一种用于矿彩画的天然赭红矿物颜料的加工工艺的制作方法

1.本发明涉及一种用于矿彩画的天然赭红矿物颜料的加工工艺，属于环保型无机颜料技术领域。


背景技术：

2.矿彩画，也叫岩彩画，它源自中国古代的岩彩壁画，是中华民族文化内部的一种绘画形式。早在公元一世纪，矿物颜料因其颗粒彼此独立不溶于水，散发出晶莹浑厚的色彩，且具有良好的耐久性和稳定性等特点，被作为传统岩彩画原料之一，例如敦煌莫高窟、北京法海寺、新疆克孜尔、山西永乐宫等岩彩壁画至今仍保持着无穷的艺术魅力。当代岩彩画在技法方面融合东西方绘画样式，并借鉴西方绘画艺术以及材料拓展的运用，使岩彩画更具有开放性、灵活性和画面表现力，呈现多元化的发展趋势。
3.红色代表着热闹、喜庆与祥和，是中华民族最喜爱的颜色。对红色考古研究势必会与红色颜料息息相关，根据考古方面报道，发现最早的红色颜料为矿物颜料。古人将采集到的红色矿物材料经过简单研磨加工就将其应用于彩陶、装饰品、岩画、丝织物和彩塑等领域中。而天然红色矿物颜料中最常见的有赤铁矿即赭红和朱砂。其中，红色粉末状的赤铁矿为铁赭石或赭色赤铁矿，化学式为fe2o3，并含镁、铝、硅等杂质，粉末状的赤铁矿呈暗红-鲜红色，条痕色为樱桃红或红棕色[沈连生主编. 本草纲目彩色图谱. 北京: 华夏出版社, 1998: 31.]，又被称之为赭红。赭红被发现在许多原始古墓和壁画中英勇将士的战袍色，例如战国时期的漆画《车马出行图》、东汉的打虎亭二号墓壁画以及西汉洛阳卜千秋墓壁画等。赭石是中国画中不可或缺的颜料，稳定经久不变色，赫石作为矿物色，覆盖性强，一般是做不透明色使用，但如果能研磨得极细，也可作为半透明色使用。
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天然矿物颜料制作步骤复杂、程序繁多，对匠师的技术要求比较高，制备过程不仅费时费力，同时制作的天然矿物颜料批次间的色度及粒径稳定性不佳。正如非遗国画颜料制作技艺传承人仇庆年在央视热播的《国家宝藏》里，演示了传统颜料的制作过程一样。颜料研磨技术决定矿物颜料的颗粒度，颜料研磨得越细，它的附着力、覆盖力、着色力越强。对于较浓颜色的无机颜料，比如黄色和蓝色矿物颜料，矿物颜料颗粒发色原理与颜料颗粒折射有关[马玉华. 北凉北魏时期敦煌壁画的技法及色彩构成. 敦煌研究, 2009(3): 16.]。在矿彩画中正是使用了一定尺寸的矿物颜料，才造就了矿彩画独特的美感以及闪烁的光泽感。目前，对于矿物颜料现代研磨加工工艺研究及报道鲜有报道，这也使人们对矿物颜料的研究、开发与使用仅限于师傅传徒弟的模式之中。


技术实现要素：

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本发明目的是针对天然矿物颜料传统加工工艺技术缺陷，提供了一种用于矿彩画的天然赭红矿物颜料的加工工艺与流程。
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一、矿彩画用天然赭红矿物颜料的加工工艺本发明用于矿彩画的天然赭红矿物颜料的加工工艺与流程，是将天然赭红原矿依
次经破碎—磨粉—湿法研磨—压滤—水洗—压滤—强力干燥—（或焙烧）后，装袋制得提纯天然赭红矿物颜料，其fe2o3含量不低于60%，粒径不高于200目。具体包括以下步骤：（1）破碎：将采集的天然赭红原矿经破碎机破碎至粒径≤ 5 mm；所述天然赭红原矿中fe2o3含量不低于40%。
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（2）磨粉：将破碎后的矿样经雷蒙磨研磨至粒度为40~ 180 目。
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（3）湿法研磨：将研磨后的粉状矿样加入砂磨机中湿法研磨制得悬浮液，固液质量比为10% ~ 40%，球料比为5:1 ~ 20:1，研磨速率为300 rpm ~ 600 rpm，研磨时间为30 min ~ 240 min。
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（4）压滤：将湿法研磨后的悬浮液采用板框式压滤机固液分离制得滤饼，控制滤饼含水率不高于40%，降低滤饼中可溶盐的残留量。
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（5）水洗压滤：将所得滤饼经机械搅拌制浆水洗后再次压滤固液分离，水洗固液比为20% ~ 40%，控制最终滤饼含水率不高于45%，降低强力干燥工序的能耗。
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（6）强力干燥：将所得最终滤饼经强力干燥机处理成粉末，装袋制得用于矿彩画的天然赭红矿物颜料，其fe2o3含量不低于60%，粒径不高于200目。粒径不高于200目可以保证天然赭红矿物颜料应用于岩彩画作时的质感和色彩饱和度。
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（7）焙烧：为了调控天然赭红矿物颜料的颜色，可以选择装袋前将强力干燥后的粉末样品后直接进入回转窑焙烧，煅烧温度为300 ~ 900℃，煅烧时间为30 ~ 120 min。 焙烧工序是为了进一步调控天然赭红矿物颜料的颜色，该工序也可省去直接装袋。
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二、矿彩画用天然赭红矿物颜料结构和性能表征1、x-射线衍射谱图图1为实施例一和二制得矿彩画用天然赭红矿物颜料的xrd谱图。如图所示，在2θ = 24.171o（012）、33.150o（104）、35.640o（110）、40.879o（113）、42.457o（113）、49.459o（024）、54.100o（116）、62.420o（214）和64.198o（300）处出现了赤铁矿的特征衍射峰，证实样品主要成分为α-fe2o3。这种天然铁红颜料可呈现红、暗红以及偏黄红，且色彩稳定，多被使用在魏晋之前的矿彩画中。此外，在2θ = 21.230o、33.231o、36.640o、40.010o和53.210o处发现了针铁矿（α-feooh）的特征衍射峰，其分别归属于α-feooh的（110）、（130）、（111）、（121）和（221）晶面。因此，经提纯后两个样品的物相组成纯正。
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2、颜色性能本发明实施例一至五5所得的天然赭红矿物颜料样品的cie-l
*a*b*
颜色参数如表1所示。五个样品呈红褐色，样品现代工艺处理后红值a
*
值最高可达到+29.93，色度角ho表明样品颜色更偏向橙区接近红区（红区10
o ＜ ho≤ 40o，橙区40
o ＜h
o ≤ 75o）。
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综上所述，本发明天然赭红矿物颜料的加工工艺具有以下优点：1、采用现代工艺提纯天然赭红矿物颜料，可以避免传统天然矿物颜料加工工艺的繁琐与耗时耗力；2、采用现代工艺提纯天然赭红矿物颜料，解决了天然矿物颜料传统工艺制得天然矿物颜料色度及粒径批次稳定性差的痼疾。
附图说明
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图1为本发明实施例一和二制得天然赭红颜料的x-射线衍射谱图。
具体实施方式
[0017]
下面通过具体实施例对一种用于矿彩画的天然赭红矿物颜料现代工艺与流程作进一步说明。
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实施例一：将天然赭红原矿利用破碎机破碎至粒径为4 mm，然后经雷蒙磨处理至粒径为40目。取180 kg粉末矿样加入500 l水中，采用砂磨机研磨处理，控制球料比为15:1，研磨速度为300 rpm，研磨时间为60 min。将所得湿法研磨后的浆料采用压滤机进行固液分离（滤饼含水量为36%），所得滤饼经机械搅拌制浆水洗后再次压滤，控制水洗固液质量比为35%，所得最终滤饼含水量38%。最后将所得滤饼采用强力干燥机中干燥粉碎至150目后送入回转窑，在300
º
c下焙烧60 min后装袋，样品标记为h-1，其l
*
、a
*
、b
*
颜色参数见表1。
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实施例二：将天然赭红原矿利用破碎机破碎至粒径为5 mm，然后经雷蒙磨处理至粒径为60目。取100 kg粉末矿样加入600 l水中，采用砂磨机研磨处理，控制球料比为18:1，研磨速度为500 rpm，研磨时间为120 min。将所得湿法研磨后的浆料采用压滤机进行固液分离（滤饼含水量为38%），所得滤饼经机械搅拌制浆水洗后再次压滤，控制水洗固液质量比为37%，所得最终滤饼含水量40%。最后将所得滤饼采用强力干燥机中干燥粉碎至200目包装，样品标记为h-2，其l
*
、a
*
、b
*
颜色参数见表1。
[0020]
实施例三：将天然赭红原矿破碎机破碎至粒径为3.5 mm，然后经雷蒙磨处理至粒径为100目。取180 kg粉末矿样加入550 l水中，采用砂磨机研磨处理，控制球料比为10:1，研磨速度为350 rpm，研磨时间90 min。将所得湿法研磨后的浆料采用压滤机进行固液分离（滤饼含水量为40%），所得滤饼经机械搅拌制浆水洗后再次压滤，控制水洗固液质量比为40%，所得最终滤饼含水量为45%。最后将所得滤饼采用强力干燥机中干燥粉碎至160目后直接送入回转窑，在700
º
c下焙烧60 min后装袋，样品标记为h-3，其l
*
、a
*
、b
*
颜色参数见表1。
[0021]
实施例四：将天然赭红原矿利用破碎机破碎至粒径为2 mm，然后经雷蒙磨处理至粒径为120目。取220 kg粉末矿样加入600 l水中，采用砂磨机研磨处理，控制球料比为5:1，研磨速度为400 rpm，研磨时间240 min。将所得湿法研磨后的浆料采用压滤机进行固液分离（滤饼含水量为38%），所得滤饼经机械搅拌制浆水洗后再次压滤，控制水洗固液质量比为40%，所得最终滤饼含水量为40%。最后将所得滤饼采用强力干燥机中干燥粉碎至200目后直接送入回转窑，在500
º
c下焙烧180 min后装袋，样品标记为h-4，其l
*
、a
*
、b
*
颜色参数见表1。
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实施例五：将天然赭红原矿利用破碎机破碎至粒径为3 mm，然后经雷蒙磨处理至粒径为80目。取260 kg粉末矿样加入650 l水中，采用砂磨机研磨处理，控制球料比为20:1，研磨速度为600 rpm，研磨时间180 min。将所得湿法研磨后的浆料采用压滤机进行固液分离（滤饼含水量为34%），所得滤饼经机械搅拌制浆水洗后再次压滤，控制水洗固液质量比为35%，所得最终滤饼含水量为37%。最后将所得滤饼采用强力干燥机中干燥粉碎至200目后直接送入回转窑，在400
º
c下焙烧120 min后装袋，样品标记为h-5，其l
*
、a
*
、b
*
颜色参数见表1。