周邊的一些陶瓷廠的生產(chǎn)經(jīng)營狀況進行了分析，對當(dāng)?shù)靥沾僧a(chǎn)業(yè)有一個較全面的了解。本文從瓷磚生產(chǎn)（主要包括仿古全和拋釉磚）的角度，闡述該地區(qū)的原料情況及其在瓷磚坯體配方的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：仿古;全拋釉;原料;配方;西北產(chǎn)區(qū)

1 前 言

本司應(yīng)陜西省銅川市招商局邀請，對當(dāng)?shù)靥沾僧a(chǎn)業(yè)發(fā)展進行考察，主要是瓷磚廠項目的前期可行性評估，包括廠區(qū)的選址、基建，原材料的品質(zhì)及分布，以及物流的成本及分布等情況。期間實地考察了銅川一部分礦土資源，跟當(dāng)?shù)刂饕脑牧瞎?yīng)商進行了深入的交流，并參觀了主要陶瓷廠區(qū)（主營產(chǎn)品類別包含瓷片、仿古、全拋釉及拋光磚）。在招商局領(lǐng)導(dǎo)的帶領(lǐng)下，與當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)家及技術(shù)人員舉辦了技術(shù)交流座談會。本文對原材料配方及成本進行評估，針對生產(chǎn)極低吸水率（小于0.1%）仿古或全拋釉瓷磚產(chǎn)品進行技術(shù)分析。

2 原料概述

現(xiàn)有成熟的仿古磚或全拋釉坯料配方的化學(xué)成分體系，一般采用多助熔劑體系。起初行業(yè)內(nèi)配方體系較常見的是K2O-Na2O配方體系，后來為了降低成本以及拓寬燒成范圍，引入了滑石類原料，采用K2O-Na2O-MgO配方體系，這也是當(dāng)今行業(yè)內(nèi)主流的坯體配方體系。當(dāng)然也有越來越多的企業(yè)為了進一步降低配方成本，開始嘗試使用CaO-MgO-K2O-Na2O配方體系，坯體配方的不同，體現(xiàn)在化學(xué)成分中的差異，所適配的釉面及窯爐控制也大相徑庭，導(dǎo)致瓷磚產(chǎn)品的一些物化指標(biāo)也有差別。參照現(xiàn)時本公司的坯體配方體系K2O-Na2O-MgO，對原材料品類劃分如下： 黏土類原料，長石類原料，滑石類（也可以用鎂質(zhì)坭）原料以及混合類原料。

2.1黏土類原料

一般做瓷質(zhì)磚，黏土資源運輸較為方便的地區(qū)，用黑泥居多，根據(jù)其成分，粘性強度，氧化性能及配方穩(wěn)定性，一般數(shù)量由2-4個組成;黏土資源運輸較為困難的，可以用其他坭替代，甚至用膨潤土類，不過采用膨潤土的配方，對其漿粉料的性能（包括流動性，粉料水份，顆粒度等）會有較大的影響，還有干燥窯也需要進行較大的遷就，由于比較敏感，所以不是所有廠都可以使用。當(dāng)然也有的廠，配方里的黑泥和膨潤土搭配一起使用，這樣調(diào)整手段更加靈活。此外，如果產(chǎn)品配方對鋁含量要求較高，也可以引進一些鋁礬土作為補充。對于黏土的評定，一般常見的是測其化學(xué)成分，主要看鋁含量，對燒失量和鐵鈦含量也要重點關(guān)注，不宜過大過多。原料燒板測白度（簡稱燒光板），原料的漿料流動性，干燥坯的強度，小樣表面淋低溫釉看小板燒出來的黑心情況及釉面缺陷也是常用的原料輔助檢測方法。

2.2長石類原料

長石類原料比黏土類原料的要求較低，不過也有幾個常見的評定指標(biāo)，主要是檢測化學(xué)成分，燒板測白度，以及檢測原料的顆粒度，此外在長石中，有一些高鈣長石，需要注意燒失量，以免含有的碳酸鹽影響磚面的表面質(zhì)量。

2.3滑石類原料

大部分瓷質(zhì)磚廠使用滑石或者鎂質(zhì)坭來引入鎂，也有一些廠采用透輝石進行引入，主要關(guān)注這兩個評定指標(biāo)：原料的化學(xué)成分（鈣鎂含量，燒失量）以及原料燒板的白度。

2.4混合類原料

由于現(xiàn)在的環(huán)保政策收緊以及品質(zhì)較好的礦產(chǎn)資源可開采量逐年減少，越來越多供應(yīng)商為了滿足廠家需求，建立原料堆場，采用混料的方式，將不同成分及品質(zhì)相對較差的原料勾兌成滿足廠家要求的混合類泥砂，像本公司佛山生產(chǎn)基地用的混合黑泥，標(biāo)準(zhǔn)砂，都是勾兌出來的，這樣可以有效地減少陶瓷廠的砂泥倉，同時也能用相對較低的成本滿足陶瓷廠對原料的成分需求。黏土類原料和長石類原料的邊界逐漸模糊，因此這種長石類原料也需要做一些黏土類原料的性能檢測。

3 銅川原料及陶瓷廠概況

3.1 原材料概況

表1為銅川可用的土類原料成分分析，表2為銅川可用的長石類原料成分分析。

銅川當(dāng)?shù)氐酿ね猎现饕且杂操|(zhì)黏土為主，軟質(zhì)黏土極少。原料的粘性較差，鐵含量較高，白度較差，不過其鋁含量較高，氧化性能尚可，如在原料進廠前加強除鐵精選等預(yù)加工的話，可能是一種做高白度瓷磚的原料。

當(dāng)?shù)丶爸苓吺∈幸M的膨潤土類原料品質(zhì)較差，估計其中夾雜著其他的礦物，主要體現(xiàn)在氧化性能較差，容易起泡，在瓷磚配方中引入量不能多，主要還是需要黑泥。

當(dāng)?shù)氐拈L石類原料品種和存量極少，絕大部分是從周邊省市，甚至從更遠的省份進料，導(dǎo)致原料單價較高，其中的運費占了大頭。

當(dāng)?shù)氐狞S土資源，儲量大，白度較差，不同地方的黃土成分相差較遠特別是鈣鎂含量，需重點關(guān)注。該原料用在瓷片生產(chǎn)上尚可，如果生產(chǎn)低吸水率的產(chǎn)品，需要控制好用量和篩選好。

原料價格方面，當(dāng)?shù)仞ね猎虾忘S土的單價較便宜，到廠價20元～40元/噸即可;周邊城市的長石資源的性價比也挺高，如葉臘石50元～60元/噸，成分尚可。如需要引進一些成分更好的長石，如鉀長石和鈉長石，需要從河南等省份進來，價格從200元～400元/噸。

3.2 銅川陶瓷廠概況

表3為銅川陶瓷廠概況。

從當(dāng)?shù)氐囊恍┨沾蓮S的具體情況分析，由于本地及周邊市場需求正在逐步放開，市場容量暫時不是很大，大部分的陶瓷廠的生產(chǎn)線產(chǎn)能規(guī)模都不是很大，產(chǎn)線數(shù)量也不多。產(chǎn)品大多以600mm×600mm、800mm×800mm規(guī)格為主，小規(guī)格產(chǎn)品居多。由于原材料的雜質(zhì)較多，以大吸水率產(chǎn)品為主，本地化原料品質(zhì)不高，使用占比為6-7成，需要引進附近地區(qū)的原料作為補充。燃料還是以成本相對較低的煤炭為主，天然氣的使用占比較低。個別廠已經(jīng)開始重視產(chǎn)品的品質(zhì)提升以及規(guī)格的拓展，生產(chǎn)高品質(zhì)、低吸水率、大規(guī)格的產(chǎn)品。隨著西北地區(qū)的經(jīng)濟逐步發(fā)展，對高檔次產(chǎn)品需求是一個趨勢。

4 當(dāng)?shù)卦牧蠈Ξa(chǎn)品坯體配方的匹配及分析

4.1選料的原則

本次原料試驗的條件：全拋釉產(chǎn)品燒成環(huán)境（亦可燒仿古磚），窯爐測溫環(huán)溫度1160～1165℃，燒成周期50min，高溫區(qū)面溫/底溫=1210/1205℃，相應(yīng)產(chǎn)品的吸水率均在0.1%以下，釉板試驗所用釉料為全拋釉。

由于設(shè)想是生產(chǎn)極低吸水率0.1%以下的全拋釉和仿古磚產(chǎn)品，因此對于鈣含量高的原料，暫不作考慮，否則容易出現(xiàn)產(chǎn)品表面氣孔，波浪紋，及抗折強度較低等問題。

黏土的釉板，主要是評估其氧化性能，不能出現(xiàn)較明顯的膨脹氣孔等缺陷，一般鈣含量高的原料容易出現(xiàn)這個問題，可允許出現(xiàn)少量的黑心等現(xiàn)象。

黏土的解膠性能（流動性）不能太差，試板（80mm×120mm×6mm）干燥強度一般3.5～5.5MPa即可，選用了外料廣東黑泥（軟質(zhì)黏土），預(yù)計廣東黑泥的用量在10%-15%，搭配當(dāng)?shù)卦希毫⒌仄萝涆幔ね粒┖蜕系牮ね恋扔操|(zhì)黏土，這兩個料的鋁含量較高且價格便宜。

長石類原料，對于部分沒有提供價格的原料，這里暫不使用，只使用有到廠價格的原料。其他的，沒有太多限制條件，根據(jù)價格，成分，白度綜合評估即可。

4.2用當(dāng)?shù)卦牧铣醪街贫ǖ呐浞郊胺治?/p>

可能存在的問題：由于配方里有較多單原材料的鐵含量超過3%，雖然總配方里的鐵含量只有1.28%，但極容易出現(xiàn)雜質(zhì)缺陷，在有全拋釉的情況下，容易鼓包，因此必須對漿料磨得很細，加強除鐵過篩。

5 綜 述

（1）西北地區(qū)陶瓷磚原材料不能完全實現(xiàn)當(dāng)?shù)鼗渲秀~川當(dāng)?shù)卦险急榷?，陜西周邊省份原料占比六至七成，較遠省份原料如廣東黑泥占比一至二成。

（2） 瓷磚配方成本雖然比廣東陶瓷廠稍高，不過考慮到成品磚的運輸成本，最終的綜合成本會有較大的優(yōu)勢。

（3） 從配方的穩(wěn)定性的角度來考慮，結(jié)合原料的實際運輸過程中可能存在的困難及不穩(wěn)定因素，可以考慮多找一些原料作為黑泥的補充，例如內(nèi)蒙古的膨潤土，其品質(zhì)不錯且儲量大，運輸方面也較廣東的要方便一些，這個可以作為日后的一個重要嘗試。

（4） 當(dāng)?shù)卦牧系钠焚|(zhì)普遍較差，更適合生產(chǎn)瓷片，鑒于長遠發(fā)展的考慮，可以把瓷片線和瓷磚線一并搞起。雖然當(dāng)?shù)丶爸苓吺∈械娜司杖胂鄬^低，普遍只有珠三角的三分之一，但是消費者對中高端產(chǎn)品的購買量占比接近20%，隨著西部城市化進程的推進，在設(shè)計瓷磚生產(chǎn)線所對應(yīng)的產(chǎn)品時，建議以低端高吸水率產(chǎn)品為主，結(jié)合少量中高端產(chǎn)品。中高端產(chǎn)品一方面可以滿足中高端消費群體的需求，同時也可以積累生產(chǎn)經(jīng)驗，為未來轉(zhuǎn)型中高端產(chǎn)品儲備技術(shù)實力。同時由于運費節(jié)約了50%以上，中高端產(chǎn)品成本上與外省基地的產(chǎn)品比較也有一定的競爭優(yōu)勢。