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紅土:生產釉面磚理想材料 資金是首要瓶頸

發(fā)布:2012-8-8 10:10:22  來源:  [字體: ]

  生產陶瓷的原料是地球上廣泛存在的泥砂石料,可以說有泥土的地方就有陶瓷。陶瓷制作工藝的進步,給資源的合理使用和原料來源的廣泛性提供了重要條件。不同區(qū)域蘊藏的各種陶瓷生產原料,造就了地方陶瓷產品的特色,同時決定了產區(qū)存在的條件與可持續(xù)發(fā)展。多年來,業(yè)界專家就陶瓷生產的資源利用及行業(yè)節(jié)能、減排、降耗等現(xiàn)實要求,一直呼吁發(fā)展紅坯磚,但受"白坯高檔、紅坯低檔"等導向性錯誤的影響,情況仍不盡如人意。事實上,國內黑泥等優(yōu)質的陶瓷原料面臨枯竭,相比之下,做紅坯磚的原料要豐富得多。

  紅粘土為碳酸鹽巖系出露的巖石經紅土化作用形成的棕紅、褐黃等色的高塑性粘土,其裂隙發(fā)育,孔隙比大于1,液限一般大于50,具有明顯的收縮性,但壓縮性低。經坡、洪積再搬運后仍保留其基本特征,其中,液限大于或等于45、小于50的紅粘土為次生紅粘土。

  紅粘土的形成,一般具備氣候和巖性兩個條件。氣候條件:氣候變化大,年降水量大于蒸發(fā)量。因而氣候潮濕,有利于巖石的機械風化和化學風化,風化的結果便形成紅粘土。巖性條件:為碳酸鹽類巖石。構造條件:當巖層褶皺、斷層發(fā)育時、巖體破碎,易于風化時,更易形成紅粘土。

  紅土是生產釉面磚的理想材料

  據了解,紅色粘土資源在我國的分布非常廣泛,山東、河北、北京、四川、廣東、江蘇等地都有豐富的儲量。這類原料由于含有的雜質、腐植質不同,呈灰、綠、黃、紅等不同的顏色,但經高溫焙燒后,因為原料中氧化鐵含量的增加,顏色由淺粉色過渡到深紫色。這類原料的礦物組成有水云母、高嶺石、少量蒙脫石,并夾有石英、長石等非粘土礦物。按其不同形成過程,呈片狀的稱頁巖,砂粒狀的為砂巖,塊狀的稱粘土,硬度都較低,易于破碎。這類原料在我國分布極廣,俗稱為紅頁巖、黃頁巖、紫砂土、紫砂巖、紅粘土、紅土巖等等。這種帶色的粘土雖不宜作為白色陶瓷制品或無釉玻化磚的原料,但由于它有許多獨到的特性,且在自身的礦區(qū)里,成分、性能相對穩(wěn)定,又不失為良好的施釉陶瓷磚(墻磚、地磚、仿古磚)和藝術瓷(各種紫砂壺、陶藝)的原料。

  目前,用紅土原料燒制使陶瓷磚具有自身的特點和優(yōu)勢。

  首先,紅土原料,易于破碎,節(jié)省能耗。無論是巖類、砂類、泥狀類,還是頁巖類的紅土原料,其硬度都較低,一般不需要粗碎,可直接球磨,并且球磨周期短,可節(jié)省能耗。

  第二,燒成溫度低。紅土原料其礦物組成以含伊利石的絹云母類為主,因伊利石比高嶺石能在60℃~80℃的低溫情況下分解并生成莫來石晶相,因此以伊利石礦物為主要成分的原料能在較低的溫度下燒結,從而使制品的顯微結構更趨合理,提高制品的內在質量。

  第三,紅土原料的礦物組成以伊利石為主,本身含有一定量的低熔物質(K2O+Na2O為3%~6%),可減少坯體配方中價格較貴的長石用量。

  第四,紅土原料分布廣,儲量豐富,屬于區(qū)域性原料,且礦區(qū)品位較穩(wěn)定,可就地取材,有利于穩(wěn)定生產。

  第五,價格低廉,開采、運輸方便。

  第六,原料中的揮發(fā)物分解溫度低,利于低溫快燒。

  根據中國建筑材料科學研究院曾經對國內紅土的研究、實驗結果表示:以淄博紫砂、紅粘土為主要原料配制的坯體,在氧化氣氛下900℃、1150℃、1200℃溫度階段,通過X-射線,衍射圖表明,氧化鐵并沒有參與反應,沒有生成新物質,而是作為晶體物質起著骨架和著色劑的作用。這就是說在氧化氣氛下燒成,該溫度范圍內,原料含氧化鐵的多少與燒成溫度無關,它僅表現(xiàn)為燒成的呈色狀況。但在還原氣氛下燒成情況就不同了,三價氧化鐵在還原氣氛下1000℃~1100℃時就能被還原成二價氧化亞鐵,而氧化亞鐵的助熔作用與氧化鎂是幾乎等同的,會明顯降低燒成溫度。紅色粘土原料曾經被中國建筑陶瓷廣泛使用,上世紀80年代末至90年代初,紅粘土是佛山地區(qū)彩釉地磚、外墻條磚及部分釉面磚的主要原料,它具有儲量大、礦源豐富、價格便宜及燒結溫度低等優(yōu)點。后來,由于生產廠家較多,產品趨于同質,部分廠家嘗試將坯體改白,并出于自身的利益,宣稱紅坯是陶質產品,白坯是瓷質產品,在市場上產生了廣泛的影響,造成市場上紅坯產品滯銷,致使大部分廠家生產白坯產品。

  在世界建陶強國的西班牙和意大利,大多數陶瓷企業(yè)都是利用本地的紅土資源生產釉面磚,F(xiàn)在,世界著名的紅坯陶瓷品牌基本上都是西班牙和意大利兩國企業(yè)所擁有的。南美的巴西、墨西哥,亞洲的泰國等,他們的施釉陶瓷墻地磚很多也是采用紅坯原料。國外消費者并不以胚體的顏色作為判斷陶瓷產品好壞的依據。四川遠大陶瓷有限公司曾經出口到中東、東南亞等地區(qū)的紅坯陶瓷產品價格,比在國內銷售的價格還高一些。

  意大利某陶瓷企業(yè)對遠大陶瓷送檢的夾江本地頁巖實驗結果表明,夾江本地的頁巖原料在某些參數上還優(yōu)于意大利本地的原材料。而且,意大利埃蒙斯企業(yè)在去年參加中國西部瓷都(夾江)第三屆國際陶瓷展期間,展出了用夾江本地頁巖生產的釉面磚。該產品的質量得到了與會行業(yè)協(xié)會的領導、專家和經銷商的好評。這說明,企業(yè)利用國內的紅土資源也能生產出好的陶瓷產品。

  隨著白坯陶瓷生產所需原材料的枯竭,紅土在陶瓷生產領域的應用將逐漸被提上議事日程。

  頁巖陶粒契合國家的產業(yè)政策

  頁巖與粘土有著相似的化學成分,硅、鈣、鋁、鐵化合物占總成分的80%以上,由粘土在地殼運動中擠壓而形成的巖石。它是一種沉積巖,是固結較弱的粘土經過擠壓、脫水、重結晶和膠結作用而形成的。由于它層理分明、易剝離而稱為頁巖。頁巖一般為褐色、灰色或黑色,硬度不高,易破碎,容易加工成理想的制磚原料。頁巖以其對硅、鈣、碳的含量不同而分為硅質頁巖、鈣質頁巖和碳質頁巖。其中以硅質頁巖變形小、吸濕性小、磚不易風化和產品質量易保證等優(yōu)點更適于生產頁巖磚使用。頁巖常見的種類主要有黑色頁巖、碳質頁巖、硅質頁巖、鐵質頁巖、鈣質頁巖,含有大量K2O、Na2O、CaO的頁巖則不適于作為燒結頁巖磚的材料。

  黑色頁巖含較多的有機質與細分散狀的硫化鐵,有機質含量達3%~10%,外觀與碳質頁巖相似,區(qū)別在于黑色頁巖不染手。碳質頁巖含有大量已碳化的有機質,常見于煤系地層的頂底板。硅質頁巖含有較多的玉髓、蛋白石等,SiO2含量在85%以上。鐵質頁巖含少量鐵的氧化物、氫氧化物等,多呈紅色或灰綠色,常見于紅層和煤系地層中。鈣質頁巖含CaCO3,但不超過25%,否則過渡泥灰?guī)r類。

  頁巖不僅可以作為釉面磚的生產原料,而且可以作為陶粒的生產原材料,擴大了頁巖的應用范圍和前景。陶粒是由非金屬礦產燒制成的粒狀陶質物,具有質輕、隔熱、保溫、耐火、抗震、抗凍、耐腐蝕等優(yōu)良性能,應用范圍廣泛,是一種極有發(fā)展前途的產品。它可用于土木工程建筑,配制各種混凝土,屋面隔熱保溫、建筑物地面底層防潮保溫、地下建筑圍墻外和地面下的防滲防潮保溫,無土栽培,污水過濾料等,是目前國家推廣的新型新產品,特別適用于高層節(jié)能建筑體系,也可用于高速公路、地鐵等隔音墻及作為建筑裝飾材料,其應用領域逐漸擴大。

  利用頁巖陶粒做為輕集骨架料,摻入陶砂、礦渣或煤灰等工業(yè)廢渣,采用水泥做為膠凝材料,所生產的產品具有體輕、保溫、節(jié)能等特點。采用該產品做為建筑物墻體材料,可實現(xiàn)建筑節(jié)能。據測試,陶粒砌塊墻體厚度40cm傳熱系數相當于1.48m厚度粘土實心磚墻體,節(jié)能、保溫效果非常顯著。

  世界上第一個研究和生產頁巖的國家是美國,至今已有80多年歷史。世界著名的美國摩天大樓就是全部采用陶粒原料建造而成的。隨后荷蘭、丹麥、比利時、俄羅斯等國家都在廣泛生產和應用陶粒。我國于1956年開始研究原文來源于華夏陶瓷網陶粒,主要研究燒結型粉煤灰陶粒,60年代形成生產能力。前些年,頁巖陶粒生產在京津地區(qū)、黑龍江、內蒙、吉林、云南、新疆等地得到了較快的發(fā)展,其中黑龍江發(fā)展速度尤為突出。

  陶;炷疗鰤K作為一種新型墻體材料,其體積是粘土磚的1.7倍,保溫性能是粘土磚的1.2倍,無疑是粘土實心磚的最佳替代產品,經省寒地建筑科學研究院測試,要達到這一標準,粘土實心磚墻體厚度要達到148cm才能滿足要求,而頁巖陶粒砌塊墻體只需40cm即可滿足要求,墻體厚度減少3.7倍,房屋使用面積擴大20%,房屋的冬季取暖和夏季降溫能耗降低50%以上。

  而且陶粒砌塊采用按設計要求方式生產,在施工效率上遠遠高于原始建筑方法;在建筑成本和使用壽命上比較:粘土實心磚需要外掛保溫板進行保溫處理,成本有所增加,墻體使用年限縮短,而砌塊具有的保溫性能省去了二次保溫環(huán)節(jié),延長了墻體的使用壽命。

  被閑置的紅土資源

  陶瓷墻地磚底坯顏色是紅色的瓷磚,被稱為紅坯磚。在瓷磚的生產過種中決定坯體顏色的是構成坯體原料中鐵、鈦氧化物的含量,當鐵、鈦氧化物在原料中的含量很高時,在高溫下發(fā)生的化學反應使焙燒后坯體呈現(xiàn)的顏色很深,顯示為紅色,乃有此稱。

  在裝修中,陶瓷墻地磚在釉和坯之間加了一層白度較高的底釉做遮蓋,紅色不易透色到釉面,而且可以使墻地磚的釉面裝飾更是豐富多彩,并不會影響到陶瓷磚的質量。因此,陶瓷墻地磚質量的優(yōu)劣,必須靠各種檢測手段進行測試,不能單從坯體顏色下結論。

  據夾江金海陶瓷廠負責工藝的一位負責人介紹,影響陶瓷磚胚體的重要因素之一是瓷磚的燒結程度,質量好的磚是真正"燒透了"的磚。組成坯體的各種原料在焙燒過程中經過復雜的物理化學反應,生成了穩(wěn)定的相結構,這種磚的吸水率較小,機械強度高,抗凍性好,吸濕膨脹小。目前,夾江生產的紅坯磚還比較低檔。但是,同檔次的白坯磚和紅坯磚在強度方面比較,利用本地頁巖生產的紅坯磚的磚坯強度還要好一些。

  目前,在國內紅坯陶瓷還不被市場廣泛接受,紅坯陶瓷差不多還是低檔陶瓷的代名詞。這也是和目前國內紅坯陶瓷企業(yè)的生產設備、生產工藝落后、產品檔次較低、配套方面的嚴重不足等客觀因素密切相關的。

  一個行業(yè)總是被該行業(yè)的領軍企業(yè)所主導,領頭企業(yè)的所為很有可能在行業(yè)中產生蝴蝶效應。國內陶瓷行中最早樹立起來、具有全國影響力的品牌應該是拋光磚品牌,而在現(xiàn)在的技術條件下,紅坯原料還不能作為生產拋光磚的原材料使用。當整個國內行業(yè)都將主要的力量用在白坯陶瓷的生產和研發(fā)上時,白坯陶瓷風靡了整個國內陶瓷行業(yè),而紅坯陶瓷卻只能在低檔陶瓷的一角苦苦掙扎。

  靠生產紅坯陶瓷起家的夾江陶瓷產區(qū),擁有著最豐富的生產紅坯陶瓷所需的頁巖。受到佛山陶瓷的影響,夾江陶瓷企業(yè)基本上都轉向了白坯陶瓷的生產,F(xiàn)在夾江沒有一家上規(guī)模的陶瓷企業(yè)在生產紅坯陶瓷。沒有資金、技術、人才等要素的投入,夾江紅坯陶瓷的開發(fā)基本上還是一個空白地帶。

  作為陶瓷強國的西班牙和意大利,在紅坯陶瓷的開發(fā)方面頗有建樹,也誕生了一些世界級品牌。這是他們在建陶發(fā)展的初期就明確定位在了紅坯陶瓷,無論是生產企業(yè)還是色釉料、陶瓷機械等企業(yè)都進行了長期和大量的投入,在技術方面取得了世界領先的地位。對照我國紅坯陶瓷的歷史以及發(fā)展現(xiàn)狀,我們就不難理解同為紅坯陶瓷,為什么國內外之間的差距如此懸殊。

  當然,國內也有少數企業(yè)一直在堅持紅坯陶瓷的生產,也有將紅坯陶瓷做好、做強的強烈愿望。但是受紅坯陶瓷的市場接受度以及自身實力的限制,這些企業(yè)在紅坯陶瓷的道路上仍是舉步維艱。目前,國內的紅坯陶瓷生產企業(yè)規(guī)模都比較小,生產設備和工藝落后,比如印花工藝基本上還是絲網印花,使用的是小噸位壓機,原料配方簡單。

  資金是首要制約因素

  意大利埃蒙斯公司近年多次到夾江進行考察,希望能夠和當地企業(yè)進行合作,共謀紅坯陶瓷的發(fā)展。少數夾江陶瓷企業(yè)對意方的先進設備、技術表現(xiàn)出了濃厚的興趣,夾江政府也表示可以在土地、政策等方面給予優(yōu)惠條件,期望促成雙方的合作。但是高額投資,使得雙方合作變得似乎又遙不可及。夾江某大型陶瓷企業(yè)負責人的一席話可能代表了不少企業(yè)的心聲:一方面,市場對紅坯陶瓷的接受度很低;另一方面我們在陶瓷行業(yè)內沒有主導能力,F(xiàn)在我們在紅坯陶瓷生產和研發(fā)方面辛辛苦苦進行投入和市場培育,等到市場慢慢開始接受了,行業(yè)的一些知名企業(yè)再強勢進入,我們依然處于行業(yè)的底端。無論在資本、人才、營銷手段方面,夾江企業(yè)都沒有辦法和他們相提并論。

  小企業(yè)沒錢投入,大企業(yè)不愿投入,所以夾江的紅坯陶瓷發(fā)展依然處于原始的階段。不引進國外的先進技術和設備,依靠自己慢慢積累,中國紅坯陶瓷發(fā)展只是一個愿望。沒有設備、沒有技術,企業(yè)可以從外面引進。但是,這中間的一個先決條件就是企業(yè)有錢可用。資本的匱乏,成了制約夾江從外面引進技術、設備的首要因素。

  夾江企業(yè)目前采用的是濕法制粉,意大利企業(yè)大多數采用的是干法制粉,我們通過兩者在生產過程中的能耗,就可以看出先進設備和技術在企業(yè)節(jié)約成本和節(jié)能減排方面的重要作用。

  合理利用資源

  隨著中國經濟的快速發(fā)展,國內對陶瓷產品的消費需求量巨大,陶瓷行業(yè)的產能也是急劇擴張。陶瓷行業(yè)對原材料的需求龐大,隨著不斷的開采、挖掘,黑泥、高嶺土等優(yōu)質原材料資源在近年供應緊張的情況日益顯現(xiàn)出來。據兗礦北海高嶺土四川辦事處總經理隗禮錦介紹,優(yōu)質高嶺土在國內正在逐漸成為一種稀缺資源,高嶺土產品價格應該也將逐步提高。

  一方面,國內陶瓷行業(yè)面臨生產白坯陶瓷的優(yōu)質原材料資源供應日益緊張的局面;另一方面,具有豐富蘊藏量的紅土資源長期被國內的陶瓷行業(yè)所忽視。既是從為了企業(yè)長遠發(fā)展的角度,也是從環(huán)境資源保護和節(jié)能減排的角度出發(fā),國內陶瓷行業(yè)應當將紅坯陶瓷的發(fā)展提上議事日程。

  意大利費奧拉諾市副市長伯德茲尼在接受記者采訪時曾表示:"人類只有一個地球,我們每個人都有責任來保護好它。為了發(fā)展低碳陶瓷產品,目前意大利也有一些傳統(tǒng)陶瓷工廠在不斷轉型,從傳統(tǒng)的建陶領域向新的產業(yè)延伸。例如開發(fā)適用于光伏電池生產所需的陶瓷產品。我希望夾江在生產紅胚陶瓷的同時,能利用先進的生產技術和工藝、節(jié)約型原材料來達到節(jié)能低碳的目的,意大利也愿意為夾江陶瓷企業(yè)提供一些技術方面的支持。同時,人們對紅胚陶瓷觀念上的認識誤區(qū)是完全可以消除的,就像中國改革開放初期人們的觀念和現(xiàn)在就完全不同,我們需要用前瞻性的眼光來看待這個問題。夾江的紅胚資源非常豐富,但是由于生產紅胚陶瓷的設備、技術等方面還比較落后,還沒有能夠生產出比較好的紅胚產品出來。如果夾江能改進生產設備和生產技術,生產出好的紅胚陶瓷產品,我相信夾江的紅胚將會是以后發(fā)展的一大亮點,同時也有可能帶動其他陶瓷產區(qū)共同發(fā)展紅胚陶瓷"。

  市場培育是一個艱難的過程

  紅坯陶瓷從合理利用資源、保護環(huán)境的角度而言,確實有比較大的發(fā)展前景。當生產白坯陶瓷所需的一些關鍵原材料告罄的時候,生產企業(yè)將被迫尋找新的替代物。這個時間周期究竟需要多長?現(xiàn)在可能誰也沒有一個明確的答案。

  在市場經濟條件下,驅動企業(yè)行為最主要的因素還是利潤。無利可圖,企業(yè)難以長期維系,企業(yè)老板也不會進行相關投入。目前,在國內紅坯陶瓷生產企業(yè)確實面臨較大的生存危機。即使利用紅土能生產出優(yōu)質的產品,但是,產品在市場上也賣不了相應的價格。

  因此,中國紅坯磚發(fā)展不僅僅是面臨資金、技術、人才等方面的瓶頸,而且還面臨行業(yè)內部以及消費者意識的改變。這將是一個長期的過程。

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