CN1312076C - 应用铬铁合金为原料生产的陶瓷玻璃色料及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于陶瓷、玻璃色釉料技术领域，涉及一种应用铬铁合金为原料生产的陶瓷玻璃色料及其生产方法。该陶瓷玻璃色料是采用铬铁合金，经过粗碎、细碎使其达到1～100μm范围内，单独或与其它化合物形成配合料，在900℃～1400℃温度的窑炉内使合金中的碳及其它非金属杂质去掉，使合金铬铁全部转化为氧化铬和氧化铁后而合成的色料或与其它化合物共同合成色料。采用本发明生产的色料在相同发色度的情况下与传统方法生产的色料相比，可以降低生产成本1000～7000元/吨，从而大大地提高经济效益。同时，由于采用生产过程无六价铬污染的铬铁合金，可以减少环境污染。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷、玻璃色釉料技术领域，涉及一种应用铬铁合金为原料生产的陶瓷玻璃色料及其生产方法。
背景技术
改革开放以来，我国陶瓷、玻璃行业迅速发展，尤其是近十年建筑卫生陶瓷飞速发展，产量已稳居世界第一。据有关统计资料，2002年我国釉面砖、墙地砖生产能力已达25亿平方米，卫生陶瓷8000万件。因此，陶瓷颜色料的用量也随之大幅上升，据不完全统计，仅墙地砖、釉面砖色料用量就高达20万吨。传统制造色料所采用的原料通常为化工原料：各种着色氧化物或相应的氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氯化物、磷酸盐、铬酸盐、重铬酸盐以及载色母体和矿化剂。其中，氧化铬和氧化铁的应用较为普遍，是很多配方中不可缺少的成份，而且用量也非常大。
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；再经过多道工序制成铬酸酐；由重铬酸钠或铬酸酐经过一定的工序制成氧化铬。氧化铬的生产过程流程较长、工艺复杂，所以造成氧化铬的价格昂贵，目前市场售价为15000-17000元/吨。而且铬盐的全生产过程中伴随着六价铬的出现，对环境破坏大，大面积造成六价铬环境污染。国家已明文规定取缔6000吨以下生产规模的铬盐生产企业(生产规模越小，环境治理越难)。
氧化铁生产的方法为：用硫酸或硫酸加硝酸氧化金属铁皮，经过一定的工序制成氧化铁。氧化铁的市场售价也在3000元/吨左右。整个生产过程由于伴随酸污染也对环境造成一定的影响。
由于采用化工原料生产色料，造成色料成本偏高。如全色地板砖生产，色料成本已占整个生产成本的30％以上，所以降低色料生产成本是整个陶瓷、玻璃行业急待解决的实际问题，采用合理配方，选用化工原料的代用原料也是硅酸盐科研工作人员的主要课题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中色料生产中成本高、对环境污染严重的状况，提供一种应用铬铁合金为原料生产的陶瓷玻璃色料及其生产方法，它是利用冶金行业价格相对较为低廉的合金铬铁代替或部分代替价格昂贵的化工原料氧化铬和氧化铁生产陶瓷玻璃色料，以降低陶瓷玻璃色料的生产成本。同时，采用其生产过程无六价铬污染的铬铁代替生产过程有六价铬污染的氧化铬，也符合国家有关环保政策的要求。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是该应用铬铁合金为原料生产的陶瓷玻璃色料是采用铬铁合金，经过粗碎、细碎使其达到1～100um范围内，单独或与其它化合物形成配合料，在900℃～1400℃温度的窑炉内使合金中的碳及其它非金属杂质去掉，使合金铬铁全部转化为氧化铬和氧化铁后而合成的色料或与其它化合物共同合成色料。
铬铁是冶金行业的铁合金产品，包括高碳铬铁、中碳铬铁、低碳铬铁、微碳铬铁。有延展性。因含碳、磷、硫等杂质硬而脆，成份为Cr：40～80％，C：0～12％，Fe：0～40％，还有杂质。冶炼铬铁合金的方法有两种：(1)在电炉中用硅还原铬铁矿，可得含碳量为0.03％～0.1％的低碳铬铁合金；(2)在电弧炉中用碳还原，可得含碳量为3～12％的碳素铬铁合金。全过程无六价铬浸出，对环境无六价铬污染。铬铁合金市场售价在3000～8000元/吨。
在本发明色料的配方中可加入的化合物为：氧化铁、氧化锌、氧化锰、氧化钛、氧化钴、氧化铬、氧化镍、氧化铜、氧化锑、氧化锡、锆化合物(硅酸锆、氧化锆)、重铬酸盐等中的一种或几种。可以根据要求生产的色料颜色不同，往铬铁合金中加入不同的化合物，并且加的量也是不同的。
因此色料的配方(重量百分比)为：铬铁合金20％-100％、氧化铁0-50％、氧化钴0-30％、氧化锌0-60％和锆化合物0-60％。
本发明应用铬铁合金为原料生产陶瓷玻璃色料的生产方法是将铬铁合金经过粗碎、细碎使其达到1～100um范围内，单独或与其它化合物如氧化铁、氧化锌、氧化锰、氧化钛、氧化钴、氧化铬、氧化镍、氧化铜、氧化锑、氧化锡、锆化合物(硅酸锆、氧化锆)、重铬酸盐等形成配合料，在900℃～1400℃温度的窑炉内使合金中的碳及其它非金属杂质去掉，使合金铬铁全部转化为氧化铬和氧化铁后而合成的色料或与其它化合物共同合成色料。其工艺流程如图1所示。
本发明生产的陶瓷玻璃色料主要可用作普黑、艳黑、茶色等，其生产过程在传统工艺条件下增加了铬合铁的粉碎过程，成本仅增加100元/吨，气氛烧成成本仅增加0-120元/吨，而由于本发明应用铬铁合金代替或部分代替色料中的氧化铬和氧化铁，采用本发明中的方法生产的色料在相同发色度的情况下与传统方法生产的色料相比，可以降低生产成本1000-7000元/吨，从而大大地提高经济效益。同时，由于采用生产过程无六价铬污染的铬铁合金，可以减少环境污染。
附图说明
图1为本发明产品的生产工艺流程图
具体实施方式
以下是本发明的三个非限定实施例。
实施例中采用Cr为57％碳素铬铁合金生产相同发色度的三种色料的配方，并与传统方法生产的该三种色料的经济比较。详见表1所示。
其生产过程是按图1所示的工艺生产流程进行的。
表1
| 色料 | 配方(％) | 原料成本(元/吨) | 色料成本(元/吨) | 本发明降低成本(元/吨) | |
| 普黑 | 传统 | 氧化铁65氧化铬35 | 7200 | 7800 | 3190 |
| 本发明 | 铬铁合金50氧化铁40 | 3790 | 4610 | ||
| 艳黑 | 传统 | 氧化铁51.6氧化铬48氧化钴0.4 | 11200 | 11800 | 6580 |
| 本发明 | 铬铁合金58氧化铁25氧化钴0.5 | 4980 | 5220 | ||
| 茶色 | 传统 | 氧化锌55氧化铬22氧化铁23 | 7290 | 7790 | 2068 |
| 本发明 | 铬铁合金25氧化锌50氧化铁17 | 4802 | 5722 | ||
Claims (3)
1.一种应用铬铁合金为原料生产的陶瓷玻璃色料，其特征在于该陶瓷玻璃色料是采用铬铁合金，经过粗碎和细碎使其达到1-100μm范围内，单独或与其它化合物形成配合料，在900℃-1400℃温度的窑炉内使合金中的碳及其它非金属杂质去掉，使铬铁合金全部转化为氧化铬和氧化铁，即得色料，色料配方为：重量百分比，铬铁合金20％-100％、氧化铁0-50％、氧化钴0-30％、氧化锌0-60％和锆化合物0-60％。
2.根据权利要求1所述的应用铬铁合金为原料生产的陶瓷玻璃色料，其特征在于采用铬铁合金为碳素铬铁合金。
3.一种应用铬铁合金为原料生产陶瓷玻璃色料的生产方法，其特征在于将铬铁合金经过粗碎和细碎使其达到1-100μm范围内，单独或与其它化合物形成配合料，在900℃-1400℃温度的窑炉内使合金中的碳及其它非金属杂质去掉，使铬铁合金全部转化为氧化铬和氧化铁，即得色料，色料配方为：重量百分比，铬铁合金20％-100％、氧化铁0-50％、氧化钴0-30％、氧化锌0-60％和锆化合物0-60％。
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