一种陶瓷用黑料、制备方法及其应用与流程

1.本发明涉及陶瓷色料领域，尤其涉及一种陶瓷用黑料、制备方法及其应用。


背景技术：

2.黑料被广泛用于陶瓷砖生产，是由氧化铬和氧化铁混合物经过高温烧制出来的黑色尖晶石结构产物，可用于仿天然大理石瓷砖的烧制。现有黑料存在黑色不纯正、会泛白或偏红的缺陷，并且现有氧化金属原料价格不断提升导致黑料的制造成本也在不断升高。
3.如在中国专利文献上公开的“一种陶瓷耐高温黑色色料、制备工艺及使用其的陶瓷砖”，其公告号为cn112143256a，按质量百分比，陶瓷耐高温黑色色料包括：氧化铁40-45％、氧化铬52-56％、氧化钴3-5％和复合矿化剂1-2％。该陶瓷耐高温黑色色料为含钴体系，氧化金属原料价格较高，这使得色料原料的成本较高。


技术实现要素：

4.本发明为了克服现有技术下陶瓷用黑料的黑色不纯正且原料成本高的问题，提供一种陶瓷用黑料，该黑料不偏红、发色更纯正，并且该黑料使用含镍铬废料作为原料，成本低，使用该陶瓷用黑料得到的陶瓷耐候性好且不褪色。并且本发明还提供了一种陶瓷用黑料的制备方法，该制备方法不会造成二次污染。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种陶瓷用黑料，所述陶瓷用黑料包括如下质量分数的原料：40-60％镍铬废料和40-60％氧化铁。
6.本发明将镍铬废料与氧化铁按比例混合后烧制得到铬铁系尖晶石结构的陶瓷用黑料，实现镍铬废料的回收利用，降低了陶瓷用黑料的原料成本。并且镍铬废料中含有氧化镍，镍可参与构建晶体结构，使陶瓷用黑料颜色更稳定。
7.作为优选，所述陶瓷用黑料包括如下质量分数的原料：40-55％镍铬废料、40-60％氧化铁和1-5％矿化剂。
8.陶瓷用黑料原料中掺入矿化剂后可降低烧制温度。
9.作为优选，所述陶瓷用黑料包括如下质量分数的原料：40-55％镍铬废料、40-60％氧化铁、1-3％二氧化硅和1-5％矿化剂。
10.陶瓷用黑料掺入少量二氧化硅可减少发色时铁离子从晶体结构中析出的量，提高陶瓷用黑料的稳定性。
11.作为优选，所述矿化剂为偏钒酸铵、硝酸钾和高锰酸钾以(1-3)：(0.5-3)：(1.5-4)的质量比混合。
12.偏钒酸铵、硝酸钾和高锰酸钾可以促进形成铬铁系尖晶石结构，其中偏钒酸铵还可避免陶瓷用黑料发色后泛红，而高锰酸钾还具有色料提供锰元素和氧元素的作用，将偏钒酸铵、硝酸钾和高锰酸钾复合作用可降低铬铁系尖晶石结构的烧结温度、提高陶瓷用黑料黑色纯度。
13.作为优选，所述镍铬废料为含镍铬的电解废料，镍铬废料中铬元素质量占比为15-40％，镍元素质量占比为15-45％。
14.电解工艺中会产生大量含镍、铬的氧化物及氢氧化物的废料，尤其是半导体或新材料电镀工艺，本发明回收利用这些废料制备陶瓷用黑料可减少对环境的污染。废料中除镍、铬元素外还含有微量的锰、铜、钴元素，可进一步提升黑料的黑色纯度。
15.一种上述陶瓷用黑料的制备方法，包括如下步骤：(1)将镍铬废料干燥后和其余原料混合，粉碎得到细化的物料；(2)将细化的物料焙烧得到陶瓷用黑料。
16.该制备方法过程简便，不会在制备时产生二次污染，焙烧温度较低，消耗能源少。
17.作为优选，步骤(1)中混合时间为30-45分钟。
18.作为优选，步骤(1)中所述细化的物料的细度为250-320目。
19.作为优选，步骤(2)中焙烧温度为950-1200摄氏度，焙烧时间为1.5-2.5小时。
20.作为更优选，步骤(2)中焙烧温度为950-1080摄氏度，焙烧时间为1.5-2.5小时。
21.上述陶瓷用黑料在陶瓷制备中的应用。
22.本发明陶瓷用黑料可用于陶瓷上色，也可用于仿天然大理石瓷砖的烧制。
23.因此，本发明具有如下有益效果：(1)提供一种黑色纯度高，发色后颜色纯正且稳定的陶瓷用黑料；(2)使用陶瓷用黑料的陶瓷产品，如陶瓷砖，耐候性好，不易褪色；(3)该陶瓷用黑料的原料为镍铬废料，原料成本低且变废为宝，能形成极大的社会效益。
具体实施方式
24.下面结合具体实施方法对本发明做进一步的描述。
25.实施例1一种陶瓷用黑料，由如下步骤制备得到：(1)将镍铬废料烘干至水分在5％以内，将烘干后的镍铬废料和氧化铁以4:6的质量比投入到混料器中，混合30分钟，然后将混合物粉碎，使细度为320目得到细化的物料；(2)将细化的物料采用回转窑进行焙烧，温度1080度焙烧1.5小时得到陶瓷用黑料；电镀镍铬废料中镍含量以氧化镍计的质量占比为31％，铬含量以氧化铬计为37％，铜含量以氧化铜计为12％，钴含量以氧化钴计为2％，锌含量以氧化锌计为5％。
26.实施例2一种陶瓷用黑料，由如下步骤制备得到：(1)将镍铬废料烘干至水分在5％以内，其烘干后镍铬废料、氧化铁、二氧化硅、偏钒酸铵、硝酸钾和高锰酸钾以40:53:2:1.5:0.5:3的质量比投入到混料器中，混合30分钟，然后将混合物粉碎，使细度为320目得到细化的物料；(2)将细化的物料采用回转窑进行焙烧，温度1080度焙烧1.5小时得到陶瓷用黑料；镍铬废料同实施例1。
27.实施例3一种陶瓷用黑料，与实施例2的区别在于其原料为镍铬废料、氧化铁、偏钒酸铵、硝
酸钾和高锰酸钾以40:55:1.5:0.5:3的质量比混合。
28.实施例4一种陶瓷用黑料，与实施例2的区别在于矿化剂不含高锰酸钾，其原料为镍铬废料、氧化铁、二氧化硅、偏钒酸铵和硝酸钾以40:53:2:4.5:0.5的质量比混合。
29.实施例5一种陶瓷用黑料，与实施例2的区别在于矿化剂不含偏钒酸铵，其原料为镍铬废料、氧化铁、二氧化硅、硝酸钾和高锰酸钾以40:53:2:1.5:3.5的质量比混合。
30.实施例6一种陶瓷用黑料，与实施例2的区别在于矿化剂为氟化钠，其原料为镍铬废料、氧化铁、二氧化硅和氟化钠以40:53:2:5的质量比混合。
31.实施例7一种陶瓷用黑料，由如下步骤制备得到：(1)将镍铬废料烘干至水分在5％以内，其烘干后镍铬废料、氧化铁、二氧化硅、偏钒酸铵、硝酸钾和高锰酸钾以53:41.5:1:1.5:1:2投入到混料器中，混合30分钟，然后将混合物粉碎，使细度为250目得到细化的物料；(2)将细化的物料采用回转窑进行焙烧，温度950度焙烧2.5小时得到陶瓷用黑料；镍铬废料中镍含量以氧化镍计的质量占比为35％，铬含量以氧化铬计为38％，铜含量以氧化铜计为11％，锰含量以氧化锰计为8％，钴含量以氧化钴计为5％。
32.将上述实施例和对比例所得陶瓷用黑料与陶瓷坯料混合后烧制得到陶瓷砖，陶瓷用黑料的添加量为陶瓷坯料质量的5％，使用色差仪检测上述陶瓷砖表面的色度值，结果如下表所示。
33.由上表可知，本发明的黑色纯度高，发色稳定性好。
34.由实施例2可知，在加入二氧化硅以及偏钒酸铵、硝酸钾和高锰酸钾的复合矿化剂后，烧制可在较低温度下进行，并且得到的陶瓷用黑料颜色更贴近黑色，与实施例1相比颜色偏红有所改善。实施例3表明，二氧化硅具有一定改善发色偏红的作用。
35.比较实施例2、4-6可知，矿化剂选用偏钒酸铵、硝酸钾和高锰酸钾复合时效果最佳。

技术特征：
1.一种陶瓷用黑料，其特征是，所述陶瓷用黑料包括如下质量分数的原料：40-60%镍铬废料和40-60%氧化铁。2.根据权利要求1所述的一种陶瓷用黑料，其特征是，所述陶瓷用黑料包括如下质量分数的原料：40-55%镍铬废料、40-60%氧化铁和1-5%矿化剂。3.根据权利要求1所述的一种陶瓷用黑料，其特征是，所述陶瓷用黑料包括如下质量分数的原料：40-55%镍铬废料、40-60%氧化铁、1-3%二氧化硅和1-5%矿化剂。4.根据权利要求2或3所述的一种陶瓷用黑料，其特征是，所述矿化剂为偏钒酸铵、硝酸钾和高锰酸钾以（1-3）：（0.5-3）：（1.5-4）的质量比混合。5.根据权利要求1或2或3所述的一种陶瓷用黑料，其特征是，所述镍铬废料为含镍铬的电解废料，镍铬废料中铬元素质量占比为15-40%，镍元素质量占比为15-45%。6.一种如权利要求1-5任意一项所述陶瓷用黑料的制备方法，其特征是，包括如下步骤：（1）将镍铬废料干燥后和其余原料混合，粉碎得到细化的物料；（2）将细化的物料焙烧得到陶瓷用黑料。7.根据权利要求6所述的一种陶瓷用黑料的制备方法，其特征是，步骤（1）中混合时间为30-45分钟。8.根据权利要求6所述的一种陶瓷用黑料的制备方法，其特征是，步骤（1）中所述细化的物料的细度为250-320目。9.根据权利要求6所述的一种陶瓷用黑料的制备方法，其特征是，步骤（2）中焙烧温度为950-1200摄氏度，焙烧时间为1.5-2.5小时。10.如权利要求1-5任意一项所述陶瓷用黑料在陶瓷制备中的应用。

技术总结
本发明涉及陶瓷色料领域，为解决现有技术下陶瓷用黑料的黑色不纯正且原料成本高的问题，公开了一种陶瓷用黑料、制备方法及其应用，该陶瓷用黑料包括如下质量分数的原料：40-60%镍铬废料和40-60%氧化铁。该陶瓷用黑料不偏红、发色更纯正，并且该陶瓷黑料使用含镍铬废料作为原料，成本低，使用该陶瓷用黑料得到的陶瓷耐候性好且不褪色。陶瓷耐候性好且不褪色。


技术研发人员：张晓东 林熙楠
受保护的技术使用者：福建通海镍业科技有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/10/15