CN114149247B - 超厚黑咖啡色通体瓷质砖及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种超厚黑咖啡色通体瓷质砖及其制备方法和应用，涉及陶瓷砖技术领域。该超厚黑咖啡色通体瓷质砖主要由钒铁矿渣、钾钠尾料渣、水煤浆渣、垫板渣、熟料碎渣、尾粉、废墨水和钴土渣类的工业废渣废料与原矿粘土、多功能聚合增强液等原料制成；其中，钒铁矿渣和钾钠尾料渣在坯体中有较强的助熔作用，可以减少现有技术中对铁着色有影响的氧化钙、氧化镁等熔剂成分的引入量；大量引入烧失量低的材料和工业废渣，合理解决了快速烧成超厚黑咖啡砖通体瓷质砖坯发泡或“蜂窝”缺陷，确保了在满足坯体厚度超厚的条件下，能快速烧成吸水率≤0.5％的黑咖啡色通体瓷质砖。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷砖技术领域，尤其是涉及一种超厚黑咖啡色通体瓷质砖及其制备方法和应用。
背景技术
黑咖啡色超厚通体陶瓷砖指坯体烧成厚度为15mm～20mm、坯体呈黑咖啡色或以黑咖啡色为主斑点的陶瓷砖。其生产工艺与仿古瓷砖接近，其应用场景一般为室外地面、市政园林景观地面等，对砖底颜色要求不高。通常有吸水率≤0.5％的瓷质砖和吸水率大于0.5％、不超过3％的炻瓷砖两类。这类产品厚度很厚，抗压强度好，是可以室外承重压、能代替石材的陶瓷地砖。特别是对比石材，瓷质砖(吸水率≤0.5％)致密度高，防污性好易清洁，使用寿命长，花色丰富可调，装饰效果变化多可选、可设计丰富的效果。
但现有的黑咖啡色超厚通体瓷质砖存在以下问题：
1)由于超厚通体瓷质砖对比常规仿古砖(厚度一般10mm左右)厚50％～100％，必须开采消耗大量的泥砂矿产资源，会对自然环境造成较大的破坏，相应的原料成本占比也比常规仿古砖高50％～100％；同时，通常加入坯用黑色、咖啡色色料进行坯体着色，砖坯超厚也导致色料用量相应较大，坯体成本很高。
2)现有技术中一般仅少量使用工业废渣，如果大量加入废渣，则生产吸水率≤0.5％的黑咖啡色超厚砖容易导致“黑心”、发泡或“蜂窝”现象的产生。
3)由于产品超厚，坯体难以完全烧结，大多厂家都控制吸水率不超过3％，达不到瓷质砖吸水率≤0.5％的标准。为了达到瓷质砖吸水率≤0.5％的要求，现有技术中，在配方中增加足量的钾钠钙镁等助熔剂成分的含量，以降低坯体的烧结温度。由于原材料中钙和镁一般以碳酸盐、硫酸盐的形式存在，较多的钙镁与坯体中(为了得到黑咖啡色必须加入的较多铁系坯用色料如坯用黑色和咖啡色色料、或铁含量很高的钒铁矿渣)的铁形成低温共熔物，高温分解会产生大量气泡，因坯体厚，气泡很难排干净，形成坯泡或“蜂窝”、氧化不全的缺陷，不利于生产控制。因此现有技术无法使用钒铁矿渣来代替色料和大量引入工业废渣废料以快速烧成生产超厚黑咖啡色通体瓷质砖。为了解决这些问题，现有技术往往拉慢窑炉速度延长烧成时间至90min以上，高温缓慢排气解决坯泡或“蜂窝”问题，如此能耗很高、产量很低，很不可取。
4)现有技术配方中含较多的氧化钙、氧化镁的助熔剂成分，还会导致坯用黑色、咖啡色色料呈色强度明显下降，以至于需要加大色料加入量，导致色料成本更高。
有鉴于此，特提出本发明以解决上述技术问题中的至少一种。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种超厚黑咖啡色通体瓷质砖，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
本发明的第二目的在于提供上述超厚黑咖啡色通体瓷质砖的制备方法。
本发明的第三目的在于提供上述超厚黑咖啡色通体瓷质砖的应用。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种超厚黑咖啡色通体瓷质砖，主要由用于形成基础浆料的物料和用于加入所述基础浆料的外加剂制成；
以物料质量分数为100％计，所述物料包括以下质量分数的原料：
钒铁矿渣1％～10％，钾钠尾料渣37％～55％，水煤浆渣2％～5％，垫板渣2％～5％，熟料碎渣2％～5％，原矿粘土20％～28％，尾粉2％～5％，钴土渣0～5％；其中，所述原矿粘土包括原矿白坭、原矿膨润土或原矿黑坭中的至少两种；
所述外加剂包括废墨水和多功能聚合增强液，所述废墨水的质量占所述物料质量的0～0.2％，所述多功能聚合增强液的质量占所述物料质量的0.2％～0.3％。
进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，所述钒铁矿渣为冶炼钒铁时产生的废渣；
优选的，所述钒铁矿渣包括如下质量分数的化学成分：
SiO2 8％～15％，Al2O3 2％～8％，K2O 0％～2％，Na2O 4％～6.5％，CaO 2％～4％，MgO 1.5％～3.5％，TiO2 5％～8.5％，Fe2O3 45％～55％，V2O5 1％～2％，P2O5 2％～4％，Cr2O3 3.5％～6％，MnO 4％～6％，酌减≤1.0％。
进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，所述钾钠尾料渣为洗涤钾钠石粉材料而产生的尾料渣；
优选的，所述钾钠尾料渣包括如下质量分数的化学成分：
SiO2 65％～68％，Al2O3 16％～20％，K2O 5.5％～8％，Na2O 3％～5％，CaO 0.5％～1.5％，MgO 0.4％～1％，TiO2 0.1％～0.5％，Fe2O3 3.5％～5％，酌减≤2％。
进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，所述水煤浆渣为水煤浆燃烧产生的水煤浆炉渣；
优选的，所述水煤浆渣包括如下质量分数的化学成分：
SiO2 40％～50％，Al2O3 38％～45％，K2O 0.5％～1.5％，Na2O 1％～3％，CaO 2％～7％，MgO 0.3％～1％，TiO2 0.3％～2％，Fe2O3 3％～5％，酌减≤1.6％。
进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，所述垫板渣为含铝、硅矿物质的莫来石耐高温材料；
优选的，所述垫板渣包括如下质量分数的化学成分：
SiO2 37％～50％，Al2O3 41％～52％，K2O 0.5％～1.5％，Na2O 0.2％～1％，CaO0.01％～0.5％，MgO 5％～8％，TiO2 0.1％～0.5％，Fe2O3 1％～5％，酌减≤0.3％。
进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，所述熟料碎渣包括废成品砖和窑炉辊棒形成的碎渣；
优选的，所述废成品砖和窑炉烂辊棒的质量比为(95～99)：(5～1)；
优选的，所述熟料碎渣包括如下质量分数的化学成分：
SiO2 68％～72％，Al2O3 18％～21％，K2O 2.5％～4％，Na2O 2％～3.5％，CaO0.5％～1％，MgO 0.5％～1.2％，TiO2 0.2％～1％，Fe2O3 1％～3％，酌减≤1％；
优选的，所述钴土渣为钴矿开采和冶炼产生的钴土尾料渣；
优选的，所述钴土渣包括如下质量分数的化学成分：
SiO2 5％～20％，Al2O3 65％～75％，K2O 0.1％～3％，Na2O 0.1％～3％，CaO0.01％～2％，MgO 0.1％～2％，TiO20.1％～2％，Fe2O3 1％～3％，Cr2O3 0.2％～2％，CoO2％～6％，酌减≤8％；
优选的，所述多功能聚合增强液为纤维素醚类与水溶性多糖类的聚合物。
进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，所述基础浆料中还包括稀释剂；
优选的，所述稀释剂包括三聚磷酸钠和/或水玻璃；
优选的，所述稀释剂占所述基础浆料干重的质量分数为0.8％～2.0％。
本发明还提供了上述超厚黑咖啡色通体瓷质砖的制备方法，包括以下步骤：
将物料的各原料混合后制成基础浆料，然后加入外加剂制成坯体浆料，将坯体浆料制成粉料后压制成型，得到坯体；
将坯体进行干燥，然后经过任选的施釉和/或任选的喷墨印花，再高温烧成，得到超厚黑咖啡色通体瓷质砖。
进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，所述干燥的温度为150～180℃，干燥的时间为60～70min；
优选的，所述烧成的温度为1195～1215℃，烧成的时间为65～70min。
本发明还提供了上述超厚黑咖啡色通体瓷质砖在建筑材料领域中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供了一种超厚黑咖啡色通体瓷质砖，主要由钒铁矿渣、钾钠尾料渣、水煤浆渣、垫板渣、熟料碎渣、尾粉、废墨水和钴土渣类的工业废渣废料与原矿粘土、多功能聚合增强液等原料制成。废渣废料总用量可达瓷质砖原料总用量的70％以上，大大减少了普通泥砂矿产资源的开采消耗，利于生态环境保护，同时也解决这类废渣废料存放处置对环境带来的压力问题，提升了固废资源的利用率，节省这类工业废渣的无害化处理成本，实现建陶行业的可持续发展，同时使得原材料成本大幅下降；
同时，超厚黑咖啡色通体瓷质砖的原料中由于大量使用含铁量高的工业废渣和铁含量高的低值原矿粘土，通过合理配置化学成分，不加坯用色料即可使坯体烧成后呈黑咖啡色，完全代替(省略了)坯用色料的使用，大大降低了成本；且所使用的各类废渣废料的烧失量很低，可以大大减少超厚砖在快速烧成过程中坯体气泡的产生和挥发，减少坯体的坯泡或“蜂窝”产生，利于快速烧成。
(2)本发明还提供了上述超厚黑咖啡色通体瓷质砖的制备方法，工艺简单，操作方便，适合于工业化规模生产。
(3)本发明还提供了上述超厚黑咖啡色通体瓷质砖的应用，鉴于上述超厚黑咖啡色通体瓷质砖所具有的优势，使得其在建筑材料领域具有良好的应用。
具体实施方式
下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用稀释剂、试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
根据本发明的第一个方面，提供了超厚黑咖啡色通体瓷质砖，主要由用于形成基础浆料的物料和用于加入所述基础浆料的外加剂制成；
以物料质量分数为100％计，所述物料包括以下质量分数的原料：
钒铁矿渣1％～10％，钾钠尾料渣37％～55％，水煤浆渣2％～5％，垫板渣2％～5％，熟料碎渣2％～5％，原矿粘土20％～28％，尾粉2％～5％，钴土渣0～5％；其中，所述原矿粘土包括原矿白坭、原矿膨润土或原矿黑坭中的至少两种；
所述外加剂包括废墨水和多功能聚合增强液，所述废墨水的质量占所述物料质量的0～0.2％，所述多功能聚合增强液的质量占所述物料质量的0.2％～0.3％。
具体的，钒铁矿渣为冶炼钒铁时产生的废渣，其特征是铁含量很高。将钒铁矿渣单独制样烧制后呈深黑色、很低温。在本发明中，钒铁矿渣典型但非限制性的质量分数为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。
钒铁矿渣中含较高含量的铁和三氧化二铬、二氧化钛、五氧化二钒等金属活性氧化物，与坯体中铝硅酸盐矿物发生反应形成低温共熔化合物，从而显著降低坯体的烧成温度，进而降低产品吸水率。而现有技术中坯体含较多氧化钙、氧化镁成分与钒铁矿渣中的金属氧化物特别是氧化铁和强氧化剂五氧化二钒发生强烈反应，产生挥发性有害组分，不利于超厚坯体快烧时的排气而形成大量气泡，最终产生发泡或“蜂窝”缺陷。因此现有技术的坯体配方中无法完全依靠加入钒钛矿渣代替黑色、咖啡色色料生产超厚黑咖啡色通体瓷质砖。
本发明引入钒铁矿渣发色和助熔的同时，配合选用氧化钙和氧化镁含量低的原材料钾钠尾料渣。钾钠尾料渣主要是钾钠矿加工厂水洗钾钠石粉材料而产生的尾料渣，其特征是氧化钾、氧化钠含量高，很低温，单种材料烧结性能很好，且含铁高，材料单独烧制呈深咖啡色。在本发明中，钾钠尾料渣典型但非限制性的质量分数为37％、38％、39％、40％、41％、42％、44％、45％、46％、48％、49％、50％、52％、54％或55％。
由于钾钠尾料渣的烧结温度低，助熔效果强，再结合前述引入钒铁矿渣的辅助降温作用，可以大幅减少钙镁成分的引入量。钙镁含量高既容易导致超厚坯体高温快烧发泡，同时也会使坯体呈色发黄调和变浅。而氧化钾含量高，则有助于三氧化二铁成分在坯体中呈色深、发色稳定。钒铁矿渣中的三氧化二铬组分还能与氧化铁共同形成较多的FeO·Cr2O3尖晶石结构，该尖晶石结构高温稳定性好，加深氧化铁呈黑色，利于坯体呈色更深。钾钠尾料渣中的钾钠成分的高温熔融体还可有效填充气泡，减少发生发泡缺陷。
水煤浆渣主要为水煤浆燃烧(例如在喷雾塔热风炉燃烧)产生的水煤浆炉渣。水煤浆渣其主要成分为铝硅酸盐，氧化铝含量高，瘠性、烧失量低，氧化铁含量较高。在本发明中，水煤浆渣典型但非限制性的质量分数为2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％或5.0％。
垫板渣为陶瓷厂烧制外墙砖、马赛克等小规格建陶产品的一种窑炉垫烧窑具，烂垫板结构疏松不致密，配料时经铲车简单压碎而成垫板渣。垫板渣为富含铝、硅矿物质的莫来石耐高温材料，氧化铝含量高，瘠性、烧失量极低。由于本发明钒铁矿渣、钾钠尾料渣作为发色和助熔使用，垫板渣中的莫来石可以提高坯体的高温软化点，减少坯体的膨胀，利于坯体气泡排出，避免坯泡或“蜂窝”和黑心。另外，由于超厚通体瓷质砖通常是在室外环境使用，室外环境相对恶劣，特别是北方的冬天，南方的夏天，温差大的地方等，垫板渣中的莫来石晶体可改善砖的抗热震性，同时增强瓷质砖在室外耐酸雨等化学物的腐蚀。在本发明中，垫板渣典型但非限制性的质量分数为2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％或5.0％。
熟料碎渣为废成品砖和窑炉烂辊棒形成的碎渣，其特征是烧失量低，化学成分与本发明瓷质砖粉料接近。在本发明中，熟料碎渣典型但非限制性的质量分数为2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％或5.0％。
原矿粘土为坯体提供足够的生坯强度，原矿粘土的具体种类很多，包括但不限于原矿白坭、原矿黑坭和原矿膨润土。由于原矿黑坭强度好，但有机物多、烧失量高，容易产生气泡、“黑心”问题，而原矿白坭、原矿膨润土既可保证坯体较好的生坯强度，而且有机物杂质、烧失量比原矿黑坭低，利于高温氧化，因此优选包括原矿白坭和/或原矿膨润土。在本发明中，原矿粘土典型但非限制性的质量分数为20％、21％、22％、24％、25％、26％、27％或28％。
尾粉是喷雾塔干燥制粉时喷雾塔和压机除尘器抽尘的粉料细粉。尾粉的化学成分与本发明瓷质砖制备过程中所形成的粉料很接近，烧成温度性能也接近。在本发明中，尾粉典型但非限制性的质量分数为2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％或5.0％。
钴土渣是钴矿开采和冶炼产生的纯度低的钴土尾料渣。在本发明中，钴土渣典型但非限制性的质量分数为0％、1％、2％、3％、4％或5％。
废墨水和多功能聚合增强液作为基础浆料的外加剂。
废墨水为喷墨机生产过程中清洗喷头、维修和停机待机时回收的废陶瓷墨水。由于含有较多的有机溶剂、分散剂、活性剂等有害的有机化合物，往往难以处置，会对环境造成较大的污染。本发明使用极少量回收的废陶瓷墨水作为瓷质砖的原料，在对原料所形成的浆料喷雾干燥制粉过程中，较高的干燥温度可以将废墨水中的大部分有机物、分子化合物燃烧挥发掉，剩下组分为着色氧化物和陶瓷色料，各种颜色墨水混合后一般呈棕黑色、咖啡色，也有助于坯体黑咖啡色呈色加深。在本发明中，废墨水占物料典型但非限制性的质量分数为0％、0.05％、0.1％、0.15％或0.2％。
多功能聚合增强液为一种纤维素醚类与水溶性多糖类的聚合物，可改善由瓷质砖各原料形成的浆料性能，有效提高坯体的生坯强度。多功能聚合增强液占物料典型但非限制性的质量分数为0.20％、0.22％、0.24％、0.25％、0.26％、0.28％或0.30％。
本发明提供一种超厚黑咖啡色通体瓷质砖，主要由钒铁矿渣、钾钠尾料渣、水煤浆渣、垫板渣、熟料碎渣、尾粉、废墨水和钴土渣形成的工业废渣废料与原矿粘土、多功能聚合增强液等原料制成。废渣废料总用量占瓷质砖原料总用量的70％以上，大大减少了普通泥砂矿产资源的开采消耗，利于生态环境保护，同时也解决这类废渣废料存放处置对环境带来的压力问题，提升了固废资源的利用率，节省这类工业废渣的无害化处理成本，实现建陶行业的可持续发展，同时使得原材料成本大幅下降。
本发明的超厚黑咖啡色通体瓷质砖原料中的钒铁矿渣、钾钠尾料渣均含较高的铁，单种材料高温烧成即呈较深的黑色和咖啡色。钾钠尾料渣中的氧化钾、氧化钠含量高，使其中的三氧化二铁成分在坯体中发色呈色深，完全不用加坯用色料，便可制得黑咖啡色超厚通体瓷质砖，使得配方中色料成本大幅降低为零。
同时，由于超厚黑咖啡色通体瓷质砖原料中的水煤浆渣、垫板渣和熟料碎渣等都是高温烧制后的产物，具有烧失量极低的特点，可以大大减少超厚砖在快速烧成过程中坯体气泡的产生和挥发，减少坯体的坯泡或“蜂窝”产生，利于超厚砖在高温快烧时氧化过程更顺畅，解决坯体高温快烧时产生气泡、氧化不全、灰夹层和黑心的问题。
水煤浆渣和垫板渣还有氧化铝高的特点，可以提高坯体浆料中的氧化铝含量，弥补了引入原矿白坭、原矿膨润土后坯体中氧化铝较原矿黑坭中氧化铝低的问题，确保高温快烧时坯体不易变形。由于较多的钒铁矿渣和钾钠尾料渣在坯体中有较强的助熔作用，在较低温度致坯体表面过早烧结，导致超厚通体瓷质砖内部生烧“黑心”的缺陷；且铁、钙、镁过早形成低温共熔物、封闭气泡形成坯泡或“蜂窝”。水煤浆渣和垫板渣则可提高坯体始熔温度，防止坯体表面过早烧结、过早熔融封闭气泡，起到促进坯体中碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硫化物高温充分分解排气的作用，避免“黑心”和坯泡或“蜂窝”产生。
对于除了上述各类废渣废料之外的其他原材料，不要求选用白度较高和氧化铁含量较低的高价材料(通常铁含量高、白度低的原材料单价低)，而尽量选用含铁量高的原材料，既提高坯体着色能力，又使用了单价更低的材料，降低配方成本。
作为本发明的一种可选实施方式，钒铁矿渣包括如下质量分数的化学成分：SiO28％～15％，Al2O3 2％～8％，K2O 0％～2％，Na2O 4％～6.5％，CaO 2％～4％，MgO 1.5％～3.5％，TiO2 5％～8.5％，Fe2O3 45％～55％，V2O5 1％～2％，P2O5 2％～4％，Cr2O3 3.5％～6％，MnO 4％～6％，酌减≤1.0％。
具体的，钒铁矿渣中SiO2典型但非限制性的质量分数为8％、10％、11％、13％或15％。Al2O3典型但非限制性的质量分数为2％、4％、6％或8％。K2O典型但非限制性的质量分数为0、0.5％、1％、1.5％或2％。Na2O典型但非限制性的质量分数为4％、5％、6％或6.5％。CaO典型但非限制性的质量分数为2％、3％或4％。MgO典型但非限制性的质量分数为1.5％、2.5％或3.5％。TiO2典型但非限制性的质量分数为5％、6％、7％或8.5％。Fe2O3典型但非限制性的质量分数为45％、47％、49％、51％、53％或55％。V2O5典型但非限制性的质量分数为1％、1.5％或2％。P2O5典型但非限制性的质量分数为2％、3％或4％。Cr2O3典型但非限制性的质量分数为3.5％、4.5％、5.5％或6％。MnO典型但非限制性的质量分数为4％、5％或6％。
作为本发明的一种可选实施方式，钾钠尾料渣包括如下质量分数的化学成分：SiO2 65％～68％，Al2O3 16％～20％，K2O 5.5％～8％，Na2O 3％～5％，CaO 0.5％～1.5％，MgO 0.4％～1％，TiO2 0.1％～0.5％，Fe2O3 3.5％～5％，酌减≤2％。
具体的，钾钠尾料渣中SiO2典型但非限制性的质量分数为65％、66％、67％或68％。Al2O3典型但非限制性的质量分数为16％、17％、18％、19％或20％。K2O典型但非限制性的质量分数为5.5％、6.5％、7.5％或8％。Na2O典型但非限制性的质量分数为3％、4％或5％。CaO典型但非限制性的质量分数为0.5％、1％或1.5％。MgO典型但非限制性的质量分数为0.4％、0.6％、0.7％、0.8％或1％。TiO2典型但非限制性的质量分数为0.1％、0.3％或0.5％。Fe2O3典型但非限制性的质量分数为3.5％、4.5％或5％。
作为本发明的一种可选实施方式，钾钠尾料渣的粒径小于2mm。采用粒径较小的钾钠尾料渣，有利于减少球磨时间。
作为本发明的一种可选实施方式，水煤浆渣包括如下质量分数的化学成分：SiO240％～50％，Al2O3 38％～45％，K2O 0.5％～1.5％，Na2O 1％～3％，CaO 2％～7％，MgO0.3％～1％，TiO2 0.3％～2％，Fe2O3 3％～5％，酌减≤1.6％。
具体的，水煤浆渣中SiO2典型但非限制性的质量分数为40％、42％、44％、46％、48％或50％。Al2O3典型但非限制性的质量分数为38％、40％、42％、44％或45％。K2O典型但非限制性的质量分数为0.5％、1.0％或1.5％。Na2O典型但非限制性的质量分数为1％、2％或3％。CaO典型但非限制性的质量分数为2％、3％、4％、5％、6％或7％。MgO典型但非限制性的质量分数为0.3％、0.6％或1％。TiO2典型但非限制性的质量分数为0.3％、0.8％、1.5％或2％。Fe2O3典型但非限制性的质量分数为3％、4％或5％。
作为本发明的一种可选实施方式，垫板渣包括如下质量分数的化学成分：SiO237％～50％，Al2O3 41％～52％，K2O 0.5％～1.5％，Na2O 0.2％～1％，CaO 0.01％～0.5％，MgO 5％～8％，TiO2 0.1％～0.5％，Fe2O3 1％～5％，酌减≤0.3％。
具体的，垫板渣中SiO2典型但非限制性的质量分数为37％、40％、43％、47％或50％。Al2O3典型但非限制性的质量分数为41％、44％、47％、50％或52％。K2O典型但非限制性的质量分数为0.5％、1％或1.5％。Na2O典型但非限制性的质量分数为0.2％、0.5％、0.8％或1％。CaO典型但非限制性的质量分数为0.01％、0.1％、0.3％或0.5％。MgO典型但非限制性的质量分数为5％、6％、7％或8％。TiO2典型但非限制性的质量分数为0.1％、0.3％或0.5％。Fe2O3典型但非限制性的质量分数为1％、3％或5％。
作为本发明的一种可选实施方式，熟料碎渣包括如下质量分数的化学成分：SiO268％～72％，Al2O3 18％～21％，K2O 2.5％～4％，Na2O 2％～3.5％，CaO 0.5％～1％，MgO0.5％～1.2％，TiO2 0.2％～1％，Fe2O3 1％～3％，酌减≤1％。
具体的，熟料碎渣中SiO2典型但非限制性的质量分数为68％、70％或72％。Al2O3典型但非限制性的质量分数为18％、19％、20％或21％。K2O典型但非限制性的质量分数为2.5％、3.5％或4％。Na2O典型但非限制性的质量分数为2％、3％或3.5％。CaO典型但非限制性的质量分数为0.5％、0.7％或1％。MgO典型但非限制性的质量分数为0.5％、0.8％或1.2％。TiO2典型但非限制性的质量分数为0.2％、0.6％或1％。Fe2O3典型但非限制性的质量分数为1％、2％或3％。
作为本发明的一种可选实施方式，熟料碎渣中废成品砖和窑炉烂辊棒的质量比为(95～99):(5～1)。
具体的，废成品砖和窑炉烂辊棒碎渣典型但非限制性的质量比为95:5、96:4、97:3、98:2或99:1。
作为本发明的一种可选实施方式，熟料碎渣的制备方法：
将废成品砖和窑炉烂辊棒按比例加入到破碎机破碎，破碎后的颗粒粒径要求过6目筛下，得到熟料碎渣。
作为本发明的一种可选实施方式，原矿白坭包括如下质量分数的化学成分：SiO268％～72％，Al2O3 18％～22％，K2O 1％～3％，Na2O 0.01％～0.5％，CaO 0.01％～0.5％，MgO 0.1％～0.5％，TiO2 0.5％～1.5％，Fe2O3 1％～2％，酌减≤8％。
具体的，原矿白坭中SiO2典型但非限制性的质量分数为68％、70％或72％。Al2O3典型但非限制性的质量分数为18％、20％或22％。K2O典型但非限制性的质量分数为1％、2％或3％。Na2O典型但非限制性的质量分数为0.01％、0.1％、0.3％或0.5％。CaO典型但非限制性的质量分数为0.01％、0.1％、0.3％或0.5％。MgO典型但非限制性的质量分数为0.1％、0.3％或0.5％。TiO2典型但非限制性的质量分数为0.5％、1％或1.5％。Fe2O3典型但非限制性的质量分数为1％、1.5％或2％。
作为本发明的一种可选实施方式，原矿黑坭包括如下质量分数的化学成分：SiO253％～64％，Al2O3 23％～30％，K2O 1％～4％，Na2O 0.01％～0.5％，CaO 0.01％～0.5％，MgO 0.1％～0.5％，TiO2 0.5％～1.5％，Fe2O3 1.5％～3.5％，酌减≤11％。
具体的，原矿黑坭中SiO2典型但非限制性的质量分数为53％、56％、59％、62％或64％。Al2O3典型但非限制性的质量分数为23％、26％、28％或30％。K2O典型但非限制性的质量分数为1％、2％、3％或4％。Na2O典型但非限制性的质量分数为0.01％、0.1％、0.3％或0.5％。CaO典型但非限制性的质量分数为0.01％、0.1％、0.3％或0.5％。MgO典型但非限制性的质量分数为0.1％、0.3％或0.5％。TiO2典型但非限制性的质量分数为0.5％、1％或1.5％。Fe2O3典型但非限制性的质量分数为1.5％、2％、2.5％、3％或3.5％。
作为本发明的一种可选实施方式，原矿膨润土包括如下质量分数的化学成分：SiO2 68％～75％，Al2O3 15％～20％，K2O 1％～3％，Na2O 0.2％～1％，CaO 0.2％～1.2％，MgO 0.5％～1.5％，TiO2 0.1％～0.5％，Fe2O3 0.5％～2.5％，酌减≤7％。
具体的，原矿膨润土中SiO2典型但非限制性的质量分数为68％、70％、72％或75％。Al2O3典型但非限制性的质量分数为15％、18％或20％。K2O典型但非限制性的质量分数为1％、2％或3％。Na2O典型但非限制性的质量分数为0.2％、0.5％、0.7％或1％。CaO典型但非限制性的质量分数为0.2％、0.5％、0.8％或1.2％。MgO典型但非限制性的质量分数为0.5％、1％或1.5％。TiO2典型但非限制性的质量分数为0.1％、0.3％或0.5％。Fe2O3典型但非限制性的质量分数为0.5％、1％、1.5％或2.5％。
作为本发明的一种可选实施方式，尾粉包括如下质量分数的化学成分：
SiO2 69％～72％，Al2O3 17％～19％，K2O 2.5％～4％，Na2O 2％～3.5％，CaO0.5％～0.8％，MgO 0.5％～1％，TiO2 0.2％～1％，Fe2O3 1％～3％，酌减≤4％。
具体的，尾粉中SiO2典型但非限制性的质量分数为69％、71％或72％。Al2O3典型但非限制性的质量分数为17％、18％或19％。K2O典型但非限制性的质量分数为2.5％、3.5％或4％。Na2O典型但非限制性的质量分数为2％、2.8％或3.5％。CaO典型但非限制性的质量分数为0.5％、0.7％或0.8％。MgO典型但非限制性的质量分数为0.5％、0.8％或1.0％。TiO2典型但非限制性的质量分数为0.2％、0.7％或1％。Fe2O3典型但非限制性的质量分数为1％、2％或3％。
具体的，尾粉使用方式是：将除尘器尾粉出口围蔽并淋水成浆，通过导流管渠收集进搅拌缸，搅拌均匀成尾粉浆，测水份备用；在坯体基础浆料出球后，按配比用泥浆泵抽进基础浆料浆池混合搅拌均匀使用。而现有技术的尾粉回收，一般是将尾粉冲入环保水沟与其他废釉浆等污泥一起流入环保池，加入药物使之快速沉淀，再压榨处理成环保坭废渣再配料球磨，由于杂质多，成份复杂，容易导致坯体“黑心”、发泡或“蜂窝”缺陷，使用受限。
作为本发明的一种可选实施方式，钴土渣包括如下质量分数的化学成分：SiO25％～20％，Al2O3 65％～75％，K2O 0.1％～3％，Na2O 0.1％～3％，CaO 0.01％～2％，MgO0.1％～2％，TiO20.1％～2％，Fe2O3 1％～3％，Cr2O3 0.2％～2％，CoO 2％～6％，酌减≤8％。
具体的，钴土渣中SiO2典型但非限制性的质量分数为5％、8％、11％、14％、17％或20％。Al2O3典型但非限制性的质量分数为65％、67％、69％、71％、73％或75％。K2O典型但非限制性的质量分数为0.1％、1％、2％、或3％。Na2O典型但非限制性的质量分数为0.1％、1％、2％、或3％。CaO典型但非限制性的质量分数为0.01％、0.5％、1％、1.5％或2％。MgO典型但非限制性的质量分数为0.1％、0.5％、1％、1.5％或2％。TiO2典型但非限制性的质量分数为0.1％、0.5％、1％、1.5％或2％。Fe2O3典型但非限制性的质量分数为1％、2％或3％。Cr2O3典型但非限制性的质量分数为0.2％、0.5％、1％、1.5％或2％。CoO典型但非限制性的质量分数为2％、3％、4％、5％或6％。
具体的，钴土渣使用方式是：将钴土渣单独球磨成细度250目筛余≤0.1％的钴土浆，测水份备用；根据坯体颜色需要在坯体基础浆料出球后，按配比加入基础浆料中搅拌均匀使用。为满足更多外观颜色的需要，将黑咖啡色调为蓝黑色调，可以在坯体浆料中外加钴土浆。
作为本发明的一种可选实施方式，废墨水包括但不限于桔色、黄色、黑色、红色、洋红、钴蓝、包裹红、包裹黄等多种常用颜色陶瓷墨水的混合回收物以及清洗墨水时混入的清洗剂溶液；
具体的，废墨水的使用方式是：废墨水是过200目筛备用，在坯体浆料出球后，按配比加入坯体浆池中搅拌均匀使用。
作为本发明的一种可选实施方式，多功能聚合增强液为纤维素醚类与水溶性多糖类形成的聚合物类浆料添加剂。
具体的，多功能聚合增强液的使用方式是：多功能聚合增强液是在坯体基础浆料出球后，按配比加入坯体浆池中搅拌均匀使用。
作为本发明的一种可选实施方式，超厚黑咖啡色通体瓷质砖的原料还应根据生产过程中的实际需要和现有墙地砖生产技术，初始浆料球磨时可以添加包括三聚磷酸钠、水玻璃等稀释剂，所加入的稀释剂占基础浆料干重的质量分数为0.8％～2.0％。
根据本发明的第二个方面，还提供了上述超厚黑咖啡色通体瓷质砖的制备方法，包括以下步骤：
将物料的各原料混合后制成基础浆料，然后加入外加剂制成坯体浆料，将坯体浆料制成粉料后压制成型，得到坯体；
将坯体进行干燥，然后经过任选的施釉和/或任选的喷墨印花，再高温烧成，得到超厚黑咖啡色通体瓷质砖。
本发明提供了上述超厚黑咖啡色通体瓷质砖的制备方法，工艺简单，操作方便，适合于工业化规模生产。作为本发明的一种可选实施方式，超厚黑咖啡色通体瓷质砖的制备方法包括以下步骤：
将钒铁矿渣、钾钠尾料渣、水煤浆渣、垫板渣、熟料碎渣、原矿粘土各原料配料、湿式球磨制成坯体基础浆料，按配比加入预先制备的尾粉浆、钴土浆、废墨水以及多功能聚合增强液至基础浆料中搅拌均匀；将前述混合浆料过100目筛(不除铁)，将浆料喷雾制成粉料，粉料入仓陈腐24小时以上备用；将粉料(也可以混其他白料、其他颜色的斑点粉料或干粒)压制成型得到坯体；坯体干燥后经过任选的施釉和/或任选的喷墨印花，再入窑高温烧成得到超厚黑咖啡色通体瓷质砖。
作为本发明的一种可选实施方式，粉料中可以混料其他白料、其他颜色的斑点粉料或干粒，使坯体呈现更丰富的石质效果。
作为本发明的一种可选实施方式，可在坯体表面进行喷淋釉层或喷淋釉层再喷墨印花等传统工艺使坯体表面具有多样化的图案，丰富砖面的装饰艺术效果。
本发明将浆料球磨细度控制在偏细(250目筛余0.5％～0.8％)，原料球磨细度的降低，坯体烧成时固液相反应活性增大，烧成温度降低，利于超厚砖在烧成时更易烧结瓷化。
作为本发明的一种可选实施方式，所述干燥的温度为150～180℃，干燥的时间为60～70min。
典型但非限制性的干燥的温度为150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃或180℃。典型但非限制性的干燥的时间为60min、65min或70min。
该制备方法实现了黑咖啡超厚砖的高温快烧。作为本发明的一种可选实施方式，烧成温度1195～1215℃，烧成时间65～70min。
典型但非限制性的烧成的温度为1195℃、1196℃、1198℃、1200℃、1202℃、1205℃、1208℃、1210℃、1212℃、1214℃或1215℃。典型但非限制性的烧成的时间为65min、66min、67min、68min、69min或70min。
根据本发明的第三个方面，还提供了上述超厚黑咖啡色通体瓷质砖在建筑材料领域中的应用。
鉴于上述超厚黑咖啡色通体瓷质砖所具有的优势，使得其在建筑材料领域具有良好的应用。
下面结合具体实施例和对比例，对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例提供了一种超厚黑咖啡色通体瓷质砖，主要由用于形成基础浆料的物料和用于加入基础浆料的外加剂制成；
以物料质量分数为100％计，物料包括以下质量分数的原料：
钒铁矿渣7％，钾钠尾料渣51％，水煤浆渣2％，垫板渣3％，熟料碎渣3％，原矿白坭10％，原矿黑坭8％，原矿膨润土10％，尾粉5％，钴土渣1％；
稀释剂包括三聚磷酸钠和水玻璃，三聚磷酸钠占基础浆料干重的质量分数为0.3％，水玻璃占基础浆料干重的质量分数为0.8％；
外加剂包括：废墨水0.1％，多功能聚合增强液0.2％，外加剂中各原料质量分数均为各原料占物料的质量分数。
其中，钒铁矿渣包括如下质量分数的化学成分：SiO2 10.94％，Al2O3 3.59％，K2O0.06％，Na2O 6.29％，CaO 2.96％，MgO 1.75％，TiO2 8.3％，Fe2O3 53.43％，V2O5 1.11％，P2O5 2.54％，Cr2O3 3.61％，MnO 4.71％，酌减0.71％。
钾钠尾料渣包括如下质量分数的化学成分：SiO2 65.51％，Al2O3 16.67％，K2O7.26％，Na2O 3.29％，CaO 0.8％，MgO 0.67％，TiO2 0.45％，Fe2O3 3.91％，酌减1.44％。
水煤浆渣包括如下质量分数的化学成分：SiO2 44.15％，Al2O3 40.28％，K2O0.84％，Na2O 1.49％，CaO 6.17％，MgO 0.8％，TiO2 1.26％，Fe2O3 3.41％，酌减1.60％。
垫板渣包括如下质量分数的化学成分：SiO2 48.85％，Al2O3 41.72％，K2O0.59％，Na2O 0.28％，CaO 0.09％，MgO 6.97％，TiO2 0.2％，Fe2O3 1.02％，酌减0.28％。
熟料碎渣为废成品砖和窑炉烂辊棒形成碎渣，废成品砖和窑炉烂辊棒碎渣的质量比为99:1。
熟料碎渣包括如下质量分数的化学成分：SiO2 71.33％，Al2O3 19.36％，K2O2.86％，Na2O 2.46％，CaO 0.78％，MgO 0.95％，TiO2 0.28％，Fe2O3 1.11％，酌减0.87％。
原矿白坭包括如下质量分数的化学成分：SiO2 71.14％，Al2O3 18.49％，K2O1.39％，Na2O 0.08％，CaO 0.10％，MgO 0.26％，TiO2 0.63％，Fe2O3 1.18％，酌减6.73％。
原矿黑坭包括如下质量分数的化学成分：SiO2 58.20％，Al2O3 25.60％，K2O2.13％，Na2O 0.07％，CaO 0.12％，MgO 0.29％，TiO2 1.22％，Fe2O3 2.01％，酌减10.36％。
原矿膨润土包括如下质量分数的化学成分：SiO2 73.89％，Al2O3 16.10％，K2O1.30％，Na2O 0.78％，CaO 0.78％，MgO 1.08％，TiO2 0.20％，Fe2O3 0.81％，酌减5.06％。
尾粉浆包括如下质量分数的化学成分：SiO2 69.31％，Al2O3 18.62％，K2O2.84％，Na2O 2.39％，CaO 0.57％，MgO 0.80％，TiO2 0.37％，Fe2O3 1.15％，酌减3.95％。
钴土浆包括如下质量分数的化学成分：SiO2 15.11％，Al2O3 69.89％，K2O0.39％，Na2O 0.20％，CaO 0.10％，MgO 0.31％，TiO2 0.29％，Fe2O3 1.51％，Cr2O3 0.52％，CoO 3.98％，酌减7.70％。
废墨水包括但不限于桔色、黄色、黑色、红色、洋红、钴蓝、包裹红、包裹黄等多种常用颜色陶瓷墨水的混合回收物以及清洗墨水时混入的清洗剂溶液。
多功能聚合增强液购自四会市奥耳新材料公司，产品牌号为“多功能聚合增强液1002”。
本实施例提供的超厚黑咖啡色通体瓷质砖的制备方法，包括以下步骤：
(a)原材料的准备：
熟料碎渣的制备方法：将废成品砖和窑炉烂辊棒按99:1的质量配比加入到破碎机破碎，破碎后的颗粒粒径要求过6目筛备用；
尾粉浆的制备方法：将喷雾塔和压机除尘器抽尘的尾粉出口分别围蔽并淋水成浆，通过导流管渠一起收集进搅拌缸，搅拌均匀后测水份备用；
钴土浆的制备方法：将钴土渣单独球磨成细度250目筛余≤0.1％的钴土浆，测水份备用；
废墨水的制备方法：将清洗喷头和维修喷墨机时产生的各种常用颜色陶瓷墨水、清洗剂的混合回收物过200目筛备用；
(b)将钒铁矿渣、钾钠尾料渣、水煤浆渣、垫板渣、熟料碎渣、原矿白坭、原矿黑坭、原矿膨润土和稀释剂等原料配料，湿式球磨制成初始浆料，初始浆料细度控制在250目筛余0.5％～0.8％；
向初始浆料中按配比加入上述尾粉浆、钴土浆形成基础浆料，然后将基础浆料和废墨水搅拌均匀后，再加入多功能聚合增强液搅拌均匀，得到混合浆料；
将混合浆料过100目筛(不除铁)，进行喷雾制成粉料，粉料入仓陈腐24h以上备用；
将粉料经压机压制成型得到坯体；
(c)将坯体进干燥窑进行干燥，干燥的温度为175℃，干燥的时间为65min；
对干燥后的坯体进行施釉和喷墨印花；
将施釉和印花后的坯体入窑高温烧成，烧成温度1205℃，烧成时间68min，出窑得到超厚黑咖啡色通体瓷质砖。
实施例2
本实施例提供了一种超厚黑咖啡色通体瓷质砖，主要由用于形成基础浆料的物料和用于加入基础浆料的外加剂制成；
以物料质量分数为100％计，物料包括以下质量分数的原料：
钒铁矿渣3％，钾钠尾料渣55％，水煤浆渣2％，垫板渣3％，熟料碎渣3％，原矿白坭10％，原矿黑坭8％，原矿膨润土10％，尾粉5％，钴土渣1％；
稀释剂包括三聚磷酸钠和水玻璃，三聚磷酸钠占基础浆料干重的质量分数为0.3％，水玻璃占基础浆料干重的质量分数为0.8％；
外加剂包括：废墨水0.1％，多功能聚合增强液0.2％，外加剂中各原料质量分数均为各原料占物料的质量分数。
本实施例中各原料的具体组成以及该超厚黑咖啡色通体瓷质砖的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供了一种超厚黑咖啡色通体瓷质砖，主要由用于形成基础浆料的物料和用于加入基础浆料的外加剂制成；
以物料质量分数为100％计，物料包括以下质量分数的原料：
钒铁矿渣7％，钾钠尾料渣53％，水煤浆渣5％，垫板渣5％，熟料碎渣2％，原矿白坭10％，原矿黑坭6％，原矿膨润土10％，尾粉2％；
稀释剂包括三聚磷酸钠和水玻璃，三聚磷酸钠占基础浆料干重的质量分数为0.3％，水玻璃占基础浆料干重的质量分数为0.8％；
外加剂包括：废墨水0.1％，多功能聚合增强液0.3％，外加剂中各原料质量分数均为各原料占物料的质量分数。
本实施例中各原料的具体组成以及该超厚黑咖啡色通体瓷质砖的制备方法与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供了一种超厚黑咖啡色通体瓷质砖，主要由用于形成基础浆料的物料和用于加入基础浆料的外加剂制成：
钒铁矿渣10％，钾钠尾料渣45％，水煤浆渣5％，垫板渣5％，熟料碎渣5％，原矿白坭18％，原矿膨润土10％，尾粉2％；
稀释剂包括三聚磷酸钠和水玻璃，三聚磷酸钠占基础浆料干重的质量分数为0.3％，水玻璃占基础浆料干重的质量分数为0.8％；
外加剂包括：废墨水0.1％，多功能聚合增强液0.3％，外加剂中各原料质量分数均为各原料占物料的质量分数。
本实施例中各原料的具体组成以及该超厚黑咖啡色通体瓷质砖的制备方法与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供了一种超厚黑咖啡色通体陶瓷砖，主要由用于形成基础浆料的物料和用于加入基础浆料的外加剂制成；
以物料质量分数为100％计，物料包括以下质量分数的原料：
钾钠尾料渣58％，水煤浆渣2％，垫板渣3％，熟料碎渣3％，原矿白坭10％，原矿黑坭8％，原矿膨润土10％，尾粉5％，钴土渣1％；
稀释剂包括三聚磷酸钠和水玻璃，三聚磷酸钠占基础浆料干重的质量分数为0.3％，水玻璃占基础浆料干重的质量分数为0.8％；
外加剂包括：废墨水0.1％，多功能聚合增强液0.2％，外加剂中各原料质量分数均为各原料占物料的质量分数。
本对比例中各原料的具体组成以及该超厚黑咖啡色通体瓷质砖的制备方法与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供了一种超厚黑咖啡色通体瓷质砖，主要由用于形成基础浆料的物料和用于加入基础浆料的外加剂制成；
以物料质量分数为100％计，物料包括以下质量分数的原料：
钒铁矿渣7％，钾钠尾料渣51％，水煤浆渣2％，垫板渣3％，熟料碎渣3％，原矿黑坭28％，尾粉5％，钴土渣1％；
稀释剂包括三聚磷酸钠和水玻璃，三聚磷酸钠占基础浆料干重的质量分数为0.3％，水玻璃占基础浆料干重的质量分数为0.8％；
外加剂包括：废墨水0.1％，多功能聚合增强液0.2％，外加剂中各原料质量分数均为各原料占物料的质量分数。
本对比例中各原料的具体组成以及该超厚黑咖啡色通体瓷质砖的制备方法与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供了一种超厚黑咖啡色通体瓷质砖，主要由用于形成基础浆料的物料和用于加入基础浆料的外加剂制成：
以物料质量分数为100％计，物料包括以下质量分数的原料：
钒铁矿渣7％，钾钠尾料渣51％，垫板渣3％，熟料碎渣3％，原矿白坭10％，原矿黑坭8％，原矿膨润土10％，尾粉8％；
稀释剂包括三聚磷酸钠和水玻璃，三聚磷酸钠占基础浆料干重的质量分数为0.3％，水玻璃占基础浆料干重的质量分数为0.8％；
外加剂包括：废墨水0.1％，多功能聚合增强液0.2％，外加剂中各原料质量分数均为各原料占物料的质量分数。
本对比例中各原料的具体组成以及该超厚黑咖啡色通体瓷质砖的制备方法与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供了一种超厚黑咖啡色通体瓷质砖，主要由用于形成基础浆料的物料和用于加入基础浆料的外加剂制成：
以物料质量分数为100％计，物料包括以下质量分数的原料：
钒铁矿渣7％，钾钠尾料渣51％，水煤浆渣2％，熟料碎渣3％，原矿白坭10％，原矿黑坭8％，原矿膨润土10％，尾粉9％；
稀释剂包括三聚磷酸钠和水玻璃，三聚磷酸钠占基础浆料干重的质量分数为0.3％，水玻璃占基础浆料干重的质量分数为0.8％；
外加剂包括：废墨水0.1％，多功能聚合增强液0.2％，外加剂中各原料质量分数均为各原料占物料的质量分数。
本对比例中各原料的具体组成以及该超厚黑咖啡色通体瓷质砖的制备方法与实施例1相同。
对比例5
本对比例提供了一种超厚黑咖啡色通体瓷质砖，主要由用于形成基础浆料的物料和用于加入基础浆料的外加剂制成：
以物料质量分数为100％计，物料包括以下质量分数的原料：
钒铁矿渣7％，钾钠尾料渣36％，环保坭废渣15％，水煤浆渣2％，垫板渣3％，熟料碎渣3％，原矿白坭10％，原矿黑坭8％，原矿膨润土10％，尾粉5％，钴土渣1％；
稀释剂包括三聚磷酸钠和水玻璃，三聚磷酸钠占基础浆料干重的质量分数为0.3％，水玻璃占基础浆料干重的质量分数为0.8％；
外加剂包括：废墨水0.1％，多功能聚合增强液0.2％，外加剂中各原料质量分数均为各原料占物料的质量分数。
其中，环保坭废渣包括如下质量分数的化学成分：
SiO2 67.37％，Al2O3 18.29％，K2O 1.93％，Na2O 2.40％，CaO2.67％，MgO1.27％，TiO20.39％，Fe2O31.35％，酌减4.33％。
本对比例其他各原料的种类与化学成分与实施例1相同。
本对比例提供的超厚黑咖啡色通体瓷质砖的制备方法，除了步骤(b)中将环保坭废渣与钒铁矿渣、钾钠尾料渣、水煤浆渣、垫板渣、熟料碎渣、原矿白坭、原矿黑坭、原矿膨润土和稀释剂等原料一起配料，湿式球磨成基础浆料，其他步骤和制备方法与实施例1相同。
对比例6
本对比例提供了一种超厚黑咖啡色通体瓷质砖，主要由用于形成基础浆料的物料和用于加入基础浆料的外加剂制成：
以物料质量分数为100％计，物料包括以下质量分数的原料：
钒铁矿渣15％，钾钠尾料渣43％，水煤浆渣2％，垫板渣3％，熟料碎渣3％，原矿白坭10％，原矿黑坭8％，原矿膨润土10％，尾粉5％，钴土渣1％；
稀释剂包括三聚磷酸钠和水玻璃，三聚磷酸钠占基础浆料干重的质量分数为0.3％，水玻璃占基础浆料干重的质量分数为0.8％；
外加剂包括：废墨水0.1％，多功能聚合增强液0.2％，外加剂中各原料质量分数均为各原料占物料的质量分数。
本对比例中各原料的具体组成以及该超厚黑咖啡色通体瓷质砖的制备方法与实施例1相同。
为了验证各实施例和对比例的技术效果，特设以下实验例。对各实施例和对比例制备的陶瓷砖的性能进行检测。其中，外观质量中产品正常是指产品无气泡、黑心以及"蜂窝"问题；破坏强度和断裂模数的检测方法依据GB/T 3810.4—2016《陶瓷砖试验方法第4部分：断裂模数和破坏强度的测定》，吸水率的检测方法依据GB/T 3810.3—2016《陶瓷砖试验方法第3部分：吸水率、显气孔率、表观相对密度和容重的测定》，抗热震性的检测方法依据GB/T 3810.9—2016《陶瓷砖试验方法第9部分：抗热震性的测定》，耐化学腐蚀性的检测方法依据GB/T 3810.13—2016《陶瓷砖试验方法第13部分：耐化学腐蚀性的测定》，具体结果见表1。
表1
从表1中数据可以看出，本发明各实施例提供的瓷质砖的整体性能均优于对比例。
具体的，实施例1，颜色呈较深的黑咖啡色，吸水率、破坏强度、断裂模数、抗热震性、耐化学稳定性等各项都符合GB/T23458-2009《广场用陶瓷砖》的要求。
实施例2，减少了钒铁矿渣用量，颜色比实施例1浅，但也符合产品颜色要求，其他各项都符合GB/T 23458-2009《广场用陶瓷砖》的要求。
实施例3，增加了水煤浆渣和垫板渣用量，产品吸水率稍大，通过增加抗热震试验次数，实施例3的抗热震性更好，其他各项都符合GB/T 23458-2009《广场用陶瓷砖》的要求。
实施例4，增加了钒铁矿渣用量，同时用原矿白坭代替原矿黑坭，呈色对比实施例1深，但也符合产品颜色要求，其他各项都符合GB/T 23458-2009《广场用陶瓷砖》的要求。
对比例1，将实施例1中用钾钠尾料渣代替钒铁矿渣，呈色为暗红色，且吸水率0.65％～0.95％，颜色和吸水率不符合要求。
对比例2，将实施例1中原矿粘土全部使用原矿黑坭，坯体烧失量大，产品黑心，不符合要求。
对比例3，将实施例1中用尾粉浆代替水煤浆渣和钴土浆，产品断层有小气泡，不符合要求。
对比例4，将实施例1中用尾粉浆代替垫板渣和钴土浆，产品断层有小气泡，不符合要求。
对比例5，将实施例1中用环保坭废渣代替部分钾钠尾料渣，环保坭废渣钙镁含量高、烧失量大，产品断层呈明显蜂窝状，不符合要求。
对比例6，将实施例1中明显增加钒铁矿渣用量，坯体有明显坯泡和发涨，不符合要求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (17)
1.一种超厚黑咖啡色通体瓷质砖，其特征在于，主要由用于形成基础浆料的物料和用于加入所述基础浆料的外加剂制成；
以物料质量分数为100%计，所述物料包括以下质量分数的原料：
钒铁矿渣1%～10%，钾钠尾料渣37%～55%，水煤浆渣2%～5%，垫板渣2%～5%，熟料碎渣2%～5%，原矿粘土20%～28%，尾粉2%～5%，钴土渣0～5%；其中，所述原矿粘土包括原矿白坭、原矿膨润土或原矿黑坭中的至少两种；
所述外加剂包括废墨水和多功能聚合增强液，所述废墨水的质量占所述物料质量的0～0.2%，所述多功能聚合增强液的质量占所述物料质量的0.2%～0.3%；
所述钒铁矿渣包括如下质量分数的化学成分：SiO2 8%～15%，Al2O3 2%～8%，K2O 0%～2%，Na2O 4%～6.5%，CaO 2%～4%，MgO 1.5%～3.5%，TiO2 5%～8.5%， Fe2O3 45%～55%，V2O51%～2%，P2O5 2%～4%，Cr2O3 3.5%～6%，MnO 4%～6%，灼减≤1.0%；
所述钾钠尾料渣为洗涤钾钠石粉材料而产生的尾料渣；
所述垫板渣为含铝、硅矿物质的莫来石耐高温材料；
所述熟料碎渣为废成品砖和窑炉烂辊棒形成的碎渣，包括如下质量分数的化学成分：SiO2 68%～72%，Al2O3 18%～21%，K2O 2.5%～4%，Na2O 2%～3.5%，CaO 0.5%～1%，MgO 0.5%～1.2%，TiO2 0.2%～1%，Fe2O3 1%～3%，灼减≤1%；
所述尾粉为喷雾塔干燥制粉时喷雾塔和压机除尘器抽尘的粉料细粉，包括如下质量分数的化学成分：SiO2 69%～72%，Al2O3 17%～19%，K2O 2.5%～4%，Na2O 2%～3.5%，CaO 0.5%～0.8%，MgO 0.5%～1%，TiO2 0.2%～1%，Fe2O3 1%～3%，灼减≤4%。
2.根据权利要求1所述的超厚黑咖啡色通体瓷质砖，其特征在于，所述钒铁矿渣为冶炼钒铁时产生的废渣。
3.根据权利要求1所述的超厚黑咖啡色通体瓷质砖，其特征在于，所述钾钠尾料渣包括如下质量分数的化学成分：
SiO2 65%～68%，Al2O3 16%～20%，K2O 5.5%～8%，Na2O 3%～5%，CaO 0.5%～1.5%，MgO0.4%～1%，TiO2 0.1%～0.5%，Fe2O3 3.5%～5%，灼减≤2%。
4.根据权利要求1所述的超厚黑咖啡色通体瓷质砖，其特征在于，所述水煤浆渣为水煤浆燃烧产生的水煤浆炉渣。
5.根据权利要求1所述的超厚黑咖啡色通体瓷质砖，其特征在于，所述水煤浆渣包括如下质量分数的化学成分：
SiO2 40%～50%，Al2O3 38%～45%，K2O 0.5%～1.5%，Na2O 1%～3%，CaO 2%～7%，MgO 0.3%～1%，TiO2 0.3%～2%，Fe2O3 3%～5%，灼减≤1.6%。
6.根据权利要求1所述的超厚黑咖啡色通体瓷质砖，其特征在于，所述垫板渣包括如下质量分数的化学成分：
SiO2 37%～50%，Al2O3 41%～52%，K2O 0.5%～1.5%，Na2O 0.2%～1%，CaO 0.01%～0.5%，MgO 5%～8%，TiO2 0.1%～0.5%，Fe2O3 1%～5%，灼减≤0.3%。
7.根据权利要求1所述的超厚黑咖啡色通体瓷质砖，其特征在于，所述废成品砖和窑炉烂辊棒的质量比为（95～99）:（5～1）。
8.根据权利要求1所述的超厚黑咖啡色通体瓷质砖，其特征在于，所述钴土渣为钴矿开采和冶炼产生的钴土尾料渣。
9.根据权利要求8所述的超厚黑咖啡色通体瓷质砖，其特征在于，所述钴土渣包括如下质量分数的化学成分：
SiO2 5%～20%，Al2O3 65%～75%，K2O 0.1%～3%，Na2O 0.1%～3%，CaO 0.01%～2%，MgO0.1%～2%，TiO20.1%～2%，Fe2O3 1%～3%，Cr2O3 0.2%～2%，CoO 2%～6%，灼减≤8%。
10.根据权利要求1所述的超厚黑咖啡色通体瓷质砖，其特征在于，所述多功能聚合增强液为纤维素醚类与水溶性多糖类的聚合物。
11.根据权利要求1-10任一项所述的超厚黑咖啡色通体瓷质砖，其特征在于，所述基础浆料中还包括稀释剂。
12.根据权利要求11所述的超厚黑咖啡色通体瓷质砖，其特征在于，所述稀释剂包括三聚磷酸钠和/或水玻璃。
13.根据权利要求11所述的超厚黑咖啡色通体瓷质砖，其特征在于，所述稀释剂占所述基础浆料干重的质量分数为0.8%～2.0%。
14.权利要求1-13任一项所述的超厚黑咖啡色通体瓷质砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将物料的各原料混合制成基础浆料，然后加入外加剂制成坯体浆料，将坯体浆料制成粉料后压制成型，得到坯体；
将坯体进行干燥，然后经过任选的施釉和/或任选的喷墨印花，再高温烧成，得到超厚黑咖啡色通体瓷质砖。
15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为150～180℃，干燥的时间为60～70min。
16.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述烧成的温度为1195～1215℃，烧成的时间为65～70min。
17.权利要求1-13任一项所述的超厚黑咖啡色通体瓷质砖在建筑材料领域中的应用。
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