CN102627451A

CN102627451A - 一种麦饭石紫砂混炼泥陶器及其制备方法

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Publication number: CN102627451A
Application number: CN2012100999350A
Authority: CN
Inventors: 刘中秀
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-04-09
Filing date: 2012-04-09
Publication date: 2012-08-08

Abstract

本发明公开了一种麦饭石紫砂混炼泥陶器及其制备方法。所述的麦饭石紫砂混炼泥陶器由含有50-80％(重量比)的天然麦饭石，20-50％(重量比)紫砂的混炼泥制造，不加入任何化学粘合剂，不加入烧制时产生阻断离子溶出通道和离子吸附表面微孔物质的高岭土等易瓷化矿物。原料经过粉碎研磨、提纯、炼泥，制得麦饭石紫砂混炼泥，再经过制坯、干燥、焙烧等工艺，制成麦饭石紫砂混炼泥陶器。

Description

一种麦饭石紫砂混炼泥陶器及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种利用麦饭石及紫砂混炼泥料烧结而成的陶器及其制备方法。

背景技术

微量元素和某些稀土元素是酶和激素以及维生素的组成部分，或者是使酶激活，促进激素合成并延长激素的作用效能或与维生素起补偿与协调作用，它们在人体内的含量虽然很低，但其作用与功能是不可替代的。鉴于微量元素和稀土元素对人体的重要作用，目前许多国家正在进行微量元素和常量元素添加剂的研制工作，但主要是采用具有工业开采价值的矿物或者是溶解度较大的无机盐类。但对前者来说，一方面，具有工业开采价值的矿物种类不多，从经济的角度考虑不太理想，另一方面，对人体有益的微量元素和稀土元素的溶出量低，有些甚至不能溶出；对后者来说，由于溶解度较大，而人体对微量元素的最适需求量与微量元素的中毒水平比较接近，因此其使用安全性比较低；另外，无机盐类中的微量元素离子的溶出平衡浓度高，容易流失，造成微量元素有效利用率低，有效期较短。

一般认为，人体必需的微量元素有下列14种(1979年世界卫生组织公布)：Fe、Zn、Cu、Cr、Mn、Co、F、I、Se、V、Ni、Mo、Sr、Sn。近年来，人们还发现和证实了Li、Ge、Si、Br、B、Nb、Rb以及某些稀土元素如La、Pr、Yb、Y等对人体健康有益；而对人体健康明显有害的元素有Be、Cd、Hg、Pb、T1、Sb及Te等。

麦饭石是一种很早就发现并用作药用石的天然矿物，其属于火成岩类中的石英斑岩或石英长岩，是一种对生物无毒、无害并具有一定生物活性的复合矿物或药用岩石。其主要化学成分是无机硅铝酸盐，其中包括Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、k2O、Na2O、TiO2、P2O5、MnO等，其含人体所需的全部常量元素，以及微量元素和稀土元素约达58种之多，如：Si、Fe、Zn、Cu、Mo、Se、Mn、Sr、Ni、V、Li、Co、Cr、I、Ge、Ti等。且对一些重金属离子以及离子团(包括一些有机物离子团)具有吸附或选择性吸附的功能。因此麦饭石的开发利用引起了越来越广泛的重视。但天然麦饭石的溶解度极低(约为万分之几)，对生物体有益的各种元素在麦饭石的矿物体中又处于不同的结构位置，因此各种元素是不可能按其组成一致性溶出的，尤其对生物体有益的过渡金属元素和稀土元素的溶出量更低，而且其吸附性能受矿物组成的影响较大。

为提高麦饭石中离子的溶出能力，一种方法是将麦饭石磨细，增加处于固体表面的金属阳离子多面体和金属阳离子的数目，从而增加离子的溶出量，但靠这种方法，离子溶出量的增加有限；另一种方法是将麦饭石加热并用醋淬冷却，采用这种方法可以改变或破坏麦饭石中各矿物的结构，使金属阳离子多面体或金属阳离子的结合状态减弱，从而大大增加其溶出能力，但同时对生物体有害的金属元素离子如P、Hg、Cd、Ag等溶出量亦大大增加，可见这两种方式都不理想。

因麦饭石具有保健作用，目前所开发的含麦饭石的容器很多，但大多是原石雕制、胶粘剂粘制、与高岭土等矿物混合烧制，这些器皿或因美观度差，或因使用化工品、或因烧结瓷化，阻断了作为离子溶出的通道和离子吸附表面的微孔，影响容器的美观和微量元素的释放。

紫砂陶器历史悠久，因其造型简练、大方，色泽淳朴，使用的年代越久，色泽就愈加光润古雅，用其泡茶，茶汤醇郁芳馨，被文人雅士看重和喜爱，使之得以不断发展，紫砂壶逐渐成为壶艺、诗词、书法、篆刻兼于一体的茶具，成为中国茶文化的组成部分。紫砂陶器美中不足的是可溶出的微量元素少，而麦饭石器皿能够溶出人体所必须的多种微量元素，但器皿难于成型且表面不够美观。麦饭石紫砂混炼泥陶器保持了二者的优点，弥补了双方的缺陷，其具有紫砂陶器造型简练、大方，色泽淳朴、古雅的特点，继承了传统紫砂茶具的形、神、气，提高了饭石的矿化和保健作用，可谓强强结合，弥短扬长，优势互补，达到1+1＞2的效果。用其泡茶，茶汤色香味皆蕴，茶壶透气怡香，能溶出钾、钠、钙、镁、铜、锌、铁、锰、锶、钴、磷、硅、硫、碘、硒等20多种对人体有益矿物质和微量元素，并加快茶中有益成分释放，改良水质，吸附重金属离子，且使用的年代越久，壶身色泽就愈加光润如玉。

发明内容

本发明的目的是提供一种麦饭石紫砂混炼泥陶器，制作时不加入任何化学粘合剂，不加入烧制时产生阻断离子溶出通道和离子吸附表面微孔物质的高岭土等易瓷化矿物。该产品的溶出离子浓度高、溶出速率快、溶出离子种类多以及对重金属离子吸附性能好，且外形美观典雅。

本发明采用如下技术方案：

一种麦饭石紫砂混炼泥陶器，陶器含有50-80％(重量比)的天然麦饭石和20-50％(重量比)的紫砂。

优选地，陶器是用麦饭石紫砂混炼泥制造的陶器。

优选地，紫砂至少为天青泥、底槽青泥、红棕泥、大红泥、本山绿泥、白麻子泥、红麻子泥、红泥中的一种。

优选地，麦饭石紫砂混炼泥陶器含有作为离子溶出通道和离子吸附表面的微孔。

优选地，麦饭石紫砂混炼泥陶器的离子溶出速率是天然麦饭石的离子溶出速率的6-40倍，且溶出离子的平衡浓度在其中毒水平以下。

一种制备前述权利要求中任一项的麦饭石紫砂混炼泥陶器的方法，包括以下步骤：

a.将在球磨粉碎机中粉碎成粒度为80-200目的天然麦饭石与经自然陈腐的紫砂按比例混合均匀，混合物在研磨机或石磨中研磨，得混合物粉末；

b.将研磨粉碎后的粉末用40目筛筛选，并用强磁棒清除磁铁矿；

c.得到的经筛选和除铁的混合物粉末加水，用淘洗法，漂除云母片和一些较轻的碎屑杂质悬浮物，泥浆比重控制在1.7以下，并采用过滤式方法再次用强磁网除铁，然后调合均匀下缸浸泡24小时以上；

d.将浸泡好的泥浆起缸干燥，捶打成泥或机械真空炼泥，炼好的泥密封包装，制得麦饭石紫砂混炼泥；

e.用麦饭石紫砂混炼泥按紫砂成型工艺手工打身筒、半手工靠模或机械成型工艺制成陶器生坯，生坯自然干燥后可根据需要在表面进行刻绘；

f.将干燥后的陶器生坯入电窑或柴窑烧制。

优选地，在步骤b中，在将粉碎后的粉末过筛筛选时用强磁棒清除磁铁矿，混合物粉末用淘洗法漂除云母片和一些较轻的碎屑杂质悬浮物，并采用过滤式方法再次用强磁网除铁。

优选地，在步骤e中，成型工艺为艺手工打身筒、半手工靠模或机械成型。

优选地，在步骤f中，电窑或柴窑烧制温度在1120-1170℃范围内烧制8-12小时。

优选地，在步骤e中，麦饭石紫砂混炼泥陶器包括茶具、餐具、花盆、烧水壶、奶茶具、矿化水罐等容器。

本发明的有益效果为：

由于采用了上述技术方案，本发明烧结器皿不但外形美观典雅，而且离子溶出速率是天然麦饭石6-40倍，溶出离子的种类比天然麦饭石增加，溶出离子的平衡浓度在其中毒水平以下，溶出有害离子的浓度控制在《内蒙古中华麦饭石蒙DB523-89标准》以下，麦饭石紫砂混炼泥陶器与紫砂陶器的物理结构基本相同；麦饭石紫砂混炼泥陶器中含有大量的微孔，其孔径范围在0.01-8.0μm之间，平均孔径在1.0-3.Oμm之间，微孔的内比表面积在15,000-35,000cm²/g之间，大大高于天然麦饭石和紫砂陶器的孔径、平均孔径。麦饭石紫砂混炼泥陶器中，由于含有大量孔径大的微孔，因此其溶出离子的速率可大大提高。由于含有紫砂，在高温时通过固溶、掺杂、制造缺位和晶体异位等因素削弱麦饭石对人体有益的离子的结合强度，从而增强其溶出能力，同时实现强化麦饭石对人体有害离子的结合，从而最大强度地降低其溶出能力。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的内容不限于所举的实施例。

天然麦饭石是一种早就被人应用的矿物药材，它属于火成岩类中的石英斑岩或石英二长岩，主要矿物为斜长石、钾长石、钠长石、石英、角闪石、黑云母、钙铁榴石等，副产物有锆英石、磷灰石、磁铁矿、钛铁矿等，其中有些矿物(如角闪石、黑云母等)已发生了不同成都的蚀变，从其化学组成上看，主要含有Si0₂、Na₂0、K₂0、Ca0、Mg0、Fe₂0₃和Fe0等，此外还含有多种金属元素和过渡金属元素，如Li、Sr、Ba、Ca、Ce、Sn、Pb、As、Bi、Se；所述的烧结物对一些生物有害的重金属元素离子，如Pb²⁺、Hg²⁺、Ag⁺等有较强的选择性吸附作用。

麦饭石紫砂混炼泥陶器选用天然麦饭石和宜兴产的紫砂为主要成分，其麦饭石含量为烧结物总重的50-70％，紫砂为30-50％，所述的紫砂为宜兴产的天青泥、底槽青泥、红棕泥、大红泥、本山绿泥、白麻子泥、红麻子泥、红泥中的一种或几种。

麦饭石紫砂混炼泥陶器含有(50％中华麦饭石50％紫砂泥混炼泥烧制)：SiO₂ 67.16％，Al₂O₃ 16.98％，CaO 2.1％，MgO 0.65％，Na₂O 2.07％，K₂O 1.98％，Fe₂O₃ 4.82％，TiO₂ 0.22％，MnO 0.027％，以及P、Ba、Co、Cu、Zn、Li、Sr、V、Mo、Nb、Ta、Ga、Ni、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Yb、Y、Sc、Bi、Eu、Tb、Er、Lu，Se、Ge、Sn、W、Sm、Dy、Tm和Sb分别为1-1000ppm，所述的百分比为重量百分比。

在天然中华麦饭石中，一些对生物有益的元素如Li、Zn、Mo、Mg等，或者是因为含量很少，或者是因为结合力很强而不能溶出或溶出量非常小，其他有益元素的溶出量也很小，溶出速率也很低，本发明的麦饭石紫砂混炼泥陶器，形成有大量的微孔，其孔径在范围在0.01-8.0μm之间，平均孔径在1.0-3.0μm之间，微孔的内比表面积在15,000-35,000 cm²/g之间，大大高于天然麦饭石的孔径、平均孔径和孔内表面积(分别为0.01-0.75μm、0.30-0.45μm、5000-8000cm²/g)。

本产品的制备方法为：

f.将干燥后的陶器生坯入电窑或柴窑烧制。温度控制在1120-1170℃范围内，烧制8-12小时，制得麦饭石紫砂混炼泥陶器。

混合原料粉碎过程中，麦饭石颗粒不可过大，否则烧制后表面出“毛刺”，同时需用强磁棒除铁，否则烧成成品大多会出现黑色斑点，温度过高会出现熔点孔，影响陶器美观。

烧结过程中的烧结温度对麦饭石紫砂混炼泥陶器的性能的影响非常大，温度过低，烧结强度不够，温度过高，则影响烧结物的离子溶出通道和离子吸附表面的微孔的形成，甚至瓷化、粘结变形。另外，麦饭石紫砂混炼泥陶器的性能对温度变化非常敏感，烧结过程中必须控制烧结温度的波动范围在±5℃以内。烧结温度根据烧结器皿的组成成分比例、紫砂种类、麦饭石颗粒大小等因素进行调整。混合不同的紫砂品种烧结温度不同。一方面，在烧结过程中可以通过固液、掺杂、制造缺位的品格歪扭等作用改变麦饭石的微观结构，并且通过麦饭石紫砂烧结物具有的大孔径、高孔内比表面积的微孔，使离子的溶出速率和溶出量增加；另一方面，可以增加天然麦饭石中某些微量元素的含量，帮助调整溶出离子的速率和浓度。由于粉末粒径小，其比表面积较大处于固体表面的原子或离子的数量多，离子的溶出速率和溶出量增加。

在配制混炼泥时，通过调整紫砂颗粒大小来控制麦饭石紫砂混炼泥陶器的表面离子溶出通道和离子吸附表面的微孔，增强其透气性，使离子溶出通道和离子吸附表面的微孔通畅。

成型步骤中，不加入任何化学粘合剂，不加入烧制时产生阻断离子溶出通道和离子吸附表面微孔物质的高岭土等易瓷化矿物，只用紫砂矿，包括天青泥、底槽青泥、红棕泥、大红泥、本山绿泥、白麻子泥、红麻子泥、红泥中的一种或数种。

按照本方法，麦饭石粉末粒径控制在80-200目，紫砂40目左右，由于麦饭石粉末粒径小，其比表而积较大处子固体表面的原子或离子的数量多，离子的溶出速率和溶出量增加。紫砂颗粒大，陶器的表面孔径大，增强了其透气性，使离子溶出通道和离子吸附表面的微孔通畅。

实施例1

按重量百分比分别为50％的100目中华麦饭石与40％的紫砂底槽青泥在粉碎机中粉碎成40-200目大小的混合物粉末，将粉碎后的粉末用40目筛筛选，并用强磁棒清除磁铁矿，得到的混合物粉末加水，用淘洗法，清除云母片和一些较轻的碎屑杂质悬浮物，然后搀和10％的50目底槽青泥砂砾调合均匀下缸浸泡，泥浆比重最好能控制在1.7以下，并采用过滤式再次用强磁网除铁，将浸泡24小时以上的泥浆起缸干燥，捶打成泥或机械中空炼泥，炼好的泥密封包装。用炼好的泥按紫砂成型工艺手工打坯制成麦饭石紫砂壶生坯，自然干燥后刻绘。

将干燥后刻绘生坯入电窑烧制，温度1140℃，烧制时间12小时，制得麦饭石紫砂壶。其性能如下：

1)实施例1

麦饭石紫砂壶溶出离子速率：以电导率表示(μs/cm)

2)溶出离子浓度(100克样品分别放入200ml蒸馏水中24小时测定)

3)吸附性能(见下表)单位吸附量(μg/g)

实施例2

按重量百分比分别为50％的80-120目中华麦饭石与50％的紫砂红棕泥在粉碎机中粉碎成40-200目大小的混合物粉末，将粉碎后的粉末用40目筛筛选，并用强磁棒清除磁铁矿，得到的混合物粉末加水，用淘洗法，清除云母片和一些较轻的碎屑杂质悬浮物，然后调合均匀下缸浸泡，泥浆比重最好能控制在1.7以下，并采用过滤式再次用强磁网除铁，将浸泡24小时以上的泥浆起缸干燥，捶打成泥或机械中空炼泥，炼好的泥密封包装。用炼好的泥按紫砂成型工艺靠模制成麦饭石紫砂壶生坯，自然干燥。将干燥后刻绘生坯入电窑烧制，温度1150℃，烧制时间10小时，制得麦饭石紫砂壶。

实施例3

按重量百分比分别为55％的100-200目中华麦饭石与35％的紫砂底槽青泥在粉碎机中粉碎成40-200目大小的混合物粉末，将粉碎后的粉末用40目筛筛选，并用强磁棒清除磁铁矿，得到的混合物粉末加水，用淘洗法，清除云母片和一些较轻的碎屑杂质悬浮物，然后搀和10％的50目底槽青泥砂砾调合均匀下缸浸泡，泥浆比重最好能控制在1.7以下，并采用过滤式再次用强磁网除铁，将浸泡24小时以上的泥浆起缸干燥，捶打成泥或机械中空炼泥，炼好的泥密封包装。用炼好的泥按紫砂成型工艺靠模制成麦饭石紫砂杯生坯，自然干燥。将干燥后刻绘生坯入电窑烧制，温度1160℃，烧制时间10小时，制得麦饭石紫砂杯。

实施例4

按重量百分比分别为50％的80-120目中华麦饭石与50％的紫砂红棕泥在粉碎机中粉碎成40-200目大小的混合物粉末，将粉碎后的粉末用40目筛筛选，并用强磁棒清除磁铁矿，得到的混合物粉末加水，用淘洗法，清除云母片和一些较轻的碎屑杂质悬浮物，然后调合均匀下缸浸泡，泥浆比重最好能控制在1.7以下，并采用过滤式再次用强磁网除铁，将浸泡24小时以上的泥浆起缸干燥，捶打成泥或机械中空炼泥，炼好的泥密封包装。用炼好的泥按紫砂成型工艺靠模制成容量40L麦饭石紫砂储水罐生坯，自然干燥。将干燥后生坯入电窑烧制，温度1170℃，烧制时间12小时，制得麦饭石紫砂储水罐。

实施例5

按重量百分比分别为60％的100-200目中华麦饭石与20％的紫砂红棕泥在粉碎机中粉碎成40-200目大小的混合物粉末，将粉碎后的粉末用40目筛筛选，并用强磁棒清除磁铁矿，得到的混合物粉末加水，用淘洗法，清除云母片和一些较轻的碎屑杂质悬浮物，然后加入20％的紫砂红棕泥砂砾调合均匀下缸浸泡，泥浆比重最好能控制在1.7以下，并采用过滤式再次用强磁网除铁，将浸泡24小时以上的泥浆起缸干燥，捶打成泥或机械中空炼泥，炼好的泥密封包装。用炼好的泥按紫砂成型工艺手工打坯制成麦饭石紫砂奶茶壶，自然干燥。将干燥后生坯入电窑烧制，温度1130℃，烧制时间10小时，制得麦饭石紫砂奶茶壶。

对比实验1

将500ml蒸馏水浸泡于麦饭石紫砂混炼泥陶器中，按一定的时间间隔测定溶液的导电率值，根据电导率的变化值来判断产品的离子溶出速率。

测定结果见表1

溶出时间(分)	1	5	10	30	60	120
							中华麦饭石	1.7	1.7	1.9	2.0	2.0	2.2
麦饭石紫砂壶	10.5	28.2	34.6	40.2	47.6	80.5
							增长倍率(μs/cm)	6.2	16.6	18.2	20.1	23.8	36.6

如表1所示，中华麦饭石紫砂混炼泥陶器中的离子溶出速率要大大高于天然麦饭石中的离子溶出速率，前者是后者的6-40倍。另一方面，微孔毛细管作用可以对离子起吸附作用，尤其是对人体有害的重金属离子的选择性吸附作用，例如对Pb2+、Hg2+、Ag+等的吸附，控制了它们的溶出速率和溶出量，使烧结物中的有害离子的溶出浓度控制在内蒙古中华麦饭石MDB523-89标准要求以下。

对比实验2

分别将100ml浓度为10ppm的Pb2+、Hg2+、Ag+放入麦饭石紫砂混炼泥陶器中浸泡1小时后测定结果如下：

结果表明，本发明的麦饭石紫砂混炼泥陶器对一些人体有害的重金属离子有较好的选择吸附作用。

对比实验3

将100ml蒸馏水放入麦饭石紫砂混炼泥陶器和天然麦饭石容器中浸泡，2小时测定水的电导率，然后重新更换蒸馏水，反复测定，电导率值(离子的溶出浓度)列于下表：

如表每次浸泡后，用本发明的麦饭石紫砂混炼泥陶器，水溶液的电导率均高于天然麦饭石，这表明本发明的麦饭石紫砂混炼泥陶器的使用寿命及效果均优于天然麦饭石。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims

1.一种麦饭石紫砂混炼泥陶器，其特征在于：所述陶器含有50-80％(重量比)的天然麦饭石和20-50％(重量比)的紫砂。

2.按照权利要求1所述的麦饭石紫砂混炼泥陶器，其特征在于：所述的陶器是用麦饭石紫砂混炼泥制造的陶器。

3.按照权利要求1所述的麦饭石紫砂混炼泥陶器，其特征在于：所述的紫砂至少为天青泥、底槽青泥、红棕泥、大红泥、本山绿泥、白麻子泥、红麻子泥、红泥中的一种。

4.按照权利要求1或2所述的麦饭石紫砂混炼泥陶器，其特征在于：所述的麦饭石紫砂混炼泥陶器含有作为离子溶出通道和离子吸附表面的微孔。

5.按照权利要求1或2所述的麦饭石紫砂混炼泥陶器，其特征在于：所述的麦饭石紫砂混炼泥陶器的离子溶出速率是天然麦饭石的离子溶出速率的6-40倍，且溶出离子的平衡浓度在其中毒水平以下。

6.一种制备前述权利要求中任一项所述的麦饭石紫砂混炼泥陶器的方法，包括以下步骤：

f.将干燥后的陶器生坯入电窑或柴窑烧制。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤b中，在将粉碎后的粉末过筛筛选时用强磁棒清除磁铁矿，混合物粉末用淘洗法漂除云母片和一些较轻的碎屑杂质悬浮物，并采用过滤式方法再次用强磁网除铁。

8.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤e中，所述成型工艺为艺手工打身筒、半手工靠模或机械成型。

9.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤f中，所述电窑或柴窑烧制温度在1120-1170℃范围内烧制8-12小时。

10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤e中，所述麦饭石紫砂混炼泥陶器包括茶具、餐具、花盆、烧水壶、奶茶具、矿化水罐等容器。