一种利用铁矿渣制备系列铁系色釉的方法及基于该色釉的装饰方法
【专利摘要】一种利用铁矿渣制备系列铁系色釉的方法及基于该色釉的装饰方法，其以铁矿渣中的氧化铁作为呈色物质，其它成分替代部分釉用原料，经配料、球磨、过筛后制得系列铁系色釉，将所述铁系釉施于陶瓷坯体上，干燥后经1250～1280℃、保温20～90min烧成，制得系列铁系色釉。本发明利用铁矿渣为原料制备系列铁系色釉，节省了长石、石英等矿物资源和氧化铁等化工原料，大幅度降低了陶瓷产品生产成本，制得的油滴天目、亚光釉等，可广泛用于日用陶瓷、建筑卫生陶瓷以及艺术陶瓷。
【专利说明】
一种利用铁矿渣制备系列铁系色釉的方法及基于该色釉的装饰方法
技术领域
[0001]本发明属于无机非金属材料(陶瓷)领域，具体涉及一种利用铁矿渣制备系列铁系色釉的方法及基于该色釉的装饰方法。
【背景技术】
[0002]铁系色釉的呈色效果迥异，按照釉面呈色差异可以分为铁系黑釉、铁系红釉、铁系黄釉等。按照外观特征的细微变化可分为豆青、粉青、梅子青、兔毫、油滴天目、褐彩等。油滴釉是黑釉的特殊品种之一，在国际上被称为油滴天目，古称“油滴珠”，它是我国宋代一种名贵的铁结晶釉，其外观特征是在黑色釉面上散布有银灰色或赭色金属光泽的小圆点。这些圆点大小不一，大的直径达数毫米，小的只有针尖大小，形似油滴，故名“油滴釉”。油滴釉色泽浑厚、端庄、质朴，给人以“滴珠凝露”之感。别具特色，用来装饰陈设艺术瓷有着独特的韵味，因而在国际上久负盛名，深受人们的喜爱。油滴釉的本质是一种富含铁的结晶釉，多以长石、石英、高岭土等矿物为原料，然后添加足量的Fe2O3制成基础釉料，并以适量的着色金属氧化物来调节油滴釉的呈色及形态。亚光釉是釉层中的晶体颗粒在3?ΙΟμπι之间，当光线照射釉面时，产生折射与散射现象，光泽度介于无光釉和亮光釉之间。亚光釉具有自然的质感，典雅的釉面效果，倍受消费者的欢迎。目前，绝大多数铁系色釉仍采用纯Fe3O4化工原料进行配料，成本高，价格昂贵。
[0003]铁矿渣的化学成分与陶瓷釉用原料类似，主要为二氧化硅(S12)、氧化铝(Al2O3)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化铁(Fe2O3)以及少量的K20、Na20、Ti02、S03、P203等。以铁矿渣中的铁作为釉用着色元素，其它成分替代部分釉用原料，可大大降低釉料的生产成本。据世界钢铁协会公布的统计数据显示，目前我国近10亿吨矿渣占用大面积土地，露天堆置方式也给人类生活环境带来了严重危害。矿渣的堆排已成为全社会共同关注的环境问题之一。矿渣无害化、资源化迫在眉睫，是推进循环经济的中心内容之一。目前我国矿渣主要用于水泥、免烧砖、微晶玻璃装饰板的制备，但还有上亿吨的陈化矿渣未被利用，主要原因在于我国矿渣利用技术和设备都相对落后。英、德、日等国的矿渣利用率高达95%，他们利用废渣中某些组分开发出一些高附加值产品，如功能陶瓷、复合材料、新型肥料、铸石等。矿渣作为综合性能极为优良的廉价矿物原料，将其作为二次资源，采用科学的釉料制备技术，可大大降低釉料制备成本，将具有重要的经济价值和社会价值。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种利用铁矿渣制备系列铁系色釉的方法及基于该色釉的装饰方法，将铁矿渣作为二次资源，制备铁系色釉，可大大降低釉料制备成本。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0006]—种利用铁矿渣制备系列铁系色釉的方法，将原料经配料、球磨、过筛后制得铁系色釉；其中，原料包括铁矿渣，铁矿渣的化学组成按质量百分比计包括:S12 66.50?69.00% ^Al2O3 7.50 ?8.80%、CaO 4.25?5.25 %、MgO 4.00 ?4.30 %、Fe203 9.05 ?9.80% ^K2O 1.50?2.15%、Na20 I.10?I.50%、Ti02 0.30?0.75%、S03 0.50?0.70% 以及P2O5 0.38?0.52%。
[0007]所述球磨时原料和水的质量比为I: I。
[0008]所述原料的细度小于220目。
[0009]所述铁系色釉为金色油滴釉时，原料包括原料A与铁矿渣，其中，铁矿渣的质量为原料A质量的7%:原料A按质量百分计包括:长石43%，石英20%，方解石8%，高岭土12%，滑石7%，硼酸3% ,Li2CO3 2% 以及ZnO 5%。
[0010]所述铁系色釉为黑色亚光釉时，原料包括原料A与铁矿渣，其中，铁矿渣的质量为原料A质量的35% ;原料A按质量百分计包括:长石56%，石英18%，方解石15%，滑石3%，Cr2O3 4% 以及ZnO 4% 0
[0011]所述铁系色釉为红棕色亚光釉时，原料包括原料A与铁矿渣，其中，铁矿渣的质量为原料A质量的13%:原料A按质量百分计包括:长石52%，石英17%，方解石15% ,P2O5 8%，Cr2O3 4% 以及ZnO 4% 0
[0012]所述铁系色釉为黑天目釉时，原料包括原料A与铁矿渣，其中，铁矿渣的质量为原料A质量的10%:原料A按质量百分计包括:长石50%，石英17%，方解石15%，高岭土 10%，P2O5 6% 以及 T12 2%o
[0013]—种铁系色釉的装饰方法，将铁系色釉施在陶瓷还体上，施釉厚度为1.2?1.5mm，将坯体干燥后，在1250?1260°C下保温20?90min，完成装饰。
[0014]所述陶瓷坯体为日用陶瓷坯体、建筑卫生陶瓷坯体或艺术陶瓷坯体。
[0015]与现有技术相比，本发明具有的有益效果:
[0016]本发明中将含有铁矿渣的原料经配料、球磨、过筛后制得铁系色釉;将铁矿渣作为二次资源，以铁矿渣中的氧化铁作为呈色物质，其它成分替代部分釉用原料制备系列铁系色釉，拓宽了废弃物质的循环有效利用范围，节省了石英、长石等矿物资源，大幅降低了陶瓷产品生产成本。所获得的不同装饰效果的系列铁系色釉可广泛用在日用陶瓷、建筑卫生陶瓷以及艺术陶瓷的装饰上，制出呈色效果迥异，色彩变幻多端的高中档陶瓷产品，满足不同的市场需求。
[0017]进一步的，本发明获得的油滴天目釉、亚光釉等，可广泛用于日用陶瓷、建筑卫生陶瓷以及艺术陶瓷的装饰上，具有良好的市场前景。
【具体实施方式】
[0018]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较好实施例，对依据本发明提供的利用铁矿渣制备的系列装饰釉的具体实施方法，详细说明如下:
[0019]本发明中的铁矿渣为陕西省渭南地区的铁矿渣，铁矿渣的化学组成按质量百分比计，包括 S12 66.50 ?69.00%、A1203 7.50 ?8.80 %、CaO 4.25 ?5.25 %、MgO 4.00 ?4.30% ^Fe2O3 9.05?9.80%、Κ20 I.50?2.15%、Na20 I.10?I.50%、Ti02 0.30?0.75%、SO3 0.50?0.70% 以及P2O5 0.38?0.52%。
[0020]本发明利用铁矿渣中的氧化铁作为呈色物质，其它成分替代部分釉用原料，经配料、球磨、过筛后制得成釉。
[0021]实施例1
[0022]金色油滴釉的制备方法:
[0023]第一步、原料为原料A与铁矿渣的混合物，其中，铁矿渣的质量为原料A质量的7%:原料A按质量百分计包括:43 %的长石，20 %的石英，8 %的方解石，12 %的高岭土，7 %的滑石，3 %的硼酸，2 %的Li2CO3以及5 %的ZnO。
[0024]其中，铁矿渣的化学组成按质量百分比计，包括S12 66.50%,Al2O3 8.65%,CaO5.25% ^MgO 4.2% ^Fe2O3 9.80% ^K2O 2.15% ^Na2O 1.50%、Ti02 0.75%、S03 0.70% 以及P2O5 0.5% ο
[0025]第二步、球磨，过筛:将原料和水按质量比I: I湿法球磨，然后过220目筛，制得金色油滴釉。
[0026]第三步、施釉:采用浸釉的方式将上一步制得的釉浆施在陶瓷坯体上，施釉厚度为1.2mm；
[0027]第四步、烧成:将坯体干燥后在12600C下，氧化气氛烧成，保温30分钟，自然冷却，
得到色釉装饰产品，完成装饰。
[0028]按照上述方法，制得的油滴釉装饰的陶瓷产品，釉面光泽度高，有金属光泽，整体呈现棕黑色，并均匀地分布有直径I?6mm的赭色星斑，采用光泽度仪和分光测色仪测量了光泽度与色度值:光泽度为124，色度值1> = 33.75，&* = 1.73，13* = -4.51。
[0029]实施例2
[0030]黑色亚光釉的制备方法:
[0031]第一步、原料为原料A与铁矿渣的混合物，其中，铁矿渣的质量为原料A质量的35 %:原料A按质量百分计包括:56 %的长石，18 %的石英，15 %的方解石，3%的滑石，4%的Cr203 以及4% 的 ZnO。
[0032]其中，铁矿渣的化学组成按质量百分比计，包括S12 69.00%,Al2O3 8.65%,CaO4.25% ^MgO 4.3% ^Fe2O3 9.3% ^K2O 2% ^Na2O 1.10% ^T12 0.30%、S03 0.70% 以及 P2O5
0.4%。
[0033]第二步、球磨，过筛:将原料和水按质量比1:1球磨，然后过220筛，制得黑色亚光釉。
[0034]第三步、施釉:采用浸釉的方式将上一步制得的釉浆施在陶瓷坯体上，施釉厚度为
1.3mm ο
[0035]第四步、烧成:将坯体干燥后在12800C下，氧化气氛烧成，保温20分钟，自然冷却，
得到色釉装饰产品，完成装饰。
[0036]按照上述方法，制得的黑色亚光釉装饰的陶瓷产品，釉面光泽度低，整体呈现深黑色，给人以古朴、典雅、高贵之感，采用光泽度仪和分光测色仪测量了光泽度与色度值:光泽度为121，色度值1> = 28.55，3* = -16.95，13* = 4.55。
[0037]实施例3
[0038]红棕色亚光釉的制备方法:
[0039]第一步、原料为原料A与铁矿渣的混合物，其中，铁矿渣的质量为原料A质量的13%:原料A按质量百分计包括原料:52 %的长石，17 %的石英，15 %的方解石，8 %的P2O5，4% 的Cr2O3 以及4% 的ZnO;
[0040]其中，铁矿渣的化学组成按质量百分比计，包括S12 69.00%,Al2O3 8%,CaO5% ^MgO 4.12% ^Fe2O3 9.6% ^K2O 1.8% ^Na2O 1.2% ^T12 0.4% ^SO3 0.50% ^P2O5
0.38%。
[0041 ]第二步、球磨，过筛:将原料和水按质量比1:1球磨，然后过220筛，得到红棕色亚光釉。
[0042]第三步、施釉:采用浸釉的方式将上一步制得的釉浆施在陶瓷坯体上，施釉厚度为1.4mm0
[0043]第四步、烧成:将坯体干燥后在12500C下，氧化气氛烧成，保温30分钟，自然冷却，得到色釉装饰产品，完成装饰。
[0044]按照上述方法，制得的红棕色亚光釉装饰的陶瓷产品，釉面光泽度低，整体呈现红棕色，具有古朴、典雅、高贵之感，采用光泽度仪和分光测色仪测量了光泽度与色度值:光泽度为95，色度值1> = 27.55，3* = 7.85，13* = 4.25。
[0045]实施例4
[0046]黑天目釉的制备方法:
[0047]第一步、原料为原料A与铁矿渣的混合物，其中，铁矿渣的质量为原料A质量的10%:原料A按质量百分计包括:50 %的长石，17 %的石英，15 %的方解石，1 %的高岭土，6% 的 P2O5 以及 2% 的 T12;
[0048]其中，铁矿渣的化学组成按质量百分比计，包括S12 68%,Al2O3 8.80%,CaO5% ^MgO 4.28%、Fe203 9.6%、Κ20 1.50% ^Na2O 1.3%、Ti02 0.5%、S03 0.50% 以及 P2O50.52%ο
[0049]第二步、球磨，过筛:将原料和水按质量比1:1球磨，然后过220筛，制得黑天目釉。
[0050]第三步、施釉:采用浸釉的方式将上一步制得的釉浆施在陶瓷坯体上，施釉厚度为1.5mm；
[0051]第四步、烧成:将坯体干燥后在1250°C下，还原气氛烧成，保温90分钟，自然冷却，得到色釉装饰产品，完成装饰。
[0052]按照上述方法，制得的黑天目釉装饰的陶瓷产品，釉面光泽度高，整体呈现深黑色，其中分布有直径约为I?2cm的红棕色圆斑，具有金属光泽，纹理精美，采用光泽度仪和分光测色仪测量了光泽度与色度值:光泽度为141，色度值1> = 37.23，&* = 1.59，13* = 6.78。
[0053]实施例5
[0054]黑天目釉的制备方法:
[0055]第一步、原料为原料A与铁矿渣的混合物，其中，铁矿渣的质量为原料A质量的10%:原料A按质量百分计包括:50 %的长石，17 %的石英，15 %的方解石，1 %的高岭土，6% 的 P2O5 以及 2% 的 T12;
[0056]其中，铁矿渣的化学组成按质量百分比计，包括S12 69%,Al2O3 7.5%,CaO
5.2% ^MgO 4% ^Fe2O3 9.05%、K20 1.8% ^Na2O 1.5%、Ti02 0.75%、S03 0.70% 以及 P2O50.5%ο
[0057]第二步、球磨，过筛:将原料和水按质量比1:1球磨，然后过220筛，制得黑天目釉。
[0058]第三步、施釉:采用浸釉的方式将上一步制得的釉浆施在陶瓷坯体上，施釉厚度为1.5mm；
[0059]第四步、烧成:将坯体干燥后在1250°C下，还原气氛烧成，保温90分钟，自然冷却，得到色釉装饰产品，完成装饰。
[0060]上述陶瓷坯体为日用陶瓷坯体、建筑卫生陶瓷坯体或艺术陶瓷坯体。
[0061]上述以铁矿渣为替代部分原料及呈色物质制得的系列色釉可装饰在各种陶瓷坯体上，用于日用陶瓷、建筑卫生陶瓷以及艺术陶瓷的装饰，制出呈色效果迥异，色彩变幻多端的高中档陶瓷产品，满足不同的市场需求。
【主权项】
1.一种利用铁矿渣制备系列铁系色釉的方法，其特征在于，将原料经配料、球磨、过筛后制得铁系色釉；其中，原料包括铁矿渣，铁矿渣的化学组成按质量百分比计包括:S1266.50?69.00%、Ah03 7.50?8.80%、CaO 4.25?5.25%、MgO 4.00?4.30%、Fe203 9.05?9.80%、Κ20 1.50?2.15%、Na20 I.10?I.50%、Ti02 0.30?0.75%、S03 0.50?0.70%以及P2O5 0.38?0.52% 02.根据权利要求1所述的一种利用铁矿渣制备系列铁系色釉的方法，其特征在于，所述球磨时原料和水的质量比为I: I。3.根据权利要求1所述的一种利用铁矿渣制备系列铁系色釉的方法，其特征在于，所述原料的细度小于220目。4.根据权利要求1所述的一种利用铁矿渣制备系列铁系色釉的方法，其特征在于，所述铁系色釉为金色油滴釉时，原料包括原料A与铁矿渣，其中，铁矿渣的质量为原料A质量的7%:原料A按质量百分计包括:长石43%，石英20%，方解石8%，高岭土12%，滑石7%，硼酸3% ,Li2CO3 2% 以及ZnO 5% 05.根据权利要求1所述的一种利用铁矿渣制备系列铁系色釉的方法，其特征在于，所述铁系色釉为黑色亚光釉时，原料包括原料A与铁矿渣，其中，铁矿渣的质量为原料A质量的35% ;原料A按质量百分计包括:长石56%，石英18%，方解石15%，滑石3% ,Cr2O3 4%以及ZnO 4% ο6.根据权利要求1所述的一种利用铁矿渣制备系列铁系色釉的方法，其特征在于，所述铁系色釉为红棕色亚光釉时，原料包括原料A与铁矿渣，其中，铁矿渣的质量为原料A质量的13%:原料A按质量百分计包括:长石52%，石英17%，方解石15%，P205 8%, Cr2O3 4%以及ZnO 4% ο7.根据权利要求1所述的一种利用铁矿渣制备系列铁系色釉的方法，其特征在于，所述铁系色釉为黑天目釉时，原料包括原料A与铁矿渣，其中，铁矿渣的质量为原料A质量的10%:原料A按质量百分计包括:长石50%，石英17%，方解石15%，高岭土 10% ,P2O5 6%以及T12 2%o8.—种基于权利要求1中所述的铁系色釉的装饰方法，其特征在于，将铁系色釉施在陶瓷还体上，施釉厚度为1.2?1.5mm，将还体干燥后，在1250?1260°C下保温20?90min，完成装饰。9.根据权利要求8所述的铁系色釉的装饰方法，其特征在于:所述陶瓷坯体为日用陶瓷坯体、建筑卫生陶瓷坯体或艺术陶瓷坯体。
【文档编号】C03C8/00GK105884197SQ201610213469
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】林营, 李红梅, 王芬, 杨海波, 贺思彤, 李倩颖, 李阳阳, 谭升梅
【申请人】陕西科技大学