骨玉瓷的泥料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种骨玉瓷泥料及其制备方法，骨玉瓷泥料主要由45-55wt%提纯后的骨粉、30-40wt%的高岭土和20-25wt%的钾钠长石制备而成，采用此泥料制得的骨玉瓷，其产品结构中，既有磷酸钙、二氧化硅、氧化铝的高稳定性晶体结构，又有新物质硅酸钠、硅酸钾、少量硅酸钙等低溶点的物质，而这些低溶点的物质刚好填满胚体的分子间隙，从而得到精美的陶瓷制品，即具有高白度、色泽温润、瓷质细腻、透光性强的骨玉瓷。本发明方法以牛羊的骨头作为主原料，在资源上大量节约了不可多得的矿物质原料，每万元产值可节约资源90%，每万元产值可节约能耗80%，是生态良好型、资源节约型、可持续发展的产业，具有很强的市场竞争力和社会综合效益。
【专利说明】骨玉瓷的泥料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及瓷器领域，具体是一种新式瓷器-骨玉瓷的泥料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]我国制作陶瓷已有几千年的历史，在陶瓷原料的配方中，以硅酸盐、氧化铝为陶瓷的支架理论运用了几千年，中国玉瓷以色泽温润、瓷质细腻在陶瓷领域创造了不朽的神话、传奇和辉煌，故陶瓷原料技术在中国也历属于硅酸盐研究的课题之中。
[0003]大约三百年前，西欧特别是英国的陶瓷制作工匠开始以动物骨灰为原料制做出当今世界上唯一不是诞生于我国的瓷种-骨灰瓷，在其陶瓷的支架理论上，则是以磷酸钙、氧化铝制作陶瓷，骨灰瓷具有白度高、透光性好的特点，是问世以来受到西方贵族所青睐的高档瓷器，独自占领世界高端陶瓷市场。
[0004]中国玉瓷色泽温润、瓷质细腻，但白度较低，透光性也不理想；骨灰瓷白度高、透光性好，但色泽较为生硬、瓷质较粗糙。制作一种集中国玉瓷的色泽温润、瓷质细腻和西方骨灰瓷的高度洁白、高透光性于一体的瓷器，是陶瓷行业的追求目标。
[0005]中国玉瓷的制作原理的根据是硅酸盐理论系统，而西方骨灰瓷的制作原理的根据是磷酸盐的理论体系。中西方两种陶瓷原料的理论，存在着性质上的不同，因为在高温状态下即1150°C以上，钙离子和二氧化硅将产生剧烈化学反应，反应产物为硅酸钙，溶点极低，在常温下是溶融状态。如果把米粒大小的骨灰瓷原料镶在中国玉瓷原料制成的胚体上，高温烧制则将出现一个溶洞，反之也如此。
[0006]要保持具有中国玉瓷的色泽温润、瓷质细腻，把白度和透光性提高到骨灰瓷的水平，则必须在原料中加入大量的磷酸钙`；要使骨灰瓷具有色泽温润又有瓷质细腻则必须在原料中加入足量的钾钠长石，其主要成分二氧化硅，这两种看来不可能并存的陶瓷原料共存于一个陶瓷原料的胚体之中，一直是行业内的关键技术难题。集中国玉瓷的色泽温润、瓷质细腻和西方骨灰瓷的高度洁白、高透光性于一体的瓷器被行业内认为是不可能实现的，这已成为行业中的技术偏见。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种骨玉瓷泥料，采用此骨玉瓷泥料制作出来的瓷器既具有中国玉瓷的色泽温润、瓷质细腻的特点，同时又有西方骨灰瓷的高度洁白、高透光性的特
[0008]本发明的另一目的是提供一种制备上述骨玉瓷泥料的方法。
[0009]为了实现上述目的，本发明采用如下方案:
[0010]骨玉瓷泥料，主要由45-55?七％提纯后的骨粉、30_40wt%的高岭土和20_25wt%的钾钠长石制备而成，其中，骨粉、高岭土和钾钠长石的粒度均为250-300目。
[0011]上述骨粉为由牛骨或羊骨经提纯和粉碎而成的粉末。
[0012]骨玉瓷泥料的制备方法，通过如下步骤实现:[0013]一、制备骨粉
[0014]A、先对晾干的牛骨或羊骨进行常规煅烧，在4-6小时内从常温烧到1000°C左右，再用1000-1350°C的还原焰对牛骨或羊骨进行还原煅烧1-3小时，把牛骨或羊骨中的二价铁还原成三价铁，得到初始骨块；
[0015]B、把上述所得的初始骨块处理成粒度为250-300目的细化骨浆，并在此细化骨浆中加入磷酸，调节至pH值接近中性；
[0016]C、对上述所得的细化骨浆进行除杂、除铁，压滤后得到骨粉；
[0017]二、骨粉与高岭土和钾钠长石的混合:
[0018]将步骤一所得的骨粉与高岭土和钾钠长石混合在一起，得到初混合料，三者的用量比例为:骨粉45-55wt%、高岭土 30-40wt%、钾钠长石20_25wt%，骨粉、高岭土和钾钠长石的粒度均为250-300目；
[0019]三、初混合料与有机质的浸提液的混合:
[0020]在上述初混合料中加入有机质的浸提液，按有机质的浸提液占35_45wt%、上述初混合料占55-65wt%的比例混合在一起；上述有机质的浸提液采用重量比为1:2-4的有机质与水浸泡7天左右而得的浸提液；
[0021]四、发酵陈腐:
[0022]将上述初混合料和有机质的浸提液混合而成的混合料置于开口容器中于室外自然环境里发酵陈腐60-100天，即得到骨玉瓷泥料。
[0023]上述制备骨粉的B步骤中`，通过锻打和球磨将上述初始骨块处理成粒度为250-300目的细化骨浆。
[0024]上述制备骨粉的B步骤中，加入磷酸后的细化骨浆的pH值为6.8-7.4。
[0025]上述有机质采用甘蔗叶、竹叶、竹杆、稻草中的一种或多种的组合。
[0026]陶瓷的烧制是一个复杂的化学反应过程，在这一反应中，原料的组成物质有一部分起了化学反应，也有新的物质生成，但还有相当一部分的物质以原来的物质形式存在，烧制过程就是为部分反应物质提供必要的反应条件。
[0027]首先对中国玉瓷和西方骨灰瓷的各种物质的分子进行全面的分析和了解，对组成的物质分子的原子进行逐一分析，寻找出共存的可能性，在整个配方中由以下原子组成的混合物组成:①金属元素:钾、钠、钙、铝；②非金属元素:氧、磷、硅等；这几种元素在原料之中，它们是以怎样的形式存在于各分子之中，在何种条件下，将起什么样的反应，各自有什么化学特性，进行综合分析。其中，碱性氧化物有氧化钾、氧化钙和氧化铝；酸性氧化性有五氧化二磷和二氧化硅。钾、钠分别属第一组族元素，组成化合物时其易失去最外电子层一个电子，达到结构稳定；钙为第二组族元素，失去最外电子层两个电子的能力次之。磷酸是典型的中强酸，磷酸根和金属离子组成的化合物稳定性远强于硅酸组成的化合物，而氧化铝在其中将保持稳定结构。
[0028]各单质的性质分析:磷酸钙、中强酸、强碱盐化学性是十分稳定，单质溶点在15000C，氧化硅稳定的共价键结构单质溶点也极高，在1500°C以上，二氧化铝也是极强的共价键稳定结构，单质溶点更高，在1600°C以上，这些均是作为陶瓷原料的良好物质。这三种高溶点又稳定的原料共存于陶瓷原料的配方之中，根据各种物质的化学性质确定各种物质在原料之中的百分比含量配方制做的原料，制成的胚体烧制到1270°C至1310°C时，即为各种物质提供必要的反应条件，使适量的氧化钾、氧化钠、氧化钙和二氧化硅起反应，生成低溶点的硅酸盐，在弱碱性的条件下，磷酸钙过量的环境中，大量的磷酸钙在烧制过程中保持相对的稳定状态，刚好填满胚体之中的分子间的空隙，使其成为晶体状，既提高了陶瓷产品本身的细腻度又提高了透明度，同时又不影响到胚体的支撑力，这样就为以氧化铝、磷酸钙和二氧化硅为支架的骨玉瓷的诞生奠定了基础。
[0029]陶瓷的制作过程是由许多的物理变化和化学变化过程的集合过程，在胚体的制作过程，注浆、脱水、脱模、干燥等均是物理现象，而烧制过程则是一系列复杂的化学变化，即有新的物质生成。部分物质进行化学反应，同时其它物质则保持原料物质的稳定状态，所谓的烧制就是为这一系列复杂的化学反应提供必要的反应条件和时间，这就关系到各元素在原料配方中的存在形式和一定的比例关系，根据各元素存在的形式和化学性质来确定各物质原素的比例，在骨玉瓷的产品结构中，既要有磷酸钙、二氧化硅、氧化铝的高稳定性晶体结构，又要有新物质硅酸钠、硅酸钾、少量硅酸钙等低溶点的物质，而这些低溶点的物质刚好填满胚体的分子间隙，可制作出精美的陶瓷制品，即具有高白度、色泽温润、瓷质细腻、透光性强的骨玉瓷。
[0030]本发明的骨玉瓷泥料，主要由45-55wt%提纯后的骨粉、30-40wt%的高岭土和20-25wt%的钾钠长石制备而成，采用此泥料制得的骨玉瓷，其产品结构中，既有磷酸钙、二氧化硅、氧化铝的高稳定性晶体结构，又有新物质硅酸钠、硅酸钾、少量硅酸钙等低溶点的物质，而这些低溶点的物质刚好填满胚体的分子间隙，从而得到精美的陶瓷制品，即具有高白度、色泽温润、瓷质细腻、透光性强的骨玉瓷。
[0031]本发明方法以牛羊的骨头作为主原料，牛羊的骨头来源于三江源牧区，平时牧民们食用之余随意丢弃的牛羊的骨头，在自然界将腐化变质，严重地污染自然环境， 申请人:将其收集起来加以利用， 在资源上大量节约了不可多得的矿物质原料，每万元产值可节约资源90%，每万元产值可节约能耗80%，故骨玉瓷的生产是生态良好型、资源节约型、可持续发展的产业，具有很强的市场竞争力和社会综合效益。
【具体实施方式】
[0032]本发明的骨玉瓷泥料，主要由45-55wt%提纯后的骨粉、30-40wt%的高岭土和20-25wt%的钾钠长石制备而成，其中，骨粉、高岭土和钾钠长石的粒度均为250-300目。其中，骨粉为由牛骨或羊骨经提纯和粉碎而成的粉末。
[0033]本发明骨玉瓷泥料的制备方法，通过如下步骤实现:
[0034]一、制备骨粉
[0035]A、先对晾干的牛骨或羊骨进行常规煅烧，在4-6小时内从常温烧到1000°C左右，再用1000-1350°C的还原焰对牛骨或羊骨进行还原煅烧1-3小时，把牛骨或羊骨中的二价铁还原成三价铁，得到初始骨块；
[0036]B、把上述所得的初始骨块先锻打成细块，再球磨成粒度为250-300目的细化骨浆，并在此细化骨浆中加入磷酸，调节至pH值接近中性，即pH为6.8-7.4 ；
[0037]C、对上述所得的细化骨浆通过常规方式进行除杂、除铁，压滤后得到骨粉；
[0038]二、骨粉与高岭土和钾钠长石的混合:
[0039]将步骤一所得的骨粉与高岭土和钾钠长石混合在一起，得到初混合料，三者的用量比例为:骨粉45-55wt%、高岭土 30-40wt%、钾钠长石20_25wt%，骨粉、高岭土和钾钠长石的粒度均为250-300目；
[0040]三、初混合料与有机质的浸提液的混合:
[0041]在上述初混合料中加入有机质的浸提液，按有机质的浸提液占35_45wt%、上述初混合料占55-65wt%的比例混合在一起；上述有机质的浸提液采用重量比为1:2-4的有机质与水浸泡7天左右而得的浸提液；其中，有机质采用甘蔗叶、竹叶、竹杆、稻草中的一种或多种的组合；
[0042]四、发酵陈腐:
[0043]将上述初混合料和有机质的浸提液混合而成的混合料置于开口容器中于室外自然环境里发酵陈腐60-100天，即得到骨玉瓷泥料。
[0044]采用本发明的骨玉瓷泥料制成的骨玉瓷，根据QB/T1503-1992《日用陶瓷白度测定方法》进行检测，三个样本的检测结果分别为101.1度、100.7度、100.7度，符合QB/T1503-1992《日用陶瓷白度测定方法》的试验要求。
[0045]关于牛骨或羊骨锻烧的说明:哺乳动物的血红蛋白细胞是动物体中寿命最短的细胞，牛的血红蛋白细胞生命周期为30天，羊的血红蛋白细胞生命周期为28天，制造血红蛋白的功能器官是动物的骨髓和骨松质，所以在动物骨松质中存在大量的血红蛋白原料物质，即主要成分是二价铁离子，二价铁离子的存在是一般物理方法不可除去的物质，二价铁离子存在于陶瓷原料当中将对陶瓷制品的白度和质量有较大的影响，本发明中，根据二价铁离子的化学性质，在煅烧骨头过程中，采取特殊的煅烧温度曲线，即在1000°C — 1250°C,是二价铁离子活泼期间采用还原火焰，还原 火焰中存有大量的强还原性一氧化碳气体，把二价铁离子还原成游离态金属铁，形成四氧化三铁，可方便除铁，制得高纯度的骨粉。
[0046]关于原料发酵陈腐的说明:在陶瓷原料的选料过程中，通常采用千年沉积泥做为粘性和可塑性的辅助材料，而自然的沉积泥多数含有金属钛离子，在高温状态下显灰褐色，严重影响了陶瓷产品的色泽和质量，根据千年沉积泥具有良好的粘性、可塑性，源于风化、腐蚀质这一原理，本发明中，把原料加工成细小颗粒之后，加入适量的有机质的浸提液(即碳水化合物，在1000°C之内能完成分解成二氧化碳和水的物质)使有机质加速腐化，置于室外敞口的水泥池内，于室外自然环境(室外自然温度和湿度)里进行陈腐60 — 100天，达到沉积地下的陈腐效果，极大地提高原料的粘性和可塑性，又不影响原料的纯度。
【权利要求】
1.骨玉瓷泥料，其特征在于:主要由45-55被％提纯后的骨粉、30-40wt%的高岭土和20-25wt%的钾钠长石制备而成，其中，骨粉、高岭土和钾钠长石的粒度均为250-300目。
2.根据权利要求1所述的骨玉瓷泥料，其特征在于:上述骨粉为由牛骨或羊骨经提纯和粉碎而成的粉末。
3.骨玉瓷泥料的制备方法，其特征在于:通过如下步骤实现:一、制备骨粉A、先对晾干的牛骨或羊骨进行常规煅烧，在4-6小时内从常温烧到1000°C左右，再用1000-1350°C的还原焰对牛骨或羊骨进行还原煅烧1-3小时，把牛骨或羊骨中的二价铁还原成三价铁，得到初始骨块；B、把上述所得的初始骨块处理成粒度为250-300目的细化骨浆，并在此细化骨浆中加入磷酸，调节至PH值接近中性；C、对上述所得的细化骨浆进行除杂、除铁，压滤后得到骨粉； 骨粉与闻岭土和钟纳长石的混合:将步骤一所得的骨粉与高岭土和钾钠长石混合在一起，得到初混合料，三者的用量比例为:骨粉45-55wt%、高岭土 30-40wt%、钾钠长石20_25wt%，骨粉、高岭土和钾钠长石的粒度均为250-300目；三、初混合料与有机质的浸提液的混合:在上述初混合料中加入有机质的 浸提液，按有机质的浸提液占35-45wt%、上述初混合料占55-65wt%的比例混合在一起；上述有机质的浸提液采用重量比为1:2-4的有机质与水浸泡7天左右而得的浸提液；四、发酵陈腐:将上述初混合料和有机质的浸提液混合而成的混合料置于开口容器中于室外自然环境里发酵陈腐60-100天，即得到骨玉瓷泥料。
4.根据权利要求3所述的骨玉瓷泥料的制备方法，其特征在于:上述制备骨粉的B步骤中，通过锻打和球磨将上述初始骨块处理成粒度为250-300目的细化骨浆。
5.根据权利要求3所述的骨玉瓷泥料的制备方法，其特征在于:上述制备骨粉的B步骤中，加入磷酸后的细化骨浆的pH值为6.8-7.4。
6.根据权利要求3所述的骨玉瓷泥料的制备方法，其特征在于:上述有机质采用甘蔗叶、竹叶、竹杆、稻草中的一种或多种的组合。
【文档编号】C04B33/13GK103435328SQ201310360521
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】郑小凌 申请人:郑小凌