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众所周知，原料是发展陶瓷工业最基础的物质条件。在我国陶瓷行业大江南北各地陶瓷厂都有“原料是基础，烧成是关键”的名谚。因此充分了解各种陶瓷原料的工艺性能，并且使陶瓷原料在加工利用过程中的各项工作来满足这些工艺性能要求是非常重要的。

陶瓷砖主要原料一般分成可塑性原料、非可塑性原料及溶剂原料三大类。

可塑性陶瓷原料多采用粘土，是陶瓷坯的主要原料，可用于陶瓷坯体、釉色、色料等配方。如我国许多瓷区采用工艺性能良好的高岭土生产的细瓷产品，成为国际市场的畅销产品。

非可塑性陶瓷原料，可用于陶瓷产品的坯体、釉料等配方。多采用石英，其化学成分主要是二氧化硅。石英是陶瓷坯体中的主要原料，它可以降低陶瓷泥料的可塑性，减小坯体的干燥收缩，缩短干燥时间，防止坯体变形。在烧成中，石英的加热膨胀可以部分抵消坯体的收缩；高温时石英成为坯体的骨架，与氧化铝共同生成莫来石，能够防止坯体发生软化变形；石英还能提高瓷器的白度与半透明度。高石英瓷即是近年来出现的高档瓷器产品。石英在釉料中能够提高釉的熔融温度与粘度，减少釉的膨胀系数，也能够提高釉的机械强度、硬度、耐磨性与耐化学腐蚀性。此外石英在建筑卫生陶瓷与各类耐火材料中也有很大的使用。

熔剂原料：通常指能够降低陶瓷坯釉烧成温度，促进产品烧结的原料。陶瓷工业常用的熔剂原料有长石（钾长石、钠长石）、方解石、白云石、滑石、萤石、含锂矿物等。烧成前长石属于非可塑性原料，可以减少坯体收缩与变形，提高干坯强度。长石是坯釉的熔剂原料，在坯体中占有25％含量；在釉料中占50％的含量。长石的主要作用是降低烧成温度；在烧成中长石熔融玻璃可以充填坯体颗粒间空隙，并能促进熔融其他矿物原料；长石原料还可以使坯体质地致密，提高了陶瓷制品的机械强度、电气性能与半透明度。在各种陶瓷产品中，长石是一种不可缺少的常用的陶瓷原料。

碳酸盐类熔剂原料：作为主要的陶瓷熔剂原料，碳酸盐类熔剂原料品种非常多。它们有碳酸钙、方解石、大理石、白云石、菱镁矿（碳酸镁）、石灰岩等。碳酸盐类熔剂原料的主要成分碳酸钙在陶瓷坯釉料中主要是发挥熔剂作用。尤其在陶瓷面砖中，使用石灰石、方解石、大理石，其用量在5－15％之间。用于釉料中可以增加釉的硬度与耐磨度；增加釉的抗腐蚀性；降低釉的高温粘度与增加釉的光泽度等优点。碳酸盐类熔剂原料在建筑卫生陶瓷产品中使用很多。

镁硅酸盐类原料：该类原料主要有滑石、蛇纹石及镁橄榄石。滑石在陶瓷工业中用途范围很广，可以生产白度高、透明度好的高档日用陶瓷产品，电瓷及特种陶瓷制品。建筑卫生陶瓷坯料中加入滑石后，可以降低烧成温度，扩大烧成范围，提高产品的半透明与热稳定性。滑石加入到釉料中时，能够防止釉面的开裂，增加釉料的乳浊性。并能扩大釉料的烧成范围，提高成品率。近年来，我国建筑卫生陶瓷行业还采用部分动物骨灰，用于生产新型乳烛釉料，取得成功，实际上动物骨灰也属于磷硅酸盐种类。

陶瓷行业是个对原料依赖性很强的产业，原材料是否可以实现就地取材，原材料的开采运输成本等因素制约着当地陶瓷行业的发展。由于当今世界优质陶瓷原料资源越来越少，陶瓷行业工程技术人员不得不开发新型原料资源调整产品结构。目前瓷砖生产过程中，普遍存在生坯强度不足引起的成品率低的问题。而且现在的陶瓷产品规格有越做越大的趋势，所以提高坯体强度对于陶瓷生产显得尤为重要。提高坯体强度主要有两种方法，一种是选用优质原料，这会导致原料成本增加；另一种是选用坯体替代材料以减少优质原料用量，这样可使原料成本降低，进而使得生产成本降低。因此，在不可再生的优质陶瓷原料匮乏的情况下，研发性能优良的坯体替代材料是生产价廉质优陶瓷砖的重点研究方向之一。

从整个重庆陶瓷产业数据上看，2019年，重庆的陶瓷产业发展规模还非常的小，重庆市境内目前拥有陶瓷企业13家，生产线15条，瓷砖日总产能***万平方米。永川位于重庆和成都两个特大城市之间，发挥着承东接西、左传右递的重要作用，要发挥成渝地区双城经济圈重要节点作用。永川铝土矿、石英砂、白泥等资源丰富，可以为陶瓷企业生产提供充足的生产原料。东鹏(永川)智能家居创意产业园作为首个西南陶瓷生产基地，承载着东鹏开拓2025智能制造和国内产能新布局的重要使命。

因此，如能在重庆市地区开发出优质的本地原料用于陶瓷砖生产，将为重庆市陶瓷行业量身定制一种可持续发展的产业化路线，也为我国陶瓷砖原料本地化发展提供新的思路。

需解决的主要技术难题

1.开展重庆本地原料筛选、分析与处理技术研究，确定适用于陶瓷砖生产的重庆本地原料

成分检测是评价陶瓷原料性能优劣的最直观的评价方法，只有对筛选的重庆本地原料进行大量筛选与处理，才可挑选出产品烧成白度及其它性能可以达到陶瓷砖国家标准《陶瓷砖》(GB/T 4100-2015)附录G 干压陶瓷砖（E≤***% Bia类）产品性能的原料。

2.开展以重庆本地原料为主的陶瓷砖配方试验，以确定性能稳定的陶瓷砖配方

要将新配方应用于生产实际，配方研究必须遵循以下原则：（1）低成本。低成本主要包括两方面：一是烧成温度不能高于现有烧成温度；二是配方原料成本低于常规配方原料成本。（2）波动范围小。波动范围小指新配方的生产工艺和烧成工艺要与原配方基本一致，以免更改配方时造成损失。（3）性能稳定。性能稳定主要指产品的烧成范围，烧成范围越宽，成品率越高，这也是配方研究中难度最大的一项，同时产品的其它性能如吸水率、白度等不低于原产品性能。

3.根据重庆本地原料特点，优化陶瓷砖生产工艺，经过小试、中试、大试等环节多次验证，确定以重庆本地原料制备陶瓷砖的产业化技术路线。

期望实现的主要技术目标

1.筛选出不少于1种的适合高档陶瓷砖生产的重庆本地原料；

2.确定不少于1种的采用重庆本地原料的陶瓷砖配方；

3.开发并产业化生产出不少于1款的采用重庆本地原料的陶瓷砖，并形成企业标准，产品标准各项指标等于或优于相关国家标准《陶瓷砖》(GB/T 4100-2015)附录G 干压陶瓷砖（E≤***% Bia类）以及国家标准《建筑材料放射性核素限量》（GB 6566-2010）；

重庆本地原料的陶瓷砖，项目结题时实现新增销售收入3000万元。

需求解析

解析单位：重庆市永川区 解析时间：2022-10-21

张进

重庆理工大学

教授

综合评价

该技术需求足够清晰

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