CN111592777A - 一种用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料，其特征在于，其原料为磁铁矿和钨钴镍铁合金粒，所述原料中铁的质量百分比＞45%，所述原料包括钨、钴或镍中的一种或多种，所述钨、钴、镍的总质量百分比≥3%。采用磁铁矿和含钨含钴含镍含铁的重金属回收物代替或部分代替价格昂贵的化工原料氧化铬绿生产陶瓷坯体黑色料，降低陶瓷色料的生产成本；同时钨钴镍铁合金为重金属回收物，节约资源，保护环境，减少污染。本发明还提供一种用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料的制备方法。

Description

一种用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料及其制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷坯体黑色料技术领域，尤其涉及一种用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料及其制备方法。

背景技术

陶瓷以及色釉料行业发展迅速，也是大家关注最多议论最多的行业之一。我国目前传统的制造色料所采用的原料通常都为化工原料，在各种着色氧化物或相应的氢氧化物中，氧化铬应用比较广泛，是很多化学材料中重要的组成部分，并且其用量也非常大。

氧化铬的工业生产方法为：在纯碱存在的条件下，氧化焙烧铬铁矿，制得铬酸钠，再经过复杂的工序制成重铬酸钠，再经过其他多道复杂工序制成铬酸酐，再有重铬酸钠或铬酸酐经过工序制成氧化铬。由此可以看出，氧化铬的制作生产过程流程非常繁琐，所以导致氧化铬价格昂贵。氧化铬用作颜料称为氧化铬绿。目前，制造氧化铬绿的方法常见的有三种：由氢氧化铬制备氧化铬法，硫酸铵-红矾钠热分解法以及铬酸酐，在氧化铬的制造过程中，会产生剧毒。中间物包括为其中毒性最强的六价铬的铬酸酐，伴随着六价铬不断出现在生产过程中，导致对坏境的影响是有害处的，大面积造成环境污染。同时，这种生产流程价格昂贵并且繁琐，造成了色料成本偏高，所以降低色料生产成本是整个陶瓷以及色釉料行业亟需解决的问题。因此，研发合理的配方以及生产方法，选用化工原料的替代原料也是必不可少的。

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，但是该陶瓷制品采用铬渣制备，铬渣具有毒性，难以运输，对该陶瓷制品的生产带来了不便。

磁铁矿理论含铁量为72.4%，是极为重要的铁矿石，并且铁矿石中含有的有害元素很少，可直接用于平炉炼钢。除此之外，不少磁铁矿中还有钛，钢，铬等其他化学元素，可综合利用于冶炼过程中，以此节约冶炼成本。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种绿色环保的用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料。

本发明的另一目的是提供一种上述用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料的制备方法。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料，其特征在于，其原料为磁铁矿和钨钴镍铁合金粒，所述原料中铁的质量百分比＞45%，所述原料包括钨、钴或镍中的一种或多种，所述钨、钴、镍的总质量百分比≥3%。

作为上述方案的进一步说明，所述钨钴镍铁合金粒为铁合金粒，其含有钨、钴、镍中的一种或多种合金元素。

作为上述方案的进一步说明，其原料为磁铁矿、钨铁合金粒和镍铁合金粒，所述原料中铁的质量百分比为70%，所述钨、镍的总质量百分比为3%。

作为上述方案的进一步说明，其原料为磁铁矿、镍铁合金粒和钴铁合金粒，所述原料中铁的质量百分比为46%，所述镍、钴的总质量百分比为10%。

一种如上述任意一项所述用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将磁铁矿和钨钴镍铁合金粒破碎、研磨；

（2）将研磨后的磁铁矿和钨钴镍铁合金经过600～1600℃的二次煅烧得到半成品B；

（3）将所述半成品B混合水进行湿法研磨后放入浆池中榨滤，烘干后包装得到成品。

作为上述方案的进一步说明，在步骤（1）中所述磁铁矿和所述钨钴镍铁合金粒被破碎、研磨至粒径为小于100微米。

作为上述方案的进一步说明，在步骤（2）中，将研磨后的磁铁矿和钨钴镍铁合金粒装入钵中，将钵放入隧道窑中，在所述隧道窑中进行第一次煅烧后卸钵得到半成品A，所述第一次煅烧的煅烧温度为600～1200℃；所述第一次煅烧采用氧化气氛。

作为上述方案的进一步说明，将半成品A粉碎后放入回转窑中进行第二次煅烧，冷却回转窑得到半成品B，所述第二次煅烧的煅烧温度为1200～1600℃；所述第二次煅烧采用还原气氛。

作为上述方案的进一步说明，在步骤（3）中，所述榨滤后排出物的沉淀物会进入所述浆池中循环利用，所述榨滤后排出物过滤出来的清水会排入湿法研磨的设备中循环利用。

作为上述方案的进一步说明，在步骤（3）中，所述烘干为利用煅烧的余热进行烘干。

本发明的有益效果是：

一、采用磁铁矿和含钨含钴含镍含铁的重金属回收物代替或部分代替化工原料氧化铬绿生产陶瓷坯体黑色料，降低陶瓷色料的生产成本；同时钨钴镍铁合金为重金属回收物，节约资源，保护环境，减少污染。

二、简化生产过程，生产过程中不会有六价铬的出现，绿色环保，不会对环境产生有害影响。

三、在生产过程中，重复循环利用水，利用余热烘干产品，降低生产成本，提高经济效益，节能减排。

附图说明

图1所示为本发明提供的用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料的制备方法的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

一种用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料，其特征在于，其原料包括磁铁矿和钨钴镍铁合金粒，所述原料中铁的质量百分比＞45%，所述原料包括钒、锰或铬中的一种或多种，所述钨、钴、镍的总质量百分比≥3%。

钨钴镍铁合金粒是冶金行业的铁合金产品，被称为复合多元铁合金，含有两种或者两种以上的合金元素。冶炼钨钴镍铁合金粒的方法分为两大类：（1）根据热量来源不同分为碳热法，电热法，电硅热法和金属热法；（2）根据生产工艺特点不同分为熔剂法和无熔剂法，连续式和间歇式，无渣法和有渣法等冶炼方法。钨钴镍铁合金粒属于重金属回收物，可以节约资源，保护环境不受污染。另外，在生产过程中，都无六价铬浸出，就不会对环境保护有害处影响。

如图1所示，一种用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料制作的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将磁铁矿和钨钴镍铁合金粒破碎、研磨；

（2）将研磨后的磁铁矿和钨钴镍铁合金二次煅烧得到半成品B；

（3）将所述半成品B混合水进行湿法研磨后放入浆池中榨滤，将榨滤后的固体烘干后包装得到成品。

在步骤（1）中述磁铁矿和钨钴镍铁合金粒被破碎、研磨至粒径为小于100微米。

在步骤（2）中，将研磨后的磁铁矿和钨钴镍铁合金粒装入钵中，将钵放入隧道窑中，在所述隧道窑中进行第一次煅烧后卸钵得到半成品A，所述第一次煅烧的煅烧温度为600～1200℃；所述第一次煅烧采用氧化气氛。

将半成品A粉碎后放入回转窑中进行第二次煅烧，冷却回转窑得到半成品B，所述第二次煅烧的煅烧温度为1200～1600℃；所述第二次煅烧采用还原气氛。

在步骤（3）中，所述榨滤后排出物进行分层处理或过滤处理，沉淀物会进入所述浆池中循环利用，清水会排入湿法研磨的设备中循环利用。

在步骤（3）中，所述烘干为利用所述第一次煅烧的余热进行烘干。

与现有技术相比，本实施例提供的一种用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料的制备方法，具有以下特点：（1）采用磁铁矿和含钨含钴含镍含铁重金属回收物代替或部分代替价格昂贵的化工原料氧化铬绿生产陶瓷坯体黑色料，降低陶瓷色料的生产成本；同时钨钴镍铁合金为重金属回收物，节约资源，保护环境，减少污染。（2）简化生产过程，生产过程中不会有六价铬的出现，绿色环保，不会对环境产生有害影响；在生产过程中，重复循环利用水和利用余热烘干产品，降低生产成本，提高经济效益。

实施例二

在本实施例中，用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料，其原料包括磁铁矿、钨铁合金粒和镍铁合金粒，所述原料中铁的质量百分比为70%，所述钨、镍的总质量百分比为3%。

将上述铁磁矿、钨铁合金粒和镍铁合金粒放入球磨机中破碎磨细至粒径为100um，球磨机在100rpm转速下研磨60min。

将铁磁矿、钨铁合金粒和镍铁合金粒装钵，将钵置于隧道窑进行第一次煅烧，结束第一次煅烧后卸钵得到半成品，将其粉碎；第一次煅烧温度为900摄氏度，第一次煅烧气氛为氧化气氛。

将半成品置于回转窑中进行第二次煅烧，冷却后取出进行湿法研磨，第二次煅烧的温度为1600℃，第二次煅烧的气氛为还原气氛。

半成品湿法球磨后进入浆池中，进行榨滤，榨滤后的固体进行烘干后包装，得到成品。榨滤后的排出物进行过滤处理，过滤后的沉淀物重新排入浆池中循环，过滤后的清水排到湿法研磨设备中循环利用。榨滤后的固体利用第一次煅烧和第二次煅烧的余热进行烘干，可将榨滤后的固体放入隧道窑或回转窑中烘干。

陶瓷色料的颜色常采用CIE1976LAB均匀颜色空间来表示，其中L表示明度值大小，A表示从红-绿（正值表示红色，负值表示绿色），B表示从黄-蓝（正值表示黄色，负值表示蓝色）。制得的陶瓷坯体黑色料黑度高，呈色纯正，采用北京康光仪器有限公司生产的WSD-3C全自动白度计来测试陶瓷坯体黑色料，测试前对仪器进行黑白标准板校正，消除因电信号不稳定带来的测试误差，每个样品测试三次，取测试的平均值，本实施例提供的陶瓷坯体黑色料测量得到的色度数据值为：L=25.65；A= 0.25；B=-0.87，本实施例提供的陶瓷坯体黑色料的黑度高、呈色纯正。

实施三

在本实施例中，用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料，其原料包括磁铁矿、钴铁合金粒和钨铁合金粒，所述原料中铁的质量百分比为60%，所述钴、钨的总质量百分比为5%。

将上述铁磁矿、钨铁合金粒和钴铁合金粒放入球磨机中破碎磨细至粒径为80微米，球磨机在200rpm转速下研磨40min。

将铁磁矿、钨铁合金粒和钴铁合金粒装钵，将钵置于隧道窑进行第一次煅烧，结束第一次煅烧后卸钵得到半成品，将其粉碎；第一次煅烧温度为1000摄氏度，第一次煅烧气氛为氧化气氛。

将半成品置于回转窑中进行第二次煅烧，冷却后取出进行湿法研磨，第二次煅烧的温度为1500℃，第二次煅烧的气氛为还原气氛。

湿法球磨后进入浆池中，进行榨滤，榨滤后的固体进行烘干后包装，得到成品。榨滤后排出物进行分层处理，分层后的沉淀物经抽吸泵重新排入浆池中循环，过滤后的清水通过泵排到湿法研磨设备中循环利用。榨滤后的固体利用第一次煅烧和第二次煅烧的余热进行烘干。

制得的陶瓷坯体黑色料黑度高，呈色纯正，采用北京康光仪器有限公司生产的WSD-3C全自动白度计来测试陶瓷坯体黑色料，测量得到的色度数据值为：L=29；A= 0.51；B=0.4。

实施例四

在本实施例中，用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料，其原料包括磁铁矿、钴铁合金粒和镍铁合金粒，所述原料中铁的质量百分比为46%，所述钴、镍的总质量百分比为10%。

将上述铁磁矿、钨铁合金粒和镍铁合金粒放入球磨机中破碎磨细至粒径为90微米，球磨机在80rpm转速下研磨80min。

将铁磁矿、钴铁合金粒和镍铁合金粒装钵，将钵置于隧道窑进行第一次煅烧，结束第一次煅烧后卸钵得到半成品，将其粉碎；第一次煅烧温度为600摄氏度，第一次煅烧气氛为氧化气氛。

将半成品置于回转窑中进行第二次煅烧，冷却后取出进行湿法研磨，第二次煅烧的温度为1300℃，第二次煅烧的气氛为还原气氛。

湿法球磨后进入浆池中，进行榨滤，榨滤后的固体进行烘干后包装，得到成品。榨滤后排出物进行过滤处理，过滤后的沉淀物重新排入浆池中循环，过滤后的清水排到湿法研磨设备中循环利用。榨滤后的固体利用第一次煅烧和第二次煅烧的余热进行烘干。

制得的陶瓷坯体黑色料黑度高，呈色纯正，采用北京康光仪器有限公司生产的WSD-3C全自动白度计来测试陶瓷坯体黑色料，测量得到的色度数据值为：L=28.32；A=0.55；B= 0.21。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。

Claims (10)

1.一种用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料，其特征在于，其原料为磁铁矿和钨钴镍铁合金粒，所述原料中铁的质量百分比＞45%，所述原料包括钨、钴或镍中的一种或多种，所述钨、钴、镍的总质量百分比≥3%。

2.根据权利要求1所述的用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料，其特征在于，所述钨钴镍铁合金粒为铁合金粒，其含有钨、钴、镍中的一种或多种合金元素。

3.根据权利要求1所述的用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料，其特征在于，其原料为磁铁矿、钨铁合金粒和镍铁合金粒，所述原料中铁的质量百分比为70%，所述钨、镍的总质量百分比为3%。

4.根据权利要求1所述的用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料，其特征在于，其原料为磁铁矿、镍铁合金粒和钴铁合金粒，所述原料中铁的质量百分比为46%，所述镍、钴的总质量百分比为10%。

5.一种如权利要求1～4任意一项所述用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将磁铁矿和钨钴镍铁合金粒破碎、研磨；

（2）将研磨后的磁铁矿和钨钴镍铁合金经过600～1600℃的二次煅烧得到半成品B；

（3）将所述半成品B混合水进行湿法研磨后放入浆池中榨滤，烘干后包装得到成品。

6.根据权利要求5所述的用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述磁铁矿和所述钨钴镍铁合金粒被破碎、研磨至粒径为小于100微米。

7.根据权利要求5所述的用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中，将研磨后的磁铁矿和钨钴镍铁合金粒装入钵中，将钵放入隧道窑中，在所述隧道窑中进行第一次煅烧后卸钵得到半成品A，所述第一次煅烧的煅烧温度为600～1200℃；所述第一次煅烧采用氧化气氛。

8.根据权利要求7所述的用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料的制备方法，其特征在于，将半成品A粉碎后放入回转窑中进行第二次煅烧，冷却回转窑得到半成品B，所述第二次煅烧的煅烧温度为1200～1600℃；所述第二次煅烧采用还原气氛。

9.根据权利要求5所述的用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料的制备方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述榨滤后排出物的沉淀物会进入所述浆池中循环利用，所述榨滤后排出物过滤出来的清水会排入湿法研磨的设备中循环利用。

10.根据权利要求5所述的用磁铁矿生产的陶瓷坯体黑色料的制备方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述烘干为利用二次煅烧的余热进行烘干。

Images