铬锡红
By  ヤ`TOM鍾`﹖ 发表于 2008-1-10 18:35:40 

铬锡红属方介榍石型颜料,以碳酸钙、二氧化硅,氧化锡为主要成份,加入少量铬酸盐,以硼砂为矿化剂煅烧而成,铬锡红基方介铬离子而发红色,氧化锡起媒体作用,铬离子在氧化锡媒体内通过折光而呈红色,碳酸钙在配方中起矿化作用,SiO2是必要骨架成份,硼砂,氟化钙,铅丹起助熔和呈色补助作用。

     铬锡红呈色方法的以下几种原因:①铬离子分散在胶体氧化锡中而呈红色;②氧化锡与碳酸钙形成灰锡石型(CaO·SnO2)化合母体矿物,氧化铬分离在晶格内而发出红色;③以氧化锡、CaCO3·SiO2为主要成份,构成榍石型(CaO·SnO2·SiO2)母体矿物,铬离子扩散在晶格内,形成红色固体。

     1.  原料加工与处理

     重铬酸钾(K2Cr2O7):Gp,一级,有毒性,呈桔红色粉料,易潮,溶于水,来源於医药

     公司和化工站。

     砒霜(As2O5):有巨毒白色粉末,化学纯,试剂三级,来源於医药公司和化工站。

     氧化锡(SnO2):用金属锡制成,其方法如下:将一铁锅置于炉火上,工业锡块放入锅

     内熔化,用一铝质铲不断将锡液表面的氧化物刮至四周,直至全部锡液谈为灰黑色粉末,再用铲子反复搅拌,将部分残余锡粒全部炒成粉末,再停止搅拌,待锅底粉末全部成黄白色时为止。

     为节省时间,在炒锡时先在锅内放入少量(1%左右)石英、萤石,使其传热和氧化速度加快,在条件许可情况下,将炒过的氧化锡在工业硫酸中清洗一至数次,以除去铁类有害杂质。

     然后将上述黄白色氧化锡装入匣钵之中,置氧焰窑炉门口火位(1200℃左右)再煅烧一次,煅烧后的氧化锡呈灰白色或白色,将煅烧后的氧化锡装入瓷质球磨罐中,磨至全部通过4900孔/cm2筛为止。出磨后,排水、干燥,即可配料使用。

     硼砂(Na2B4O14·10H2O):化学纯,易溶于水,白色结晶粉末状,试剂三级,来源於医药公司。

     铬酸钡(BaCrO4):化学纯,试剂三级。

     东海石英,方解石,石灰石,萤石:

     其化学组成:

名称

SiO2

Fe2O3

Al2O3

CaO

MgO

R2O

烧失量

产地

东海石英

98.72

039

0.38

0.23

0.23

0.31

江苏

方介石

0.54

0.42

0.16

56.5

1.00

42.48

淮南

石灰石

1.62

0.11

48.53

4.23

40.30

淮南

萤石

CaCo3

16.08

MgCo

0.24

CaF2

78.95

5.32

金华

     东海石英(SiO2):选一级白色结晶石英块,置窑内1300℃左右煅烧一次,出窑后,将其黄色表皮除去,清除杂质,在石碾机中粉碎,过8目筛,除铁后入球磨至全部通过4900/cm2筛,出磨,除铁,去水,干燥备用。

     方介石:选用透明晶块,无杂质硬料,用水清先去杂质,在石碾机内加工过8目筛,入球磨机磨至通过4900孔/cm2筛,除铁烘干备用。

     石灰石:(CaCO3):选用颜色青灰,结构均匀,无杂质无铁块黄斑原砂石,在清水中冲洗,按上法加工备用。

     萤石(CaF2):选用亮绿,亮紫,亮白色干净无杂质无砂岩斑半透明晶体,经检选清洗后,入石碾机,球磨机磨至全部通过4900孔/cm2,去铁除水干燥备用。

     2、配方:

编号

氧化锡

石英

方介石

石灰石

萤石

重铬酸钾

铬酸钡

硼砂

砒霜

1

50

24.7

19.4

0.5

4

0.5

2

50

24.7

24.8

0.2

3

50

24.7

24.6

0.5

4

4

50

23

23

1.1

2

4

5

23

46

23

8

1

     3、5配方化学组成:

     SiO2   Fe2O3   Al2O3   CaO   MgO   R2O   SnO2    Cr2O3

     54.44    0.94     8.01    18.23  0.88     -    19.09   0.21

     4、制备方法:

     按配方准确称量,干法过筛,混合均匀,置入先垫有一层纸的匣钵中,先低温(900℃-1050)煅烧一次,粉碎后再放入窑内高温和(1190℃-1210)氧化焰中煅烧一次,烧成升温曲线与烧绘料一样(见后),烧成后呈紫红色松散结块。

     出窑后在槽式石碾机里粉碎过8目筛,再入球磨机磨至全部通过4900孔/cm2筛料:球:水=1:1.5:0.5-0.8,出磨经除铣过筛放入大缸内,用清水冲淡,反复搅拌沉淀漂洗,一般要经过7-10天,彻底清除可溶性盐类和其它未反应的有害杂质,去水,干燥即成红色颜料色基:

     按色基:钙质白釉=1:1(干料重量比)的比,准确称量,再加入球磨机,料:球:水=1:1.5:0.5-0.8,磨至万孔筛余≯0.03为止,即可成高温铬锡红色颜料。

     其钙质釉配方:

     瓷石75%    石灰石17%    苏州土3%    石英5%

     其原料化学组成和产地:

名称

SiO2

Fe2O3

Al2O3

CaO

MgO

R2O

烧失量

产地

瓷石

74.31

0.52

14.10

0.86

8.89

2.4

符离集

石灰石

1.62

0.11

48.53

4.23

40.23

淮南

石英

98.32

0.39

0.38

0.23

0.31

江苏

苏州土

45.78

0.14

37.30

0.15

0.10

15

苏州

     其配方化学组成:

     SiO2     Fe2O3    Al2O3    CaO    MgO    R2O    烧失量

     63.16     0.22    13.20     8.10    1.66      7.10    6.16

     5.结果:

     3#、5呈色较鲜艳,就其呈色稳定性来讲,3胜于5配方,但是,3成本要比5高一点,2配方呈粉红色,不如3,5艳丽,另外,2在高火煅烧时,反应难以完全。1反应不完全,烧出后色基成蜂窝状,4与3相比有所逊色,根据实际情况,我们最后选定3、5作为投产配方,经过前后数年实践,5配方在较严格操作工艺控制下是一个成功的理想的配方。

     6、制备中注意的问题:

     1、             色基要在氧化焰中煅烧,色基如在还原和弱还原气氛中煅烧,颜料就变利十分难看,因为在还原或弱还原焰中,CO强行夺取色基中氧化物的氧离子,SmO2·Cr2O3部分还原成金属锡和铬,金属锡,铬存在于颜料中,在二次高温烧成时,颜料中不是以Cr离子存在於SmO2的胶体中,而是以氧化我单独存在,结构发生了大的变化,整个呈色不是呈红色透明胶体,而形成棕红色调和灰棕色调,呈色十分难看。

     2、             色基煅烧温度不得超过1300℃。超过1300℃以上的色基不稳定,并会出现大面积的“跑花“现象,即色料在高温中消失或挥发掉了,原因是色基氧化不充分,物化反应不完全,色基中存在着部分氧化物和低融物,另上工艺处理不好,清洗不彻底,会在二次烧成中(当温度超过1300℃时),游离氧化物和低融物呈酸碱反应,生成酸盐和碱金属挥发物,温度愈高挥发的愈快,因此常常造成“跑花”。另外,SmO2·Cr2O3在高温中由于气氛不一定稳定,常常也会出现逆反作用,而造成原结构破坏,呈色不稳,所以铬锡红色基煅烧温度应注意控制在1300℃以下。

     3、             注意解决色基问题,煅烧一次的色基呈色鲜艳一些,但不稳定;煅烧二次后呈色不那么艳丽,但是呈色较稳定,其原因是,第一次烧成温度偏低,呈色艳红,主要是因为铬离子分散在氧化物胶体中,部分氧化铬也分散在灰锡石(CaO·SnO2)的母体中,此时的榍石型结构还末完全形成,色基中有少量可溶物和游离氧化物存在,因此呈色不稳定,但随着温度升高,色基中榍石型结构(CaO.SnO2.SIO2)逐渐生成,铬离子均匀扩散在榍石型晶格内,同时,温度一升高,受气氛影响,其逆反作用开始,色基中少量氧化物和低融物便挥发,这又是呈色变得沉着而不艳丽的原因。

     4、             控制石英用量,铬锡红中石英用量稍高,能使颜色变得明快,但过高的硅含量,不仅使耐火度增大,还导致氧化物反应不完全,从而降低色基的稳定性。

     5、             适当增加铅用量。铬锡红色基中加入1-8%Pb3O4,能使呈色变得鲜艳,经验告诉我们,一般使用量不得超过10%,超过10%则显著降低呈色稳定性,因为Pb3O4是强助熔剂,在高温下,它可以加速物化反应,使色料更多的生成铅白玻璃,增加色料透明感和折射率,使色料变得艳丽。

     6、             铬锡红中要尽量避免镁的混入,少量的MgO(2%左右)就可使铬锡红色料变成淡红色或白色,因为MgO的存在将破坏锡红榍石(CaO.MgO.SiO2)结构,而形成镁橄榄石型(CaO.MgO.SiO2)混合结构,此结构越来越多使色料越趋向白色。

     7、             配方中加入少量萤石,能使呈色变得艳丽,注意不使Ca质完全由CaF2来代替,因为在高温中CaF2和SiF2反应生成CaO和SiF4,SiF4是挥发物,CaF2加入越多,生成SiF4就越多,挥发亦越多,破坏了榍型结构,使料子变得不均匀不稳定,造成呈色不佳。

     8、             铬红色料中红色调深浅程度取决于铬离子的多少,铬离子越多红色调越深,铬离子少色调变得清淡柔和,因些,在铬锡红色料在一定要控制高温铬离子的生成量。

     9、             加少量铬可稳定呈色,在铬锡红色基中,铬离子多,对色料中的镁质有较大的防范作用,铬离子少,色料在一定程度上能抵抗还原气氛,另外,在色料在外加SmO2呈色不利,加入少量铬能使呈色变得稳定,但是色调显得不柔和。

     10、          保持氧化气氛。铬锡红在烧成中应注意,自始至终都要保持氧化气氛,其升温应按下列曲线来控制:

时间(小时)

升速(/小时)

累计温度(

1-10

35

350

11-20

45

800

21-35

20

1100

36-40

10

1150

41-52

5

1210

 
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