CN107586098A - 一种超低重金属溶出、低放射性的陨石陶瓷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超低重金属溶出、低放射性的陨石陶瓷及其制备方法，按质量百分比计算，由以下组分制成：无球粒钙质陨石0.3～43%，紫砂56～95%，黏土1～5%，经过选料研磨、调浆、练泥、陈腐、回练泥、成型、干燥、素烧、烧成，加工制成的复合陶器具有烧成率高，超低重金属溶出和低放射性的优点，超低的重金属溶出和低放射性使其使用更安全，破损等二次处理均对无环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷技术领域，具体来说，涉及一种超低重金属溶出、低放射性的陨石陶瓷及其制备方法。
背景技术
陶器材料有很多，接触食物（包括水、饮料）的陶器含有可以溶出的重金属。人们几乎每天都要使用的陶瓷餐具、茶具、咖啡具的陶瓷器皿，往往含有可以溶出的铅和镉。尤其在食物、水温度比较高时，有一定酸度时，例如在餐具中有醋，铅镉离子更容易溶出，随着食物和水进入人体，瓷土中也含有铅镉铁等金属，这些金属成分不是有意加进去的，而是自然存在的，无法避免的。同时陨石在陶瓷材料中的应用还是一个空白，超低重金属溶出和低放射性的陨石陶瓷材料更是鲜为人知。本发明是在紫砂陶瓷材料的复合应用基础上，又添加了低放射性无球粒钙质陨石材料，使其具有超低重金属溢出和低放射性的复合材料，给紫砂陶瓷材料家族新添一丁。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种超低重金属溶出、低放射性的陨石陶瓷及其制备方法，有明显的超低重金属溶出和低放射性的特点。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种超低重金属溶出、低放射性的陨石陶瓷，按质量百分比计算，由以下组分制成：无球粒钙质陨石0.3～43%，紫砂56～95%，黏土1～5%。
进一步地，所述紫砂为200目以上。
进一步地，所述黏土为200目以上。
进一步地，所述无球粒钙质陨石为200目以上。
一种超低重金属溶出、低放射性的陨石陶瓷制备方法，包括以下步骤：
S1：选料研磨：选取原料无球粒钙质陨石、紫砂、黏土；将无球粒钙质陨石研磨成200目以上粉体，紫砂研磨成200目以上，黏土要求研磨成200目以上；
S2：调浆：将步骤S1中三种原料均晾干、按以下质量组分称重原材料：无球粒钙质陨石0.3～43%，紫砂56～95%，黏土1～5%、充分混合，按质量百分比计算：水与步骤S1中混合料10:2调浆，所述调浆用水中Zn含量为0.7mg/L以上，β放射性小于0.03Bq/L；
S3：练泥：反复搓揉捶打挤压步骤S2中所述的调浆后的混合料，直至泥料断面发亮；
S4：陈腐：将经过步骤S3获得的混合料，装入密闭容器内静止3-5个月；
S5：回练泥：将经过步骤S4获得的混合料再次搓揉、捶打、挤压练泥；
S6：成型：将经过步骤S5获得的混合料，采用手工或磨具制作成型；
S7：干燥：将步骤S6中成型后的胚体阴干；
S8：烘干：将步骤S7中干燥后的胚体装窑后，2小时升温至100℃，100℃保持2小时，再用40分钟升温至200℃，200℃保持1小时，自然冷却后取出胚体修胚；
S9：烧成：1小时升温至200℃，再1.5小时升温至500℃，保持20分钟，再40分钟升温至700℃，保持20分钟使其转晶，之后再1小时40分钟升温至1160℃保持0.5小时，熄火，打开风门自然冷却至700℃，700-500℃关闭风门，温度降至500℃再次打开风门，待降至160℃以下时，半开窑门通风冷却直至出窑。
进一步地，步骤S4中所述密闭容器为不锈钢容器或瓷器容器。
本发明的有益效果：本发明的原料配比和烧制工艺，加工制成的复合陶器具有烧成率高，超低重金属溶出和低放射性的优点，超低的重金属溶出和低放射性使其使用更安全，破损等二次处理均对无环境污染。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
无球粒钙质陨石：选用白沙陨石，主要化学组成为：SiO2：48.99%，FeO：16.80%，MgO：10.47%，Al2O3：10.77%，CaO：9.21%，另有微量元素Zn、Sr、Cs等以及丰富的稀土元素如La、Ce 、Nd 、Sm 、Eu等。
紫砂：选自宜兴尾矿。
黏土：选自淄博产地或贵州产地。
调浆用水：选自贵州息烽，调浆用水中Zn含量为0.7mg/L以上，β放射性小于0.03Bq/L。
实施例1：
S1：选料研磨：按以下组分准备原材料：无球粒钙质陨石，紫砂，黏土；将无球粒钙质陨石研磨成200目的粉体，紫砂研磨成200目的粉体，黏土研磨成200目的粉体；
S2：调浆：将步骤S1中三种原料均晾干、称取无球粒钙质陨石0.3g，紫砂95g，黏土4.7g、充分混合，加入20g水调浆，调浆用水中Zn含量为0.7mg/L以上，β放射性小于0.03Bq/L；
S3：练泥：反复搓揉捶打挤压步骤S2中所述的调浆后的混合料，直至泥料断面发亮；
S4：陈腐：将经过步骤S3获得的混合料，装入密闭不锈钢容器内静止3个月；
S5：回练泥：将经过步骤S4获得的混合料再次搓揉、捶打、挤压练泥；
S6：成型：将经过步骤S5获得的混合料，采用手工制作成型；
S7：干燥：将步骤S6中成型后的胚体阴干；
S8：烘干：将步骤S7中干燥后的胚体装窑后，2小时升温至100℃，100℃保持2小时，再用40分钟升温至200℃，200℃保持1小时，自然冷却后取出胚体修胚；
S9：烧成：1小时升温至200℃，再1.5小时升温至500℃，保持20分钟，再40分钟升温至700℃，保持20分钟使其转晶，之后再1小时40分钟升温至1160℃保持0.5小时，熄火，打开风门自然冷却至700℃，关闭风门，温度降至500℃再次打开风门，待降至160℃以下时，半开窑门通风冷却直至出窑。
对所得陶瓷制品进行性能检测，结果为烧成率为：90%以上，相对密度为：1.84g/cm³，经国家陶瓷重点实验室佛山出入境检验检疫局检验检疫综合技术中心检测重金属铅、镉溶出量，检测结果为：铅溶出量小于0.1 mg/L（标准要求小于等于0.5 mg/L）；镉溶出小于0.02 mg/L（标准要求0.5mg/L），经国家陶瓷重点实验室佛山出入境检验检疫局检验检疫综合技术中心检测陶瓷制品放射性结果为：内照指数Ira 0.3（标准要求小于等于1.0），外照指数0.6（标准要求小于等于1.3）。
实施例2：
S1：选料研磨：按以下组分准备原材料：无球粒钙质陨石，紫砂，黏土；将无球粒钙质陨石研磨成250目的粉体，紫砂研磨成300目的粉体，黏土研磨成200目的粉体；
S2：调浆：将步骤S1中三种原料均晾干、称取无球粒钙质陨石43g，紫砂56g，黏土1.0g、充分混合，加入20g水调浆，调浆用水中Zn含量为0.7mg/L以上，β放射性小于0.03Bq/L；
S3：练泥：反复搓揉捶打挤压步骤S2中所述的调浆后的混合料，直至泥料断面发亮；
S4：陈腐：将经过步骤S3获得的混合料，装入密闭瓷器容器内静止5个月；
S5：回练泥：将经过步骤S4获得的混合料再次搓揉、捶打、挤压练泥；
S6：成型：将经过步骤S5获得的混合料，采用手工制作成型；
S7：干燥：将步骤S6中成型后的胚体阴干；
S8：烘干：将步骤S7中干燥后的胚体装窑后，2小时升温至100℃，100℃保持2小时，再用40分钟升温至200℃，200℃保持1小时，自然冷却后取出胚体修胚；
S9：烧成：1小时升温至200℃，再1.5小时升温至500℃，保持20分钟，再40分钟升温至700℃，保持20分钟使其转晶，之后再1小时40分钟升温至1160℃保持0.5小时，熄火，打开风门自然冷却至700℃，关闭风门，温度降至500℃再次打开风门，待降至160℃以下时，半开窑门通风冷却直至出窑。
对所得陶瓷制品进行性能检测，结果为烧成率为：90%以上，相对密度为：1.87g/cm³，经国家陶瓷重点实验室佛山出入境检验检疫局检验检疫综合技术中心检测重金属铅、镉溶出量，检测结果为：铅溶出量小于0.1 mg/L（标准要求小于等于0.5 mg/L）；镉溶出小于0.02 mg/L（标准要求0.5mg/L），经国家陶瓷重点实验室佛山出入境检验检疫局检验检疫综合技术中心检测陶瓷制品放射性结果为：内照指数Ira 0.3（标准要求小于等于1.0），外照指数0.6（标准要求小于等于1.3）。
实施例3：
S1：选料研磨：按以下组分准备原材料：无球粒钙质陨石，紫砂，黏土；将无球粒钙质陨石研磨成300目的粉体，紫砂研磨成300目的粉体，黏土研磨成300目的粉体；
S2：调浆：将步骤S1中三种原料均晾干、称取无球粒钙质陨石30g，紫砂65g，黏土5.0g、充分混合，加入20g水调浆，调浆用水中Zn含量为0.7mg/L以上，β放射性小于0.03Bq/L；
S3：练泥：反复搓揉捶打挤压步骤S2中所述的调浆后的混合料，直至泥料断面发亮；
S4：陈腐：将经过步骤S3获得的混合料，装入密闭不锈钢容器内静止4个月；
S5：回练泥：将经过步骤S4获得的混合料再次搓揉、捶打、挤压练泥；
S6：成型：将经过步骤S5获得的混合料，采用手工制作成型；
S7：干燥：将步骤S6中成型后的胚体阴干；
S8：烘干：将步骤S7中干燥后的胚体装窑后，2小时升温至100℃，100℃保持2小时，再用40分钟升温至200℃，200℃保持1小时，自然冷却后取出胚体修胚；
S9：烧成：1小时升温至200℃，再1.5小时升温至500℃，保持20分钟，再40分钟升温至700℃，保持20分钟使其转晶，之后再1小时40分钟升温至1160℃保持0.5小时，熄火，打开风门自然冷却至700℃，关闭风门，温度降至500℃再次打开风门，待降至160℃以下时，半开窑门通风冷却直至出窑。
对所得陶瓷制品进行性能检测，结果为烧成率为：90%以上，相对密度为：1.85g/cm³，经国家陶瓷重点实验室佛山出入境检验检疫局检验检疫综合技术中心检测重金属铅、镉溶出量，检测结果为：铅溶出量小于0.1 mg/L（标准要求小于等于0.5 mg/L）；镉溶出小于0.02 mg/L（标准要求0.5mg/L），经国家陶瓷重点实验室佛山出入境检验检疫局检验检疫综合技术中心检测陶瓷制品放射性结果为：内照指数Ira 0.3（标准要求小于等于1.0），外照指数0.6（标准要求小于等于1.3）。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过采用本发明的原料配比和烧制工艺，加工制成的复合陶器具有烧成率高，超低重金属溶出和低放射性的优点，超低的重金属溶出和低放射性使其使用更安全，破损等二次处理均对无环境污染。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种超低重金属溶出、低放射性的陨石陶瓷，其特征在于，按质量百分比计算，由以下组分制成：无球粒钙质陨石0.3～43%，紫砂56～95%，黏土1～5%。
2.根据权利要求1所述一种超低重金属溶出、低放射性的陨石陶瓷，其特征在于，所述紫砂为200目以上。
3.根据权利要求1所述一种超低重金属溶出、低放射性的陨石陶瓷，其特征在于，所述黏土为200目以上。
4.根据权利要求1所述一种超低重金属溶出、低放射性的陨石陶瓷，其特征在于，所述无球粒钙质陨石为200目以上。
5.一种超低重金属溶出、低放射性的陨石陶瓷制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：选料研磨：选取原料无球粒钙质陨石、紫砂、黏土；将无球粒钙质陨石研磨成200目以上粉体，紫砂研磨成200目以上，黏土要求研磨成200目以上；
S2：调浆：将步骤S1中三种原料均晾干、按以下质量组分称重原材料：无球粒钙质陨石0.3～43%，紫砂56～95%，黏土1～5%、充分混合，按质量百分比计算：水与步骤S1中混合料10:2调浆，所述调浆用水中Zn含量为0.7mg/L以上，β放射性小于0.03Bq/L；
S3：练泥：反复搓揉捶打挤压步骤S2中所述的调浆后的混合料，直至泥料断面发亮；
S4：陈腐：将经过步骤S3获得的混合料，装入密闭容器内静止3-5个月；
S5：回练泥：将经过步骤S4获得的混合料再次搓揉、捶打、挤压练泥；
S6：成型：将经过步骤S5获得的混合料，采用手工或磨具制作成型；
S7：干燥：将步骤S6中成型后的胚体阴干；
S8：烘干：将步骤S7中干燥后的胚体装窑后，2小时升温至100℃，100℃保持2小时，再用40分钟升温至200℃，200℃保持1小时，自然冷却后取出胚体修胚；
S9：烧成：1小时升温至200℃，再1.5小时升温至500℃，保持20分钟，再40分钟升温至700℃，保持20分钟使其转晶，之后再1小时40分钟升温至1160℃保持0.5小时，熄火，打开风门自然冷却至700℃，700-500℃关闭风门，温度降至500℃再次打开风门，待降至160℃以下时，半开窑门通风冷却直至出窑。
6.根据权利要求5所述一种超低重金属溶出、低放射性的陨石陶瓷制备方法，其特征在于，步骤S4中所述密闭容器为不锈钢容器或瓷器容器。
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