氧化铝代替锆英砂的研究

Nathalie Martinez

摘 要：随着锆英砂原料的价格上涨，如何用低成本的原材料取而代之，是目前很多企业所关注的问题。本文以氧化铝在瓷砖砖坯和化妆土中代替锆英砂进行研究，从产品的性能角度分析其可能性。实践证明，ARZ或AFRZ氧化铝在配方中完全替代锆英砂是可行的。

关键词：锆英砂；氧化铝；研究；性能

1 引言

随着过去几年锆英砂产量的放缓，TZ国际矿物组织（TZ Minerals International）预测到2015年，锆英砂的供应缺口将达到16万t。并且，随着锆英砂的稀缺带来的价格飞涨和原材料成本的波动，在配方中使用锆石的生产厂家将面临更大的压力。为应对这一情况，Alteo公司开展了对氧化铝的研发计划，它可以在砖坯、化妆土和釉料配方中替代锆英砂。目前，Alteo公司研发团队正专注于对氧化铝系列的优化。同时，研究团队充分利用应用实验室的各种设备，以确定新的配方，用最优化的氧化铝替代锆英砂，以获得更好的效果。

2 氧化铝代替氧化锆的优势

用氧化铝代替氧化锆，需要精确控制产品的煅烧过程。笔者公司研发的氧化铝具有最优化的比表面积和粒径分布，以确保在应用中达到最佳的乳浊效果和白度。这些优势使得氧化铝可以在砖坯、化妆土和釉料的配方中替代锆英砂。

（1） ARZ氧化铝的性能

ARZ是一种低煅烧氧化铝，具有中间比表面积，它可以用于墙砖和地砖的化妆土和釉料中替代锆英砂。

（2） AFRZ氧化铝的性能

AFRZ是一种低煅烧氧化铝细粉，具有严格控制的、非常稳定的粒径分布，它可以用于白色和超白的砖坯中替代锆英砂。

ARZ氧化铝和AFRZ氧化铝产品的比表面积对比见表1，其粒径大小见表2，其化学成分见表3。

3 氧化铝代替氧化锆的实验结果及讨论

本实验的目的是在瓷砖砖坯以及化妆土的配方中引入氧化铝，并研究氧化铝作为乳浊剂和增白剂的效果。

3.1 氧化铝在瓷砖砖坯中代替锆英砂的效果

普通的瓷砖配方中采用5%的锆英砂，通常是标准增白配方。而笔者公司在新合成的配方中使用7.5%的氧化铝代替锆英砂进行试验。其具体配方组成见表4。其实验结果见表5。烧结密度随温度的变化如图1所示。

从实验结果可以看出，氧化铝代替锆英砂后，其烧成温度略有升高，其它方面的性能基本一致。因此，AFRZ可以提供和锆英砂相同的特性，在配方中替代锆英砂是可行的。

从图1可以看出，随着温度的升高，两样品的密度变化趋势一致，先升高后降低，在温度达到1210℃左右时，两样品的密度达到最大，约为2.48g/cm3左右。同时，随着烧成温度的升高，两样品的吸水率变化趋势一致，当温度达到1200℃时，吸水率基本一致，并<0.1%。

综上所述，加入7.5%的AFRZ可以完全取代砖坯配方中的锆英砂，并获得相同的白度。此外，在配方中使用氧化铝，使陶瓷厂家在原材料和成本控制方面有更多的选择。

3.2 氧化铝在化妆土配方中代替锆英砂的效果

在化妆土配方中使用8%的锆英砂，而笔者公司新配方中使用8%的氧化铝来代替原有配方中的锆英砂。为了获得更好的效果，笔者公司对新配方稍作改动，主要是提高了熔块的百分比。其具体配方组成见表6，其实验结果见表7。新配方样品和标准锆英砂样品的烧成曲线如图2所示。

从表7中可以看出，使用ARZ配方与使用锆英砂的配方具有非常相似的特征。