一种玉石翡翠抛光粉的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种玉石翡翠抛光粉的制备方法，特征在于：在反应器中，按质量百分浓度加入12%~26%的氯化铈，20%~32%氯氧化锆溶解于水中，再加入15%~30%的三氧化二铝，8%~15%的氮化硅，2%~6%的三氧化二铬，0.5%~3%分散剂剂，搅拌呈浆液，再将15%~30%草酸铵溶解于水后加入，各组分之和为百分之百，水不计入组分，常压下，搅拌，加入热85℃，反应30~36h，再将温度升高到120℃，反应2~4h，在950℃~1000℃焙烧2~4h，冷却后，经气流粉碎，即得玉石翡翠抛光粉，该制备工艺简单，条件易于控制，生产成本低，易于工业化生产。抛光过程，具有粉体抛光效果好，光泽度，无划痕，平整度高，粉的用量少。
【专利说明】一种玉石翡翠抛光粉的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种抛光粉的制备【技术领域】，特别涉及一种玉石翡翠抛光粉的制备工艺及用于玉石翡翠抛光中。
【背景技术】
[0002]19世纪后半叶，法国矿物学家德穆尔将中国的“玉”分为软玉和硬玉两类。硬玉，我国俗称“翡翠”，是我国传统玉石中的后起之秀，又是近代所有玉石中的上品。翡翠不管是“山料”(原生矿石)还是“籽料”(次生矿石)，主要是由硬玉矿物组成的致密块体。在显微镜下观察，组成翡翠的硬玉矿物紧密地交织在一起，形成翡翠的纤维状结构。这种紧密的纤维状结构，使翡翠具有细腻和坚韧的特点。硬玉是由一种钢和铝的硅酸盐矿物组成，纯净者无色或白色。其块体的化学成分为:二氧化硅占58.28%，氧化钠占13.94%，氧化钙占1.62%，氧化镁占0.91%，三氧化二铁占0.64%，此外还含有微量的铬、镍等。其中，铬是使翡翠具有翠绿色的主要因素。通常翡翠含氧化铬0.2~0.5%，个别达2~3.75%以上。翡翠硬度为7，比重 3.33。
[0003]玉石的养生机理已经被现代科学所证实。据化学分析，玉石含有多种对人体有益的微量元素，如锌、镁、铁、铜、硒、铬、锰、钴等，佩带玉石可使微量元素被人体皮肤吸收，活化细胞组织，提高人体的免疫功能。故有中医所说“有的病吃药不能医好，经常佩带玉器却治好病”，道理就在于此。倘佩带玉手镯长期的良性按摩，不仅能被动除视力模糊之疾，而且可以蓄元气，养精神 。玉石不但能美化人们的生活，陶冶性情，而且祛病保平安。其产品直接用于健身保健的有:玉枕、玉垫、健身球、按摩器、手杖、玉梳，对人体具有养颜、镇静、安神之疗效，长期使用，会使你精神焕发，延年益寿。
[0004]玉石翡翠制品生产工艺包括:切割一铡一錾一冲一磨一雕一打磨抛光。玉石翡翠抛光过程质量的好坏直接影响其产品的质量，所以说抛光过程在玉石翡翠生产过程中十分重要，在抛光过程中所用的抛光粉直接影响玉器的抛光质量。
[0005]玉石翡翠的抛光是一个极其复杂的机械化学过程。在这个过程中，除了机械作用外，还有玉石翡翠组分、抛光粉成分和抛光模成分之间的化学作用。因此，在抛光粉体系中，化学组成的变化，将导致抛光模与玉石翡翠之间的粘附力发生变化，也导致在工作区域温度、抛光粉浓度发生变化，最终影响抛光效率。因此，抛光粉的化学组成对玉器抛光效果至关重要。玉石翡翠硬度较度高，翡翠的颜色丰富多彩，晶粒细小、均匀。抛光处理后光洁度高，所以在加工翡翠玉石需要抛光粉要求要有一定硬度，又要柔软细腻。
[0006]就抛光粉而言，不同的抛光粉有不同的抛光能力。抛光粉通常由氧化铈、氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化锆、氧化铬、氧化锡等组份组成，不同的材料的硬度不同，在水中的化学性质也不同，因此使用场合各不相同。氧化铝和氧化铬的莫氏硬度为9，氧化铈和氧化锆为7，氧化铁更低。翡翠玉石抛光过程中，要加入抛光粉，现在人们都在三氧化二铝粉或其它如三氧化二铁或三氧化二铬某一种粉末，即采用单一磨料即单一抛光粉进行抛光，但这种单一抛光粉对翡翠玉石的抛光达不到优良的抛光效果。可能是单一抛光粉在抛光摩擦过程中。抛光粉的粉粒之间流动性或软硬度不能互补。几种氧化物复配可以克服上述的不足，中国专利申请CN101362925B中公开了一种抛光光学元件的复配抛光粉及制备方法和抛光工艺，是有0.5份1份的三氧化二铬和1.0份的三氧化二铝组成的，但这种复合抛光粉的耐磨性达不到翡翠的抛光要求。
[0007]目前，关于抛光粉的报道很多主要是稀土抛光粉用于透镜、平板玻璃、眼睛、表壳、精密光学仪器元件等的抛光，具有抛光速度快、精密度高的特点。自20世纪40年代发明稀土抛光粉以来，生产量与应用量逐年增加，稀土抛光粉的生产工艺随着稀土分离工艺的进步而改变。中国专利申请CN1939990A中公开了一种富铈稀土抛光粉的生产方法；中国专利申请CN101475777B中公开了一种高精度稀土抛光粉及其制备方法。
[0008]氮化硅，化学式为Si3N4，是一种重要的结构材料。它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体；高温时抗氧化，切削能力较强，化学性质稳定，而且它还能抵抗冷热冲击。本申请将氮化硅与稀土氧化、氧化铝、氧化锆，氧化铬制备一种用于翡翠玉石抛光的抛光粉，该抛光粉具有硬度高、流动性好、软硬度不能互补等优点。
【发明内容】
[0009]本发明的目是提供一种能减少抛光划痕、提高抛光粉摩擦硬度，提高翡翠玉石光洁度的抛光粉的制备方法及工艺；
本发明的目的通过以下技术方案实现。
[0010]一种玉石翡翠抛光粉的制备方法，特征在于该方法具有以下工艺步骤:在反应器中，按质量百分浓度加入12%~26%的氯化铈，20%~32%氯氧化锆溶解于水中，再加入15%~30%的三氧化二铝，8%~?5%的氮化硅，2%~6%的三氧化二铬，0.5%~3%分散剂剂，搅拌呈浆液，再将15%~30%草酸铵溶解于水后加入，各组分之和为百分之百，水不计入组分，常压下，搅拌，加入热85°C，反应3(T36h，使氯化铈生成颗粒均匀的草酸铈，氯氧化锆生成颗粒均匀的二氧化锆颗粒，固液分离，蒸干水分，再将温度升高到120°C，反应2~4h，在950°C ^lOOO0C焙烧2~4h，冷却后，经气流粉碎，即得玉石翡翠抛光粉，所得到的玉石翡翠抛光粉的粒径为
0.5~2.5 μ m的范围内。
[0011]在一种玉石翡翠抛光粉的制备方法中，所述的氯化铈为无水氯化铈。
[0012]在一种玉石翡翠抛光粉的制备方法中，所述的氯氧化锆为含8个水的氯氧化锆。
[0013]在一种玉石翡翠抛光粉的制备方法中，所述的三氧化二铝为α-三氧化二铝，其粒径在0.5~2.Ομπι范围。
[0014]在一种玉石翡翠抛光粉的制备方法中，所述的分散剂为三聚磷酸钠或聚乙烯醇。
[0015]在一种玉石翡翠抛光粉的制备方法中，所述的三氧化二铬、碳化硅的粒径均在
0.5~2.0 μ m范围。
[0016]在一种玉石翡翠抛光粉的制备方法中，所述的氯酸铈:草酸铵的摩尔比要在1:
1.6~2.5之间。
[0017]在一种玉石翡翠抛光粉的制备方法中，草酸铵的作用之一是调节体系的pH值使氯氧化锆 生成氢氧化锆沉淀附着在固相的表面，草酸铵另一个作用是使氯化铈生成草酸铈沉淀附着在固相的表面，过量的草酸铵通过加热分解对产品无影响。
[0018]本发明所述的颗粒度测试方法是采用激光粒度仪测得的粒度当量直径尺寸。[0019]本发明所得到的玉石翡翠抛光粉方法:即可以用于湿抛也可用于干抛，湿抛时粉与水的比例在I 2.5之间为宜，每平方米用量为2(T40g。
[0020]本发明与现有技术比较，具有如下优点及有益效果:
(I)本发明获得玉石翡翠抛光粉，在制备过程中，采用加入氮化硅成分，使抛光粉的抛光摩擦硬度有了明显提高，可以用于各种高硬度玉石翡翠的抛光。
[0021] (2)本发明获得玉石翡翠抛光粉，在制备过程中，加入草酸铵为沉淀剂，草酸铵在加热的过程中分解出氨来调节体系的PH值，使氯氧化锆生成氢氧化锆沉淀，草酸跟与氯化铈生成草酸铈，而且由于加入草酸铵使体系形成了均相沉淀体系，经过烧结后生成Zr02、CeO2的颗粒细小均匀分布在Al203、Si3C4、Cr203表面上，具有中位径粒小，粒度分布范围窄的特点，同时使抛光粉的粉粒之间流动性或软硬度互补，达到更好的抛光效果。
[0022](3)本发明获得玉石翡翠抛光粉，制备工艺简单，条件易于控制，生产成本低，易于工业化生产。
【具体实施方式】
[0023]实施例1
一种玉石翡翠抛光粉的制备方法，在反应器中，分别加入20g的氯化铈，26g氯氧化锆溶解于水中，再加入20g的三氧化二铝，IOg的氮化硅，3g的三氧化二铬，1.0g分散剂剂，搅拌呈浆液，再将20g草酸铵溶解于水后加入，常压下，搅拌，加入热85°C，反应32h，使氯化铈生成颗粒均匀的草酸铈，氯氧化锆生成颗粒均匀的二氧化锆颗粒，固液分离，蒸干水分，再将温度升高到120°C，反应3h，在950°C焙烧3h，冷却后，经气流粉碎，即得玉石翡翠抛光粉。
[0024]实施例2
一种玉石翡翠抛光粉的制备方法，在反应器中，分别加入400g的氯化铈，520g氯氧化锆溶解于水中，再加入400g的三氧化二铝，200g的氮化硅，60g的三氧化二铬，20g分散剂剂，搅拌呈浆液，再将400g草酸铵溶解于水后加入，常压下，搅拌，加入热85°C，反应32h，使氯化铈生成颗粒均匀的草酸铈，氯氧化锆生成颗粒均匀的二氧化锆颗粒，固液分离，蒸干水分，再将温度升高到120°C，反应3h，在1000°C焙烧3h，冷却后，经气流粉碎，即得玉石翡翠抛光粉。
[0025]实施例3
一种玉石翡翠抛光粉的制备方法，在反应器中，分别加入15g的氯化铈，32g氯氧化锆溶解于水中，再加入15g的三氧化二铝，8g的氮化硅，2g的三氧化二铬，0.5g分散剂剂，搅拌呈浆液，再将28g草酸铵溶解于水后加入，常压下，搅拌，加入热85 °C，反应30h，使氯化铈生成颗粒均匀的草酸铈，氯氧化锆生成颗粒均匀的二氧化锆颗粒，固液分离，蒸干水分，再将温度升高到120°C，反应2h，在950°C焙烧4h，冷却后，经气流粉碎，即得玉石翡翠抛光粉。
[0026]实施例4
一种玉石翡翠抛光粉的制备方法，在反应器中，分别加入25g的氯化铈，20g氯氧化锆溶解于水中，再加入15g的三氧化二铝，8g的氮化硅，3g的三氧化二铬，2g分散剂剂，搅拌呈浆液，再将27g草酸铵溶解于水后加入，常压下，搅拌，加入热85°C，反应36h，使氯化铈生成颗粒均匀的草酸铈，氯氧化锆生成颗粒均匀的二氧化锆颗粒，固液分离，蒸干水分，再将温度升高到120°C，反应4h，在1000°C焙烧3h，冷却后，经气流粉碎，即得玉石翡翠抛光粉。
[0027]实施例5
一种玉石翡翠抛光粉的制备方法，在反应器中，分别加入18g的氯化铈，22g氯氧化锆溶解于水中，再加入18g的三氧化二铝，Ilg的氮化硅，6g的三氧化二铬，3g分散剂剂，搅拌呈浆液，再将22g草酸铵溶解于水后加入，常压下，搅拌，加入热85°C，反应34h，使氯化铈生成颗粒均匀的草酸铈，氯氧化锆生成颗粒均匀的二氧化锆颗粒，固液分离，蒸干水分，再将温度升高到120°C，反应2.5h，在1000°C焙烧2.5h，冷却后，经气流粉碎，即得玉石翡翠抛光粉。
[0028]实施例6
一种玉石翡翠抛光粉的制备方法，在反应器中，分别加入130g的氯化铈，200g氯氧化锆溶解于水中，再加入300g的三氧化二铝，150g的氮化硅，40g的三氧化二铬，20g分散剂剂，搅拌呈浆液，再将160g草酸铵溶解于水后加入，常压下，搅拌，加入热85°C，反应35h，使氯化铈生成颗粒均匀的草酸铈，氯氧化锆生成颗粒均匀的二氧化锆颗粒，固液分离，蒸干水分，再将温度升高到120°C，反应4h，在950°C焙烧4h，冷却后，经气流粉碎，即得玉石翡翠抛光粉。
[0029]使用方法:即可以用于湿抛也可用于干抛，湿抛时将抛光粉与水的比例在1:1~2.5调成浆糊状，建议选用湿抛，因为干抛粉尘会造成污染。
[0030]本发明获得玉石翡翠抛光粉，粉体抛光效果好，光泽度，可达99度以上，无划痕，平整度高，粉的用量少。
【权利要求】
1.一种玉石翡翠抛光粉的制备方法，特征在于该方法具有以下工艺步骤:在反应器中，按质量百分浓度加入12%~26%的氯化铈，20%~32%氯氧化锆溶解于水中，再加入15%~30%的三氧化二铝，8%~15%的氮化硅，2%~6%的三氧化二铬，0.5%~3%分散剂剂，搅拌呈浆液，再将15%~30%草酸铵溶解于水后加入，各组分之和为百分之百，水不计入组分，常压下，搅拌，加入热85°C，反应3(T36h，使氯化铈生成颗粒均匀的草酸铈，氯氧化锆生成颗粒均匀的二氧化锆颗粒，固液分离，蒸干水分，再将温度升高到120°C，反应2~4h，在950°C ^lOOO0C焙烧2~4h，冷却后，经气流粉碎，即得玉石翡翠抛光粉，所得到的玉石翡翠抛光粉的粒径为0.5~2.5 μ m的范围内。
2.根据权利要求1所述一种玉石翡翠抛光粉的制备方法，其特征在于所述的氯化铈为无水氯化铈。
3.根据权利要求1所述一种玉石翡翠抛光粉的制备方法，其特征在于所述的氯氧化锆为含8个结晶水的氯氧化锆，分子式为=ZrOCl2.8H20。
4.根据权利要求1 所述一种玉石翡翠抛光粉的制备方法，其特征在于所述的三氧化二铝为α-三氧化二铝，其粒径在0.5~2.Ομπι范围。
5.根据权利要求1所述一种玉石翡翠抛光粉的制备方法，其特征在于所述的分散剂为三聚磷酸钠或聚乙烯醇。
6.根据权利要求1所述一种玉石翡翠抛光粉的制备方法，其特征在于所述的三氧化二铬、碳化硅的粒径均在0.5^2.0 μ m范围。
7.根据权利要求1所述一种玉石翡翠抛光粉的制备方法，其特征在于所述的氯酸铈:草酸铵的摩尔比要在1: 1.6^2.5之间。
8.根据权利要求1制备的玉石翡翠抛光粉在玉石翡翠抛光中的应用。
【文档编号】C09K3/14GK103923569SQ201410186361
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年5月6日 优先权日:2014年5月6日
【发明者】李慧芝, 许崇娟, 陈亚明 申请人:济南大学