CN105198392B - 一种利用钢渣制备坯用黑色无钴陶瓷色料的方法及其装饰的产品 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用钢渣制备坯用黑色无钴陶瓷色料的方法及其装饰的产品，采用工业废钢渣及工业化工原料，按照质量百分比为：钢渣50～60%、氧化铬20～30%、氧化铜10～20%、氧化铁5～10%、氧化镍0.5～5%，经配料、球磨、干燥、煅烧、粉碎工序后获得制品。本发明以废钢渣为主要原料来制备坯用黑色无钴陶瓷色料，钢渣利用率高，所得色料制品黑度高、发色纯正、性能稳定。因此具有广阔的市场空间。

Description

一种利用钢渣制备坯用黑色无钴陶瓷色料的方法及其装饰的 产品

技术领域

本发明属于陶瓷色料技术领域，具体涉及一种利用钢渣制备坯用黑色无钴陶瓷色料的方法及其装饰的产品。

背景技术

黑瓷因具有端庄、肃穆、高贵、稳重的经典色感，一直深受人们喜爱。为获得黑色陶瓷制品，通常的作法是向坯体原料中加入黑色色料，将坯料与色料混合，经高温煅烧后即可得黑瓷制品。近代以来，陶瓷工业多采用铁、铬、钴、锰、铜等的金属氧化物来制成尖晶石型钴黑色料。但随着市场Co₂O₃价格的不断攀升，这种黑色料的大批量生产和应用受到了限制，研究开发价格低廉且发色效果好的钴黑色料替代品势在必行。

我国每年都将产生大量各种有毒、有害的废弃金属矿渣，这些废渣不仅占用大面积的露天场地，更对人体的生命健康构成威胁，倘若能将其废物利用制成黑色色料，则在各方面都具有十分积极的意义。目前，已有一些利用废渣制备黑色陶瓷色料的报道。例如中国专利申请，公开号为CN101696125A公开了一种利用铜矿尾砂制备无钴黑色陶瓷色料的方法，其技术方案是：以铜尾砂、氧化铁、氧化铬、氧化铜、氧化镍为原料，经混合后置于1180～1250℃下煅烧1小时，粉碎后可得最终产品。利用该方法所制备出的色料产品不仅黑度较低，且铜矿尾砂的用量也只占原料质量百分比的区区10～20%。公开号为CN102992808A公开了一种利用含铬废渣制备坯用黑色陶瓷色料的方法，其技术方案是：以含铬废渣、氧化铁、氧化铬为原料，经混合后置于1180～1250℃煅烧1小时，粉碎后可得最终产品。虽然利用该方法所制备出的色料产品具有较高黑度，但含铬废渣的利用率也很低，只占原料质量百分比的20~30%。而利用钢渣制备坯用黑色无钴陶瓷色料，还未有过报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种利用钢渣-Cr-Cu-Fe-Ni系制备黑度高、发色纯正、性能稳定的坯用黑色无钴陶瓷色料的方法及其装饰的产品。

本发明通过以下技术方案予以实现：一种利用钢渣制备坯用黑色无钴陶瓷色料的方法，其特征在于：采用工业废钢渣及工业化工原料，按照质量百分比为：钢渣50～60%、氧化铬20～30%、氧化铜10～20%、氧化铁5～10%、氧化镍0.5～5%，经配料、球磨、干燥、煅烧、粉碎工序后获得制品。

所述煅烧工序的最高温度为1180～1260℃，保温时间为30～180min。

所述球磨工序的时间为2h，球磨后原料过300目筛。

所述干燥工序的温度为80℃，时间为8h。

所述钢渣的化学组成质量百分比为：CaO 36.42～45.70%、Fe₂O₃ 24.63～33.18%、SiO₂ 12.20～16.59%、MgO 4.10～6.58%、Al₂O₃ 3.07～4.14%、MnO 2.36～4.28%、TiO₂ 0.40～0.66%、Cr₂O₃ 0.02～0.28%、V₂O₅ 0.02～0.25%。

上述坯用黑色无钴陶瓷色料装饰的产品，其特征在于：将含有上述色料质量百分比为8%的陶瓷坯体煅烧后获得瓷胎，瓷胎色度值域为：L*=16.73～19.49，a*=0.82～1.15，b*=0.67～1.36。

所述色料细度为过250目筛筛余为0，陶瓷坯体原料细度为过250目筛筛余过2～3%，所述煅烧温度为1100～1160℃，保温时间为10～20min。

所述陶瓷坯体的化学组成质量百分比为：SiO₂ 68.01～74.71%、Al₂O₃ 15.16～17.32%、Fe₂O₃ 0.11～0.38%、TiO₂ 0.02～0.10%、CaO 0.86～1.54%、MgO 1.07～1.83%、K₂O4.48～5.20%、Na₂O 1.91～2.47%、Li₂O 0.02～0.35%，烧失率1.65～3.31%。

本发明采用工业废钢渣为主要原料，制得的坯用黑色无钴陶瓷色料在坯体中发色纯正，性能稳定，不仅有效的利用了废物，而且大幅降低了生产成本，因此具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对本发明进行详细说明：

实施例1

步骤一：按照质量百分比配料：钢渣58.5%，氧化铬21%，氧化铜11%，氧化铁5%，氧化镍4.5%；

步骤二：将步骤一中的原料置于球磨装置中球磨细碎2h后过300目筛；

步骤三：将步骤二中的原料置于80℃温度下烘干8h；

步骤四：将步骤三中的原料置于1240℃温度下煅烧，保温60min，待样块冷却至室温后粉碎即可得色料制品；

步骤五：将步骤四所得色料制品过250目筛，按质量百分比将8%色料加入到92%的陶瓷坯体原料中，经球磨、造粒、压片、干燥等工序后，将坯块置于1150℃温度下煅烧，保温15min，获得瓷胎。

上述钢渣的化学组成质量百分比为：CaO 41.06%、Fe₂O₃ 31.76%、SiO₂ 14.50%、MgO4.33%、Al₂O₃ 3.84%、MnO 3.91%、TiO₂ 0.47%、Cr₂O₃ 0.05%、V₂O₅ 0.08%。

上述陶瓷坯体的化学组成质量百分比为：SiO₂ 72.53%、Al₂O₃ 15.70%、Fe₂O₃0.16%、TiO₂ 0.05%、CaO 0.91%、MgO 1.25%、K₂O 5.07%、Na₂O 2.24%、Li₂O 0.02%，烧失率2.07%。

实施例2

步骤一：按照质量百分比配料：钢渣55.5%，氧化铬28%，氧化铜10%，氧化铁5%，氧化镍1.5%；

步骤二：将步骤一中的原料置于球磨装置中球磨细碎2h后过300目筛；

步骤三：将步骤二中的原料置于80℃温度下烘干8h；

步骤四：将步骤三中的原料置于1190℃温度下煅烧，保温100min，待样块冷却至室温后粉碎即可得色料制品；

步骤五：将步骤四所得色料制品过250目筛，按质量百分比将8%色料加入到92%的陶瓷坯体原料中，经球磨、造粒、压片、干燥等工序后，将坯块置于1110℃温度下煅烧，保温10min，获得瓷胎。

上述钢渣的化学组成质量百分比为：CaO 40.76%、Fe₂O₃ 28.44%、SiO₂ 16.27%、MgO6.35%、Al₂O₃ 3.80%、MnO 3.79%、TiO₂ 0.41%、Cr₂O₃ 0.16%、V₂O₅ 0.02%。

上述陶瓷坯体的化学组成质量百分比为：SiO₂ 70.18%、Al₂O₃ 16.85%、Fe₂O₃0.32%、TiO₂ 0.10%、CaO 1.39%、MgO 1.73%、K₂O 4.55%、Na₂O 2.12%、Li₂O 0.30%，烧失率2.46%。

实施例3

步骤一：按照质量百分比配料：钢渣50%，氧化铬23.5%，氧化铜18%，氧化铁8%，氧化镍0.5%；

步骤二：将步骤一中的原料置于球磨装置中球磨细碎2h后过300目筛；

步骤三：将步骤二中的原料置于80℃温度下烘干8h；

步骤四：将步骤三中的原料置于1180℃温度下煅烧，保温160min，待样块冷却至室温后粉碎即可得色料制品；

步骤五：将步骤四所得色料制品过250目筛，按质量百分比将8%色料加入到92%的陶瓷坯体原料中，经球磨、造粒、压片、干燥等工序后，将坯块置于1140℃温度下煅烧，保温20min，获得瓷胎。

上述钢渣的化学组成质量百分比为：CaO 42.03%、Fe₂O₃ 32.58%、SiO₂ 13.92%、MgO5.04%、Al₂O₃ 3.26%、MnO 2.51%、TiO₂ 0.53%、Cr₂O₃ 0.02%、V₂O₅ 0.11%。

上述陶瓷坯体的化学组成质量百分比为：SiO₂ 70.76%、Al₂O₃ 16.28%、Fe₂O₃0.30%、TiO₂ 0.07%、CaO 1.28%、MgO 1.44%、K₂O 4.68%、Na₂O 2.09%、Li₂O 0.25%，烧失率2.85%。

采用北京康光仪器有限公司生产的WSD-3A型全自动白度计对实施例制得瓷胎色度进行测量，得到的色度数据如下：

实施例1：L*=18.90，a*=1.12，b*=0.83；

实施例2：L*=17.68，a*=0.84，b*=1.21；

实施例3：L*=17.14，a*=0.91，b*=0.77。

Claims (1)

1.一种利用钢渣制备坯用黑色无钴陶瓷色料的方法，其特征在于：

步骤一：按照质量百分比配料：钢渣58.5%，氧化铬21%，氧化铜11%，氧化铁5%，氧化镍4.5%；

步骤二：将步骤一中的原料置于球磨装置中球磨细碎2h后过300目筛；

步骤三：将步骤二中的原料置于80℃温度下烘干8h；

步骤四：将步骤三中的原料置于1240℃温度下煅烧，保温60min，待样块冷却至室温后粉碎即可得色料制品；

上述色料制品的色度值为：L*=18.90，a*=1.12，b*=0.83；

上述钢渣的化学组成质量百分比为：CaO 41.06%、Fe₂O₃ 31.76%、SiO₂ 14.50%、MgO4.33%、Al₂O₃ 3.84%、MnO 3.91%、TiO₂ 0.47%、Cr₂O₃ 0.05%、V₂O₅ 0.08%。