CN108219538A - 一种超白硅酸锆的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于陶瓷原材料技术领域，公开了一种超白硅酸锆的制备方法，主要采用以下步骤：以锆英砂、碳酸锆为主要原料，以去离子水为研磨介质，在室温条件下，利用普通球磨机研磨到要求的细度，加入碳酸锆，继续研磨。目的是让碳酸锆充分分散并对硅酸锆细颗粒进行包覆，最后得到带有碳酸锆包覆层的硅酸锆浆液，经过压滤机压滤成料餠，再进行强力破碎干燥，最后得到高分散性的碳酸锆包覆的硅酸锆粉体。本发明制备方法得到的超白硅酸锆粉体的折射率高、颗粒细小、分散度高，用在陶瓷的釉料行业，具有白度高、用量少的特点。

Description

一种超白硅酸锆的制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷原材料技术领域，具体涉及一种超白硅酸锆的制备方法。
背景技术
硅酸锆是陶瓷行业必不可少的原料之一，其主要作用是乳浊增白。目前在陶瓷行业中被广泛应用于釉料和坯料中，在陶瓷用无机颜料中，硅酸锆被广泛用于钒锆蓝、锆镨黄、锆铁红等锆基颜料。随着我国陶瓷行业的不断发展，硅酸锆的用量越来越大。
硅酸锆化学通式为ZrSiO4，理论组成为ZrO267.2％、SiO232.8％。硅酸锆是一种重要的高温无机非金属材料，具有许多优良性能，如热稳定性能好，热导率低、膨胀系数小、高温强度大等特点。硅酸锆生产的原材料是锆英砂，主要产自澳大利亚、南非、越南、印度尼西亚等国，我国的海南省也有部分产业。锆英砂因为杂质含量的不同而显现红、黄、浅灰及棕色等不同颜色，不溶于酸和碱。在硅酸锆中由于选用不同地区的锆英砂其化学成份略有出入，锆英砂研磨成硅酸锆后一般是白色和浅灰色，比重较重，真比重约为4.7g/cm3，粉体的堆积比重在1.8g/cm3左右。
硅酸锆的加工是一种物理加工过程，其给陶瓷企业的产品应保证两个基本前提，即增白和稳定，高性能硅酸锆作为优质的乳浊剂，必须具备强力的增白效果，同时还要稳定。增白的原因来自于硅酸锆的折射率釉面玻璃的折射率的差值较大，在合适的颗粒范围内产生较强的光线散射。依据光线的散射理论，将硅酸锆的D50和D90控制一个最佳的范围，将会产生最佳的乳浊增白效果。硅酸锆的增白机理中，折射率是非常重要的一个环节；对硅酸锆进行表面的包覆，可以适当提高折射率，增加乳浊效果。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种超白硅酸锆的制备方法，所制备的碳酸锆包覆硅酸锆粉体，折射率高、白度好；跟普通硅酸锆相比，可以大幅度减少用量。
本发明具体通过以下技术方案实现：
一种超白硅酸锆的制备方法，具体包括以下步骤：
1)以水为研磨介质将锆英砂在室温条件下研磨成D50为1.0～1.5 微米的浆液；
2)添加碳酸锆原料，继续球磨至D50为0.4～0.8微米的浆液；
3)将得到的浆液压滤进行脱水处理，得到含水率18～22％的料饼；
4)对料饼进行强力破碎干燥，得到高分散性的碳酸锆包覆的硅酸锆粉体。
进一步，所述的锆英砂与研磨介质水的体积比为1:1～1:0.5。
进一步，所述的研磨采用普通球磨机完成，所述的锆英砂或锆英砂和碳酸锆、球体和水的总体积占球磨机有效容积的百分比为 50％～65％。
进一步，所述的球磨机中球体为氧化锆陶瓷球，球径级配为3级，平均球径8～10毫米。
进一步，所述的碳酸锆按质量分数添加量是硅酸锆质量的 1％～2％。
进一步，所述的强力破碎干燥条件为：热风温度200～240度，出口温度70～80度。
本发明的有益效果为：
1)通过包覆工艺，提高了折射率；
2)通过独有的超细粉磨工艺，细化了粉料，优化了粉体的颗粒级配；
3)制备的超白硅酸锆，性能稳定，无杂质；增白效果异常显著。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种超白硅酸锆的制备方法，具体通过以下步骤完成：
以天然的锆英砂为主要原料，以水为研磨介质，锆英砂与研磨介质水的体积比按照1:1的比例添加至以普通球磨机中，球磨机中球体采用氧化锆陶瓷球材料制备，球径级配为3级，平均球径8～10毫米，在室温条件下研磨成D50为1.5微米以下的浆液，其中原料与球体和水的总体积占球磨机有效容积的50％；再向球磨机中加入适量的碳酸锆原料，碳酸锆按照硅酸锆质量1％的量添加，添加碳酸锆后锆英砂和碳酸锆形成的混合原料与球体和水的总体积占球磨机有效容积的 65％，继续球磨至D50为0.4～0.8微米；合格的浆料经过压滤脱去大量水分，得到含水率18％的料饼；对料饼在热风温度200～240度、出口温度70～80度的条件下进行强力破碎干燥，得到高分散性的碳酸锆包覆的硅酸锆粉体。
实施例2
一种超白硅酸锆的制备方法，具体通过以下步骤完成：
以天然的锆英砂为主要原料，以水为研磨介质，锆英砂与研磨介质水的体积比按照1:0.5的比例添加至以普通球磨机中，球磨机中球体采用氧化锆陶瓷球材料制备，球径级配为3级，平均球径8～10毫米，在室温条件下研磨成D50为1.5微米以下的浆液，其中原料与球体和水的总体积占球磨机有效容积的50％；再向球磨机中加入适量的碳酸锆原料，碳酸锆按照硅酸锆质量2％的量添加，添加碳酸锆后锆英砂和碳酸锆形成的混合原料与球体和水的总体积占球磨机有效容积的50％，继续球磨至D50为0.4～0.8微米；合格的浆料经过压滤脱去大量水分，得到含水率22％的料饼；对料饼在热风温度200～240 度、出口温度70～80度的条件下进行强力破碎干燥，得到高分散性的碳酸锆包覆的硅酸锆粉体。
实施例3
一种超白硅酸锆的制备方法，具体通过以下步骤完成：
以天然的锆英砂为主要原料，以水为研磨介质，锆英砂与研磨介质水的体积比按照1:1的比例添加至以普通球磨机中，球磨机中球体采用氧化锆陶瓷球材料制备，球径级配为3级，平均球径8～10毫米，在室温条件下研磨成D50为1.5微米以下的浆液，其中原料与球体和水的总体积占球磨机有效容积的60％；再向球磨机中加入适量的碳酸锆原料，碳酸锆按照硅酸锆质量1.5％的量添加，添加碳酸锆后锆英砂和碳酸锆形成的混合原料与球体和水的总体积占球磨机有效容积的60％，继续球磨至D50为0.4～0.8微米；合格的浆料经过压滤脱去大量水分，得到含水率20％的料饼；对料饼在热风温度200～240度、出口温度70～80度的条件下进行强力破碎干燥，得到高分散性的碳酸锆包覆的硅酸锆粉体。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种超白硅酸锆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)以水为研磨介质将锆英砂在室温条件下研磨成D50为1.0～1.5微米的浆液；
2)添加碳酸锆原料，继续球磨至D50为0.4～0.8微米的浆液；
3)将得到的浆液压滤进行脱水处理，得到含水率18～22％的料饼；
4)对料饼进行强力破碎干燥，得到高分散性的碳酸锆包覆的硅酸锆粉体。
2.根据权利要求1所述的一种超白硅酸锆的制备方法，其特征在于，所述的锆英砂与研磨介质水的体积比为1:1～1:0.5。
3.根据权利要求1所述的一种超白硅酸锆的制备方法，其特征在于，所述的研磨采用普通球磨机完成，所述的锆英砂或锆英砂和碳酸锆、球体和水的总体积占球磨机有效容积的百分比为50％～65％。
4.根据权利要求3所述的一种超白硅酸锆的制备方法，其特征在于，所述的球磨机中球体为氧化锆陶瓷球，球径级配为3级，平均球径8～10毫米。
5.根据权利要求1所述的一种超白硅酸锆的制备方法，其特征在于，所述的碳酸锆按质量分数添加量是硅酸锆质量的1％～2％。
6.根据权利要求1所述的一种超白硅酸锆的制备方法，其特征在于，所述的强力破碎干燥条件为：热风温度200～240度，出口温度70～80度。
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