[摘要]本文介绍了利用德化当地及周围地区陶瓷原料低温烧成白云美陶的坯体配方、工艺参数、烧成方法、坯体性能,并指出充分利用当地和周围地区原料生产白云美陶给企业带来了很好的效益,提高了德化陶瓷在国际市场上的竞争力。
[关键词]白云美陶 当地及周围地区陶瓷原料 坯体配方 经济、环保效益
一、前言
白云陶又称轻质陶瓷,是国际市场上公认的环保型陶瓷制品,其产品最早见于日本及美国等先进国家,开始是针对陶瓷生产过程中高能耗、恶化空气、污染环境等问题而出台一些政策以鼓励企业生产一些较低温且对环境污染小的陶瓷产品。白云陶是在这样的环境下出现的并于九十年代初传至我国。刚开始主要是一些出品企业(主要以台资企业为主)从台湾或国外进行来料加工生产后出口到欧美等西方国家。由于坯用原料数量巨大且要进口,这样大大提高了白云美陶的生产成本,降低了我国出口企业在白云美陶国际市场上的竞争力。德化有着悠久的陶瓷制造史,当地及周围地区矿产资源丰富,非常有利于陶瓷业的生产。德化陶瓷主要以出口创汇为主,所产陶瓷产品90%以上出口,其中白云美陶是主要出口产品之一,产销量相当大、且市场前景非常广阔,是陶瓷生产的主要发展方向之一,因此充分利用德化当地及周围地区丰富的陶瓷原料生产白云美陶将给德化陶瓷带来巨大的社会效益和经济效益,经过一年多的研究这一技术现已基本成熟,并投入工厂进行工业生产,产生了良好的效益。
二、所用原料的性能及化学组成
原料性能
德化当地及周围地区原料丰富,如瓷石、白云石、石英等储量多、运距短,现分别介绍如下:
德化坂仔瓷石:外观呈淡灰色、略带淡绿,风化程度较高,易于球磨,含铁量低、烧失量小,该原料作为主要瘠性原料,其贮量非常大且化学成分稳定,是非常理想的坯用原料,该矿处于德化县城郊区。
德化美湖钠长石:外观呈灰白色或淡红色、其共生矿物有石英、微量云母、含铁量低、烧失量少,是较理想的熔剂原料,该矿距德化城关15公里。
尤溪白云石:外观呈灰白色、致密块状、具有玻璃光泽,硬度约为3.60,含铁量低,贮量巨大,是理想的白云陶坯用原料,该矿距德化城关140公里。
永春石英砂石:该砂石为永春介福高岭土淘洗后的尾砂,存量非常大、价格低廉、含铁量不高,该矿距德化城关20公里。
龙岩高岭土:该高岭土纯度高、质地细腻、外观较白、耐火度高、含铁量低是较理想的陶瓷原料,该矿位于福建龙岩市郊,距德化180公里。龙岩淘洗高岭(200目):该粘土为龙岩高岭淘洗加工后的产品,可塑性强,但价格较为昂贵,用量必须控制在较低范围。
同安黑粘土:外观呈灰黑色、烧失量大、可塑性非常好、含铁量不是很高,是非常好的塑性原料,该矿距德化130公里。
各种原料化学组成见表1

三、白云陶坯体工艺特性及对原料的要求
二次低温烧成的白云陶的工艺特性和对原料的要求与传统陶瓷有一定的区别,具体如下:
由于白云陶坯料主要用于生产工艺品等造型为复杂的产品,所以坯料泥浆的可塑性要较好,以利于生产。
白云陶烧成温度仅为1000℃—1100℃,这就要求坯体在低温下能较好地烧结,才能达到所要求的坯体机械强度。
由于白云陶产品主要销往欧州、北美等发达地区,外观的美观程度要求较高,因此坯用原料含铁量需较低,产品烧后白度要较高。
综上所述,白云陶坯料对原料的要求较高,通过一年多来对德化当地和周围地区陶瓷原料的试验研究同时考虑到原料成本,选择以德化瓷石、尤溪白云石、龙岩高岭土为主要原料进行配方研究,取得生产成功。
四、坯料配方的研究
(1)坯体配方的选择
首先进行了大量的配方摸底试验,在可塑性达到要求的前提下,选取五种配方L—1、L—2、L—3、L—4、L—5并进行深入研究和分析对比。
五种配方化学式如下:

(2)试制工艺
本试验采用的工艺流程如下:
原料粉碎→计量配料→湿法球磨→过筛除铁→压滤→粗练→陈腐→真空练泥→可塑坯料→可塑成型→干燥→素烧→釉下彩绘→上白云釉→釉烧→成品→化浆→注浆成型
(3)主要工艺参数
料:球:水=1:1.5:0.6电解质用量0.25-0.30%,泥浆细度万孔筛余1-2%,球磨时间24小时
(4)不同配方对工艺性能及参数的影响
相同温度下,不同配方对素坯性能的影响

相同温度下,不同配方对釉烧制品热稳定性、抗冻性的影响。试验所采用的釉为最广泛使用的膨胀系数为180×10-71/℃的台湾产品。

从实验结果可以看出L—1、L—4、L—5三种配方符合生产要求,其中L—4效果最佳。
(5)烧成
烧制白云陶采用具有德化当地特色的电烧旋转窑或油烧辊道窑以氧化焰烧成,烧成温度为1000℃-1050℃。素烧、釉烧温度相同也可混装烧成,提高窑炉空间利用率,降低烧成成本,同时这种烧成方法对环境污染小,具有较好的环保效益。
五、结论
(1)白云陶坯体的吸水率不宜太高,坯体的体膨胀系数应小于釉层的体膨胀系数,其范围约为5-10 10-71/℃否则容易产生釉层剥离或龟裂现象。
(2)利用当地及周围地区原料生产白云陶,生产成本低,市场竞争力强,结合企业带来很大经济效益。