CN1043340C - 彩色陶瓷制品原料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种彩色陶瓷制品原料，是以含有3%≤Fe+Ti+Co+Ni≤45%(重量%)的钒钛磁铁矿尾矿为基料，加入一定比例的添加剂，加入或不加入着色剂所制成。其优点是，基料中不含游离铁、五氧化二钒等有害物；其制品的烧成温度宽，易于实现低温快烧；其制品具有强度高、硬度大、吸水率低、耐腐蚀等多种优于天然花岗岩的性能和色质稳定、品种颜色多样化的特点。

Description

彩色陶瓷制品原料
本发明属于以铁氧体和氧化钛为基料的陶瓷技术领域，特别是涉及一种彩色陶瓷制品原料。
已有技术中，中国专利申请CN85102464公开了一种以钛、钒、铬、锰、铁含量之和大于20％或钛、钒、铬、锰含量之和大于3％的工业废渣、天然矿物或加入添加剂制成的陶瓷制品原料及其制品，其工业废渣所特指的是提钒尾渣或硫铁矿烧渣和铬渣。用其技术方案所描述的陶瓷制品原料只能制成黑色的金属氧化物陶瓷。如果用其制作装饰用建材制品，其理化性能优于天然花岗岩，其缺点是色彩单一，制品比重大，制品在烧成过程中收缩率大等。
中国专利申请CN91107240.3所公开的，是以含有5-30％TiO2(重量％)高炉渣，加入或不加入添加剂，加入或不加入着色剂，作为生产彩色陶瓷制品的原料。其技术方案克服了含5-30％TiO2高炉渣活性低、难以综合利用的缺点，使TiO2在基料中稳定地表现出既能被着色，又能起着色作用的特点，并使基料能够很好地与添加剂或/和着色剂匹配，通过常规的生产方法制作成系列颜色的金属氧化物彩色陶瓷制品。用其制作成装饰用建材制品，同样具有优于天然花岗岩的理化性能，其缺点是制品的烧成温度范围窄，容易形成色差。
上面所说的CN85102464和CN91107240.3两种不同的技术解决方案，各自都具有明显的优点和存在的缺点。然而，这两种不同技术方案的陶瓷制品原料所共有的缺点如下所述：
1、基料中含有较多的游离铁。由于游离铁的存在一是增加了球磨基料或制品原料的加工时间；二是其制品在烧成过程中容易起泡或/和形成熔洞；三是容易引起制品在冷却过程中炸裂。
2、基料中含有较高的五氧化二钒。在烧成过程中，由于五氧化二钒等高价钒分解成低价钒释放出氧气，而引起制品起泡。
3、基料中含有一定量的Na2O和K2O，容易引起制品龟裂。
选铁后的钒钛磁铁矿尾矿，不同于提钒尾渣和高钛型高炉渣(主要反映在成分和性能上的差别)，是十足的冶金废弃物，成为环境污源。例如中国攀枝花钢铁(集团)公司矿山公司投产20年来，排放出的这种尾矿达9600多万吨。不仅污染了长江上游的金沙江部分流域，而且占用大量土地用以堆放，成为当地一大公害。
本发明的目的是，针对上述问题，提供一种以含有铁、钛、钴、镍的钒钛磁铁矿尾矿为基料，加入一定比例的添加剂，加入或不加入着色剂制成彩色陶瓷制品原料的技术方案。这种彩色陶瓷制品原料不仅不含有游离铁等有害元素，而且还具有优于天然花岗岩的理化性能。
本发明的目的是以下列技术解决方案来实现的：
彩色陶瓷制品原料，是以含有铁、钛、钴、镍的钒钛磁铁矿尾渣为基料，加入一定比例的添加剂，加入或不加入着色剂所制成。其基料中铁、钛、钴、镍之和(重量％)为：3％≤Fe+Ti+Co+Ni≤45％。
进一步地是，这种彩色陶瓷制品原料的基料中，铁、钛、钴、镍之和最好为：5％≤Fe+Ti+Co+Ni≤23％(重量％)。
进一步地是，这种彩色陶瓷制品原料中所加的添加剂是：
a、红粘土，其成分(重量％)为：52-60％SiO2,16-20％Al2O3,8-15％Fe2O3,0.2-10％CaO,0.5-2％MgO,0.3-3％TiO2，灼减：6-15％，其余为痕量元素和杂质。
b、白泥，其成分(重量％)为：50-58％SiO2,25-30％Al2O3,CaO(痕量)，0.5-2％MgO,0.5-3％TiO2,0.5-3％Fe2O3,MnO(痕量)，灼减：10-15％，其余为痕量元素和杂质。
c、黑泥，其成分(重量％)为：50-55％SiO2,28-36％Al2O3,0.5-2％Fe2O3,0.3-1％CaO,0.3-1％MgO,0.5-2％钛氧化物，灼减：10-15％，其余为痕量元素和杂质。
进一步地是，这种彩色陶瓷制品原料中所加的添加剂是Cr、Sn、Sb、Mn中的一种。
更进一步地是，铁红颜色制品的原料配方为：基料40-70％，红粘土20-60％，白泥5-10％。
更进一步地是，绛紫颜色制品的原料配方为：基料20-50％，红粘土40-60％，黑泥10-20％。
更进一步地是，咖啡颜色制品的原料配方为：基料30-60％，红粘土10-30％，黑泥20-40％。
更进一步地是，灰色制品原料配方为：基料50-80％，黑泥10-30％，白泥10-30％。
更进一步地是，茶红色制品的原料配方为：基料50-80％，红粘土10-30％，黑泥5-20％，白泥5-20％，外加着色剂Cr:0.05-1％(重量％)。
更进一步地是，绿色制品的原料配方为：基料30-70％，黑泥10-30％，白泥10-30％，外加着色剂Sn:0.2-1％(重量％)。
更进一步地是，黄色制品的原料配方为：基料50-70％，红粘土5-10％，黑泥10-30％，白泥10-30％，外加着色剂Sb:0.05-1％(重量％)。
更进一步地是，黑色制品的原料配方为：基料40-70％，黑泥10-40％，白泥10-30％，外加着色剂Mn:1-10％(重量％)。
其中，钒钛磁铁矿尾矿的化学成分为(重量％)：4-22％Fe2O3,3-12％TiO2,0.01-0.3％CoO,0.005-1％NiO,30-45％SiO2,10-25％Al2O3,2-15％CaO,2-10％MgO，其余为痕量元素和杂质。
与已有技术相比，本发明具有以下明显的优点：
1、基料中不含有游离铁，节省了磨料时间，有效地避免了制品在烧成过程中因游离铁而引起的起泡和形成的熔洞，以及在冷却过程中所引起的炸裂。
2、基料中含有极微的五氧化二钒，大大减少了五氧化二钒在烧成过程中由于分解成低价钒而引起制品的起泡。
3、基料中不含Na、K氧化物，有效防止了制品的龟裂。
4、基料中Fe和Ti的主要作用是作骨架，Co和Ni的主要作用是做熔剂；同时，Fe、Ti、Co和Ni共同构成一种稳定的着色基体。因此，其制品具有强度高、硬度大、吸水率低、耐腐蚀等多种优于天然花岗岩的性能，同时还具有色质稳定、品种颜色多样化的特点。
5、使废弃物得到利用，为解决占地和环境污染问题提供了手段，化害为利。
6、其制品的烧成温度范围宽，易于实现低温快烧。
下面，举例对本发明技术方案作进一步地说明：
彩色陶瓷制品原料，是以含有铁、钛、钴、镍的钒钛磁铁矿尾矿为基料，其中铁、钛、钴、镍之和为(重量％)：3％≤Fe+Ti+Co+Ni≤45％；最好为：5％≤Fe+Ti+Co+Ni≤23％。其基料的化学成分为(重量％)：4-22％Fe2O3,3-12％TiO2,0.01-0.3％CoO,0.005-1％NiO,30-45％SiO2,10-25％Al2O3,2-15％CaO,2-10％MgO，其余为痕量元素或其氧化物和杂质。加入的添加剂是：
a、红粘土，其成分(重量％)为：52-60％SiO2,16-20％Al2O3,8-15％Fe2O3,0.2-10％CaO,0.5-2％MgO,0.3-3％TiO2，灼减：6-15％，其余为痕量元素和杂质。
b、白泥，其成分(重量％)为：50-58％SiO2,25-30％Al2O3,CaO(痕量)，0.5-2％MgO,0.5-3％TiO2,0.5-3％Fe2O3,MnO(痕量)，灼减：10-15％，其余为痕量元素和杂质。
c、黑泥，其成分(重量％)为：50-55％SiO2,28-36％Al2O3,0.5-2％Fe2O3,0.3-1％CaO,0.3-1％MgO,0.5-2％钛氧化物，灼减：10-15％，其余为痕量元素和杂质。
所加入的着色剂是Cr、Sn或Sb中的一种。
实施例1
铁红颜色制品的原料配方为：
基料(％) 红粘土(％) 白泥(％)
1     40     55     5
2     60     30     10
实施例2
绛紫颜色制品的原料配方为：
基料(％) 红粘土(％) 黑泥(％)
1     30     60     10
2     40     40     20
实施例3
咖啡颜色制品的原料配方为：
基料(％) 红粘土(％)     黑泥(％)
1     30     30     40
2     60     20     20
实施例4
灰色制品的原料配方为：
基料(％) 黑泥(％) 白泥(％)
1     60     28     15
2     70     10     20
实施例5
茶红色制品的原料配方为：
基料(％) 红粘土(％) 黑泥(％) 白泥(％) 着色剂(Cr)(重量％)
1     55     20     15     10  0.1(外加)
2     65     l0     10     15  0.1(外加)
实施例6
绿色制品的原料配方为：
基料(％) 黑泥(％) 白泥(％) 着色剂(Sn)(重量％)
    1     50     30     20  0.1(外加)
    2     65     15     20  0.1(外加)
实施例7
黄色制品的原料配方为：
基料(％) 红粘土(％) 黑泥(％) 白泥(％) 着色剂(Sb)(重量％)
1     50     5     20     25  0.1(外加)
2     65     5     10     20  0.1(外加)
实施例8
黑色制品的原料配方为：
基料(％) 黑泥(％) 白泥(％) 着色剂(Mn)(重量％)
    1     50     30     20     5(外加)
    2     60     25     15     3(外加)

Claims (2)

1、彩色陶瓷制品原料，其特征在于，是以含有铁、钛、钴、镍的钒钛磁铁矿尾矿为基料，加入一定比例的添加剂，加入或不加入着色剂所制成，其基料中铁、钛、钴、镍之和为(重量％)：3％≤Fe+Ti+Co+Ni≤45％；
所加的添加剂是：
a、红粘土，其成分(重量％)为：52-60％SiO2,16-20％Al2O3,8-15％Fe2O3,0.2-10％CaO,0.5-2％MgO,0.3-3％TiO2，灼减：6-15％，其余为痕量元素和杂质；
b、白泥，其成分(重量％)为：50-58％SiO2,25-30％Al2O3,CaO(痕量)，0.5-2％MgO,0.5-3％TiO2,0.5-3％Fe2O3,MnO(痕量)，灼减：10-15％，其余为痕量元素和杂质；
c、黑泥，其成分(重量％)为：50-55％SiO2,28-36％Al2O3,0.5-2％Fe2O3,0.3-1％CaO,0.3-1％MgO,0.5-2％TiO2，灼减：10-15％，其余为痕量元素和杂质；
所加的着色剂是Cr、Sn、Sb、Mn中的一种；
(1)铁红颜色制品的原料配方为：基料40-70％，红粘土20-60％，白泥5-10％；
(2)绛紫颜色制品的原料配方为：基料20-50％，红粘土40-60％，黑泥10-20％；
(3)咖啡颜色制品的原料配方为：基料30-60％，红粘土10-30％，黑泥20-40％；
(4)灰色制品的原料配方为：基料50-80％，黑泥10-30％，白泥10-30％；
(5)茶红色制品的原料配方为：基料50-80％，红粘土10-30％，黑泥5-20％，白泥5-20％，外加着色剂Cr:0.05-1％(重量％)；
(6)绿色制品的原料配方为：基料30-70％，黑泥10-30％，白泥10-30％，外加着色剂Sn:0.2-1％(重量％)；
(7)黄色制品的原料配方为：基料50-70％，红粘土5-10％，黑泥10-30％，白泥10-30％，外加着色剂Sb:0.05-1％(重量％)；
(8)黑色制品的原料配方为：基料40-70％，黑泥10-40％，白泥10-30％，外加着色剂Mn:1-10％(重量％)。
2、如权利要求1所说的彩色陶瓷制品原料，其特征在于，基料中铁、钛、钴、镍之和最好为：5％Fe+Ti+Co+Ni≤23％(重量％)。
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