【工艺】用锆英粉合成锆英石基陶瓷颜料工艺

【gongyi2】2012-11-3发表: 用锆英粉合成锆英石基陶瓷颜料工艺

一、前言钻英石基陶瓷颜料是以ｚｒｓｉｏ４晶体为基体的陶瓷色料，具有优异的性能，如在各类釉中显色稳定、鲜艳、高温稳定性好、耐化学侵蚀，能与很多种其它种类的色料配色，混溶性好等优点。根据色元素在

用锆英粉合成锆英石基陶瓷颜料工艺

一、前言

钻英石基陶瓷颜料是以ｚｒｓｉｏ４晶体为基体的陶瓷色料，具有优异的性能，如在各类釉中显色稳定、鲜艳、高温稳定性好、耐化学侵蚀，能与很多种其它种类的色料配色，混溶性好等优点。根据色元素在ｚｒｓｉｏ４基体中的不同状态，可以分为固溶体型如铬钒蓝、锆谱黄　和包裹型如锆铁红　两类。锆英石颜料是基于ｚｒｏ２和ｓｉｏ２合成ｚｒｓｉｏ４的机理而形成。传统的方法是以氧化锆和石英为基本生产原料，由于使用昂贵的氧化锆为原料，使得锆英石颜料成本很高。本实验直接利用锆英砂这种较为廉价的原料，替代氧化锆和石英，直接合成锆英石基颜料——锆钒蓝、锆镨黄、锆铁红。

二、原理

锆钒蓝、锆镨黄是在ｚｒｓｉｏ４形成过程中分别由ｖ４＋和ｐｒ４＋。占据ｚｒｓｉｏ４中ｚｒ４＋。的位置，进入ｚｒｓｉｏ４晶格而呈色。铬铁红是ｚｒｓｉｏ４的晶体内包裹ｆｅ２ｏ３而呈色。为了降低合成温度和使更多着色离子进入ｚｒｓｉｏ４晶格而选用适量的氯化钠和氟化钠作为矿化剂。

由于锆英石中ｚｒｓｉｏ４结合的化学键非常牢固，晶体结构非常稳定，着色离子无法直接进入其中而显色。要想使着色离子进入锆英石晶体，必须便ｚｒｏ２和ｓｉｏ２实现分离，然后在其重新合成锆英石的过程中使着色离子进入晶体而呈色。

本实验以ｎａｃｏ３，和锆英石为原料，使锆英石在高温下分解，再用硫酸对其分解产物进行中和处理，化学反应式如下ｚｒｓｉ０４＋ｎａ２ｃｏ３，＝ｎａ２ｓｉｚｒｏ５＋ｃｏ２（１）其中部分ｎａ２ｓｉｏ５用硫酸处理生成ｚｒｏ２）ｘｓｏ３。ｎａ２ｓｉｚｒｏ５＋ｚｒｏ２　ｘｓｏ３＋ｓｉｏ２＝（ｘ＋１）ｚｒｓｉｏ４＋ｎａ２ｓｏ４（２），在（２）反应进程中添加着色离子ｐｒ４＋、ｖ４＋生产镨黄、天蓝。

三、实验过程

１、将磨细的锆英石约３００ｍ　与大致等当量的ｎａ２ｃｏ３，（当量比为１１．０～２．０　混合均匀，混合物煅烧至１０５０～１１００℃保温１～２小时。

２、将煅烧分解物置于水中，制成悬浮液，接着往悬浮液中添加９８％的硫酸。添加酸后原先具有自由流动性的混合物缓慢硬化，最后则完全固化。为了保证质量，必须将酸混合均匀，可将适量的各成分连续或者间歇引入，并要在尽量缩短湍流的时间内进行混合。

３、将上述固化物预先干燥之后，加适量的ｎａｆ、ｖ２ｏ３ｎｈ４ｖｏ３　制成天蓝，煅烧温度在９００～１１５０℃。加适量的ｎａｆ、ｐｒ６ｏ１１制成镨黄，煅烧温度在９００～１１５０℃。加适量的ｎａｆ、ｆｅ２ｏ３制成锆铁红，煅烧温度在９００～１１５０℃。

四、实验结果与讨论

ｌ、锆英砂的细度对合成天蓝、镨黄的影响很大，锆英砂与ｎａ２ｃｏ３比例也是，最佳比例为１１．２～１．５。

２、固化物添加ｎａｆ与着色氧化物的比例，通过实验，最佳是

天蓝ｎａｆ５ｗｔ％ｖ２ｏ５３ｗｔ％

镨黄ｎａｆ５ｗｔ％ｐｒ１１ｏ５３．５ｗｔ％

锆铁红ｎａｆ６ｗｔ％ｆｅ２ｏ３８ｗｔ％

五、结论

１、利用锆英砂能够合成性能优异的锆英石基陶瓷颜料，其中锆钒蓝、锆镨黄呈色效果与传统产品基本相同，锆铁红呈色效果稍差。