CN101696125A - 利用铜矿尾砂制备无钴黑色陶瓷色料的方法及其所制得的产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用铜矿尾砂制备无钴黑色陶瓷色料的方法及其所制得的产品，采用工业化工原料及工业废渣铜尾砂，其重量百分比组成为：铜尾砂10～20％、氧化铁25～35％、氧化铬26.9～30％、氧化镍7％～10％、氧化铜15％～25％，经混合、煅烧、粉碎、洗涤、烘干、粉碎、干燥获得的制品，其中煅烧温度为：1180～1250℃，保温60min。经固相反应形成的尖晶石颗粒CuCr2O4、Fe3O4、Cr2NiO4及黑色铁镍橄榄石固溶体对380～780nm段的可见光全部吸收，从而得到呈色稳定，色度纯正的黑色陶瓷色料产品，能广泛应用于各种日用、建筑陶瓷的装饰，并对铜尾砂废渣料资源化利用具有重大意义。

Description

利用铜矿尾砂制备无钴黑色陶瓷色料的方法及其所制得的产品
技术领域
本发明属无机非金属材料(陶瓷)领域，具体涉及一种利用铜矿尾砂制备无钴黑色陶瓷色料的方法及其所制得的产品。
背景技术
从古到今，黑色色料及由其呈色的黑釉一直是陶瓷生产中不可缺少且较为珍贵的色料和釉。东汉时期，我国劳动人民就开始用黑釉装饰瓷器了，那时是用还原气氛烧出较深的黑釉。东晋时期就已能烧出呈色纯正的黑釉了。据现代研究表明，那些黑釉都是用含铁质粘土在还原焰中烧成的，呈色很不稳定，制备工艺尤其是烧成工艺难于控制和掌握。近代陶瓷工业多采用Fe-Cr-Co-Mn系黑色色料即有钴黑色料加入釉中得到黑色釉。此系黑色色料及釉虽不受烧成气氛影响，但随着Co2O3价格的不断升高(目前市场价有报38万元/吨)，这种黑色料的大批量生产和应用受到了限制。因此，在黑色色料生产过程中探索其他廉价的原料来代替昂贵的化工原料成为必然趋势。江西铜业集团公司是中国最大的铜工业生产基地，我国每5吨铜就有1吨出自这里，产生大量尾砂废渣料，如果将铜尾砂废料来代替黑色色料生产中所需昂贵化工原料，既可以充分回收利用工业废渣，变废为宝，降低了黑色色料的生产成本，又减少了这些废渣对环境的破坏、污染，还大大节约了堆放这些废渣料所需的土地面积，对铜尾砂废渣料资源化利用具有重大意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用铜尾砂-Fe-Cr-Ni-Cu系制备黑度高、呈色纯正、性能稳定的无钴黑色陶瓷色料的方法及其所制得的产品。
为解决上述技术问题，本发明采用工业化工原料及工业废渣铜尾砂，其重量百分比组成为：铜尾砂：10～20％、氧化铁：25～35％、氧化铬：26.9～30％、氧化镍：7％～10％、氧化铜：15％～25％；
经配料、混合、煅烧、粉碎、洗涤、烘干、粉碎、干燥获得的制品。其中煅烧温度为：1180～1250℃，保温60min。
上述方法制得的黑色陶瓷色料产品。
通过XRD、差热-热重曲线分析(TG-DTA)等测试手段研究分析表明：
本发明所述色料呈现黑色的机理是根据颜色的减色混合原理实现的，即通过铜尾砂-Fe-Cr-Ni-Cu系经过固相反应形成的尖晶石颗粒CuCr2O4、Fe3O4、Cr2NiO4及黑色铁镍橄榄石固溶体(以铜尾砂的主要元素生成)对不同波段的可见光进行选择性吸收，最终将380～780nm段的可见光全部吸收。
本发明采用常见的工业化工原料以及工业废料铜尾砂，原料来源广、价格低廉、更是变废为宝，获得的色料黑度高(与国内大型陶瓷色料厂生产的有钴黑色料黑度值相当)、呈色纯正、性能稳定，可广泛应用于各类陶瓷产品的装饰。
附图说明
附图1-2为采用紫外-可见光分光光度计测得实施例1-2制品的光谱反射率图。
具体实施方式
实施例1：
按下表重量百分比组成配制原料，煅烧温度为1190℃，保温60分钟，粉碎、洗涤、烘干、粉碎、干燥获得的制品。
  铜尾砂   氧化铁   氧化铬   氧化镍   氧化铜
  11.8   32.9   28.4   9.4   17.5
实施例2：
按下表重量百分比组成配制原料，煅烧温度为1240℃，保温60分钟，粉碎、洗涤、烘干、粉碎、干燥获得的制品。
  铜尾砂   氧化铁   氧化铬   氧化镍   氧化铜
  18.6   25.3   25.9   7.2   23
采用美国珀金埃尔默公司Lambda 850型紫外-可见光分光光度计，测量得到的光谱反射率见附图1-2。
采用北京康光仪器有限公司生产的WSD-3C全自动白度计，测量得到的色度数据值见下表(色料粉直接干压成φ20mm圆饼型样品)：
Figure G2009101864132D0000031

Claims (2)

1.一种利用铜矿尾砂制备无钴黑色陶瓷色料的方法，采用工业化工原料及工业废渣铜尾砂，其重量百分比组成为：铜尾砂：10～20％、氧化铁：25～35％、氧化铬：26.9～30％、氧化镍：7％～10％、氧化铜：15％～25％；
经配料、混合、煅烧、粉碎、洗涤、烘干、粉碎、干燥获得的制品。其中煅烧温度为：1180～1250℃，保温60min。
2.一种由权利要求1所述方法制得的黑色陶瓷色料产品。
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