利用制革污泥制备黑色陶瓷色料的方法

　申请日2014.07.03

　　公开(公告)日2014.10.22

　　IPC分类号C04B41/86

　　摘要

　　本发明涉及一种利用制革污泥制备黑色陶瓷色料的方法及产品，属于色料制备技术领域。本发明将制革污泥洗涤干燥之后、完全代替氧化铬直接作为原料使用，可以制备出既能坯用也能釉用、且黑度明显提高的黑色陶瓷色料;这样一来，简化了制备工序，缩短生产周期，进一步降低了生产成本。本发明将制革污泥经过“在非氧化气氛下煅烧，然后球磨、洗涤、干燥”这一预处理操作之后再作为原料使用，所制备的黑色陶瓷色料，其使用温度提高，着色性能提高，用量减少，色料在洗涤及使用过程中不会存在大量Cr6+溶出。

　　权利要求书

　　1.一种利用制革污泥制备黑色陶瓷色料的方法，原料经粉碎、煅烧得产品;其特征在于：用洗涤干燥后的制革污泥代替氧化铬作为原料，

　　或者将制革污泥预处理之后代替氧化铬作为原料;所述预处理：在非氧化气氛下煅烧，然后球磨洗涤、干燥。

　　2.根据权要求1所述的方法，其特征在于，非氧化气氛下煅烧温度为1060-1300℃，时间为30-180min。

　　3.根据权要求2所述的方法，其特征在于，1250℃处理60min。

　　4.根据权要求1所述的方法，其特征在于，原料粉碎过300目，煅烧温度为900-1300℃，煅烧时间为30-180min。

　　5.根据权要求1所述的方法，其特征在于，所用原料还包括根据所要制备的黑色陶瓷色料晶体体系确定的、氧化铬以外的金属氧化物;所述制革污泥的用量为10~60%。

　　6.根据权要求1所述的方法，其特征在于，所述金属氧化物为三氧化二镍、氧化铜、二氧化锰、三氧化二锰、碳酸锰、硫酸亚铁、氧化亚镍和稀土氧化物中的一种或多种。

　　7.根据权要求1所述的方法，其特征在于，所述原料为：

　　25-70%制革污泥，30-75%氧化铁;

　　或者，30-50%制革污泥，20-50%氧化铁，10-30%三氧化二镍;

　　或者，45-55%制革污泥，20%氧化铁，15-20%三氧化二镍，10-15%氧化铜;

　　或者，30-60%制革污泥，20-40%氧化铁，5-25%三氧化二镍，5-20%三氧化二锰;

　　或者，30-50%制革污泥，15-44%氧化铁，15-30%三氧化二镍，1-10%三氧化二锰，10-30%氧化铜。

　　8.根据权要求7所述的方法，其特征在于，制革污泥50%，氧化铁20%，氧化铜15%，15%三氧化二镍。

　　9.一种采用权利要求1-8中任意一项所述的方法制备的黑色陶瓷色料。

　　说明书

　　利用制革污泥制备黑色陶瓷色料的方法及产品

　　技术领域

　　本发明涉及一种利用制革污泥制备黑色陶瓷色料的方法及产品，属于色料制备技术领域。

　　背景技术

　　黑色陶瓷色料是装饰材料中很重要的一种色料，黑釉以其纯正、凝重的装饰效果倍受人们青睐。一般制备黑色色料采用的是晶体着色: 铬、铁、锰、镍、铜、钴等金属氧化物形成同晶混合型尖晶石晶体。黑色陶瓷色料价格受氧化钴价格影响而居高不下，一定程度限制了黑色色料的大批量生产和应用。目前已有研究利用含铬废渣制备坯用黑色陶瓷色料的方法：在950-1050℃下煅烧之后的工业废渣铬泥、氧化铁和氧化铬混合、在1180-1250℃煅烧1小时、粉碎得产品。但是该方法，氧化铬没有完全被工业废渣铬泥代替，其成本仍然较高，且黑度较低。

　　发明内容

　　本发明的一个发明目的在于：提供一种能够进一步降低生产成本、产品既能坯用也能釉用且品质好的制备黑色陶瓷色料的方法。

　　本发明的目的另一个发明目的在于：提供一种上述方法所制备的黑色陶瓷色料。

　　制革污泥是制革铬鞣废水加碱沉淀后得到的固体废弃物，其中富含铬;是一种工业废渣铬泥。为了进一步降低生产成本，发明人首先想到是用制革污泥完全代替氧化铬作为原料。但是实验发现，用制革污泥完全代替氧化铬作为原料，采用已有的方法处理污泥，利用其制备黑色陶瓷色料存在以下问题：黑度较低、颜色不纯正、高温条件下性能不稳定、着色性能较差及洗涤使用过程中存在大量Cr6+溶出的问题。

　　发明人经研究实验发现：将制革污泥洗涤干燥之后、完全代替氧化铬直接作为原料使用，可以制备出既能坯用也能釉用、且黑度明显提高的黑色陶瓷色料;这样一来，简化了制备工序，缩短生产周期，进一步降低了生产成本。但是，这种黑色陶瓷色料存在高温条件下性能不稳定、着色性能差及洗涤使用过程中存在Cr6+溶出的问题。而制革污泥经过“在非氧化气氛下煅烧，然后球磨、洗涤、干燥”这一预处理操作之后再作为原料使用，所制备的黑色陶瓷色料，其使用温度提高，着色性能提高，用量减少，色料在洗涤及使用过程中不会存在大量Cr6+溶出。

　　本发明采取的技术方案是：

　　一种利用制革污泥制备黑色陶瓷色料的方法，原料经粉碎、煅烧得产品;其改进之处在于：用洗涤干燥后的制革污泥代替氧化铬作为原料，

　　或者将制革污泥预处理之后代替氧化铬作为原料;所述预处理：在非氧化气氛下煅烧，然后球磨、洗涤、干燥。

　　实验研究发现：制革污泥预处理条件的变化，对黑色陶瓷色料的色度值、粉碎难易程度有明显影响。

　　将制革污泥在1050℃以下非氧化气氛下处理之后所得煅烧物容易粉碎;但是，以该煅烧物作为原料使用，所制备的黑色陶瓷原料，其黑度较低、黑色不纯正，偏红色。

　　将制革污泥在1300℃以上非氧化气氛下处理之后，所得煅烧物难以粉碎;以该煅烧物作为原料使用，所制备的黑色陶瓷原料，其黑度低、黑色不纯正，偏红棕色。

　　将制革污泥在1100-1300℃非氧化气氛下处理之后，所得煅烧物容易粉碎;以该煅烧物作为原料使用，所制备的黑色陶瓷原料，其黑度高、黑色纯正。

　　所以，上述方法，优选的，所述预处理：优选的在1100-1300℃非氧化气氛下处理30~180min。上述方法，最为优选的预处理为：1250℃处理60min。

　　上述方法中，原料的粉碎、煅烧采用常规处理手段，本发明采用的是：粉碎过300目，煅烧温度为900-1300℃，煅烧时间为30-180min。

　　上述方法，所用原料还包括根据所要制备的黑色陶瓷色料晶体体系确定的、氧化铬以外的金属氧化物;所述制革污泥的用量为10~60%。

　　制备不同晶体体系黑色陶瓷色料所需要的原料不同，目前，无钴黑色陶瓷色料晶体体系包括:Cr-Fe体系,Ni-Cr-Fe体系，Ni-Cr-Fe-Cu体系，Ni-Cr-Fe-Mn体系，Ni-Cr-Fe-Mn-Cu等体系。所以，本领域技术人员可以根据所要制备的黑色陶瓷色料的晶体体系确定选用哪种或哪几种金属氧化物及其用量。所以，上述方法，所述金属氧化物为三氧化二镍、氧化铜、二氧化锰、三氧化二锰、碳酸锰、硫酸亚铁、氧化亚镍和稀土氧化物中的一种或多种。

　　上述方法，所述原料优选为：

　　25-70%制革污泥，30-75%氧化铁;

　　或者，30-50%制革污泥，20-50%氧化铁，10-30%三氧化二镍;

　　或者，45-55%制革污泥，20%氧化铁，15-20%三氧化二镍，10-15%氧化铜;

　　或者，30-60%制革污泥，20-40%氧化铁，5-25%三氧化二镍，5-20%三氧化二锰;

　　或者，30-50%制革污泥，15-44%氧化铁，15-30%三氧化二镍，1-10%三氧化二锰，10-30%氧化铜。根据此用量比例所制备的黑色陶瓷色料的品质较好。

　　上述方法对不同晶体体系的黑色陶瓷色料品质的改善程度不同;其中，对Ni-Cr-Fe-Cu晶体体系的混合型尖晶石晶体黑色陶瓷色料性能的改善程度最大，所获得的Ni-Cr-Fe-Cu晶体体系黑色陶瓷色料性能最好;其原料为：制革污泥45-55%，氧化铁20%，氧化铜10-15%，15-20%三氧化二镍。最优配比为：制革污泥50%，氧化铁20%，氧化铜15%，15%三氧化二镍。

　　原料不同，煅烧温度、保温时间不同;本领域技术人员可以根据所选用的原料及用量，相应的调整制备黑色陶瓷色料时的煅烧温度和时间。

　　一种黑色陶瓷色料，采用上述任意一种方法制备而成。

　　有益效果

　　采用本专利处理污泥可最大限度的提纯固化氧化铬，同时，避免在色料煅烧后，洗涤过

　　程中大量Cr6+离子的溶出，即污染环境又浪费铬材料;

　　用制革污泥完全代替氧化铬，进一步降低成本;