CN116655403A - 一种生物质灰环保艺术釉的制备方法及其制得的产品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质灰环保艺术釉的制备方法及其制得的产品，以生物质灰渣颗粒为釉料提供析晶、分相成核点，生物质灰粉为釉料提供熔剂和着色组分，以煤矸石粉、动物骨灰、透明熔块作为釉料调控剂，调控优化釉的熔融特性，使釉料在较宽的温度范围内表现出丰富的艺术效果，从而实现生物质灰作为釉料应用于陶瓷色釉行业以提高固废利用附加值。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷釉料技术领域，尤其涉及一种生物质灰环保艺术釉的制备方法及其制得的产品。
背景技术
生物质是地球上最广泛存在的物质，包括所有动植物、微生物以及这些生命物质派生、代谢的物质，利用生物质燃烧发电可以减缓能源对煤炭等不可再生资源的依赖，随着国家和社会对绿色能源的需求增加，生物质能发电技术的发展具有广阔前景。但是，生物质燃烧根据原料和处理工艺不同会有1～10％的灰分产生，称之为生物质灰，主要以粗颗粒灰渣和细颗粒粉尘存在。国家能源局发布信息显示，2021年生物质发电量达1637亿千瓦时，按照每吨生物质产生600度电的标准计算，2021年消耗了生物质2.73亿吨，产生约1300万吨的生物质灰，这些生物质灰主要被用于农业废料、工业填料、吸附剂或水泥制作原料。而中国是产瓷和用瓷大国，如将生物质灰作为釉用主要原料，既可以缓解原料匮乏、综合利用固废，还可以利用生物质灰中多种着色氧化物在釉中产生的艺术效果丰富釉面装饰，提高文化艺术附加值。然而，生物质灰主要包含灰渣和灰粉，灰渣硬度高、颗粒大，灰粉颗粒细、组分波动大，直接用于釉料制备难以稳定生产，存在熔融温度低、熔融范围窄，釉面缺陷多、呈色效果不稳定等难题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种生物质灰环保艺术釉的制备方法，以生物质灰渣颗粒为釉料提供析晶、分相成核点，生物质灰粉为釉料提供熔剂和着色组分，以煤矸石粉、动物骨灰、透明熔块作为釉料调控剂，调控优化釉的熔融特性，使釉料在较宽的温度范围内表现出丰富的艺术效果，实现生物质灰作为釉料应用于陶瓷色釉行业以提高固废利用附加值。本发明的另一目的在于提供利用上述生物质灰环保艺术釉的制备方法制得的产品。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的一种生物质灰环保艺术釉的制备方法，艺术釉的釉料按照重量份数组成为生物质灰渣15～25份、生物质粉尘55～70份、煤矸石4～10份、动物骨灰1～5份、透明熔块5～12份；所述生物质灰渣的粒度为5～20目，生物质粉尘的粒度≥200目；制备方法包括以下步骤：
(1)称取生物质粉尘、煤矸石、动物骨灰、透明熔块，混合后进行一次球磨，得到万孔筛余量小于0.05％的一次釉浆；
(2)称取生物质灰渣并加入所述一次釉浆中，混合后进行二次球磨，得到40目筛上料含量低于0.5wt％、60目筛上料含量为10～25wt％的二次釉浆；
(3)将所述二次釉浆通过喷淋的施釉工艺施于陶瓷坯体表面，釉层厚度为1.2～1.5mm，干燥后得到具有凹凸颗粒感釉层的釉坯；
(4)将所述釉坯按照以下制度进行烧成：从室温经3～5h升温至1000℃，保温1～2h，然后经2～3h升温至1150～1200℃，保温0.5h，自然冷却至室温，即得到生物质灰环保艺术釉。
进一步地，本发明所述生物质灰渣的SiO2≥50wt％、Al2O3≥5wt％、CaO≤15wt％；所述生物质粉尘的SiO2≤30wt％、Al2O3≤5wt％、CaO≥20wt％。所述透明熔块的化学组分为K2O2.5～5wt％、Na2O4～12wt％、CaO2～5wt％、ZnO0.5～3wt％、BaO0.5～5wt％、B2O312～20wt％、Al2O310～13wt％、TiO20.5～3wt％、SiO250～60wt％，1200℃下高温熔长为6～8cm。
上述方案中，本发明所述一次球磨、二次球磨按照料∶球∶水＝1∶2∶0.6～0.8进行，一次球磨的时间为20～40min，二次球磨的时间为10～20min。
利用上述生物质灰环保艺术釉的制备方法制得的产品。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明以生物质灰为主要原料制备环保艺术釉，既可以处理大颗粒灰渣，又可以处理细颗粒粉尘，避免掩埋对土壤的危害。原料来源丰富、价格低廉，且作为釉料应用于陶瓷色釉行业提高了固废利用附加值。
(2)本发明利用大颗粒灰渣在釉中的熔融特性，为釉料提供析晶、分相成核点，从而表现出点状结晶分相的艺术效果，生物质灰粉为釉料提供熔剂和着色组分，通过调控灰渣、灰粉的添加量调控实现艺术效果的多样性。以煤矸石粉、动物骨灰、透明熔块作为釉料调控剂，以调控优化釉料的熔融性能，使釉料在较宽的温度范围(1150～1250℃)内表现丰富的艺术效果，还可以促进釉料的分相、析晶，在氧化、还原气氛下烧成均可用于日用及建筑陶瓷艺术装饰，实现生物质灰的高附加值利用。
(3)本发明釉料调控剂中煤矸石可以拓宽釉料的熔融范围，透明熔块可以改善釉料的熔融特性，避免了生物质灰原料波动对釉面的影响；透明熔块和动物骨灰中含有促进分相效果的B2O3、TiO2、P2O5等组分，促进生物质灰渣和灰粉中的变价金属元素Fe、Mn、Ni、Co等发生变价离子着色，丰富了釉面呈色效果。分相产生的结构色耦合化学色进一步丰富了釉面艺术效果，提高了产品的附加值。
附图说明
下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述：
图1是本发明实施例一制得的环保艺术釉外观图；
图2是本发明实施例二制得的环保艺术釉外观图；
图3是本发明实施例三制得的环保艺术釉外观图。
具体实施方式
本发明实施例一种生物质灰环保艺术釉的制备方法，釉料以生物质灰渣、生物质粉尘、煤矸石、动物骨灰、透明熔块为原料。其中，生物质灰渣的粒度为5～20目，其SiO2≥50wt％、Al2O3≥5wt％、CaO≤15wt％；生物质粉尘为生物质燃烧烟道中收集的细颗粒物，颗粒粒度≥200目，其SiO2≤30wt％、Al2O3≤5wt％、CaO≥20wt％。
实施例一：
本实施例一种生物质灰环保艺术釉的制备方法，艺术釉的釉料按照重量份数组成为生物质灰渣16份、生物质粉尘68份、煤矸石6份、动物骨灰2份、透明熔块8份；其中，透明熔块的化学组分为K2O3wt％、Na2O4.5wt％、CaO4.5wt％、ZnO1wt％、BaO1.5wt％、B2O314.5wt％、Al2O311.5wt％、TiO21wt％、SiO258.5wt％，1200℃下高温熔长为6.5cm；
制备方法包括以下步骤：
(1)称取生物质粉尘、煤矸石、动物骨灰、透明熔块，置于行星球磨罐中按照料∶球∶水＝1∶2∶0.65进行一次球磨，转速为400r/min，球磨时间为30min，得到万孔筛余量为0.02％的一次釉浆；
(2)称取生物质灰渣并加入上述一次釉浆中，混合后按照料∶球∶水＝1∶2∶0.65再次进行二次球磨，转速为100r/min，球磨时间为12min，得到40目筛上料含量为0.3wt％、60目筛上料含量为15wt％的二次釉浆；
(3)将上述二次釉浆通过喷淋的施釉工艺施于陶瓷坯体表面，釉层厚度为1.2mm，干燥后得到表面有肉眼可见的凹凸颗粒感釉层的釉坯；
(4)将上述釉坯按照以下制度进行烧成：从室温经3.5h升温至1000℃，保温1h，然后经2.5h升温至1180℃，保温0.5h，自然冷却至室温，即得到生物质灰环保艺术釉(如图1所示的雨点艺术釉)。
实施例二：
本实施例一种生物质灰环保艺术釉的制备方法，艺术釉的釉料按照重量份数组成为生物质灰渣25份、生物质粉尘58份、煤矸石7份、动物骨灰3份、透明熔块7份；其中，透明熔块的化学组分为K2O4wt％、Na2O10wt％、CaO4wt％、ZnO0.5wt％、BaO0.5wt％、B2O313wt％、Al2O313wt％、TiO22wt％、SiO253wt％，1200℃下高温熔长为5.4cm；
制备方法包括以下步骤：
(1)称取生物质粉尘、煤矸石、动物骨灰、透明熔块，置于行星球磨罐中按照料∶球∶水＝1∶2∶0.7进行一次球磨，转速为400r/min，球磨时间为25min，得到万孔筛余量为0.04％的一次釉浆；
(2)称取生物质灰渣并加入上述一次釉浆中，混合后按照料∶球∶水＝1∶2∶0.7再次进行二次球磨，转速为100r/min，球磨时间为10min，得到40目筛上料含量为0.4wt％、60目筛上料含量为20wt％的二次釉浆；
(3)将上述二次釉浆通过喷淋的施釉工艺施于陶瓷坯体表面，釉层厚度为1.5mm，干燥后得到表面有肉眼可见的凹凸颗粒感釉层的釉坯；
(4)将上述釉坯按照以下制度进行烧成：从室温经4h升温至1000℃，保温1h，然后经3h升温至1160℃，保温0.5h，自然冷却至室温，即得到生物质灰环保艺术釉(如图2所示的丘壑艺术釉)。
实施例三：
本实施例一种生物质灰环保艺术釉的制备方法，艺术釉的釉料按照重量份数组成为生物质灰渣35份、生物质粉尘38份、煤矸石10份、动物骨灰12份、透明熔块5份；其中，透明熔块的化学组分为K2O3.5wt％、Na2O5.5wt％、CaO4.5wt％、ZnO2wt％、BaO2.5wt％、B2O316.5wt％、Al2O311.5wt％、TiO22.5wt％、SiO251.5wt％，1200℃下高温熔长为7.8cm；
制备方法包括以下步骤：
(1)称取生物质粉尘、煤矸石、动物骨灰、透明熔块，置于行星球磨罐中按照料∶球∶水＝1∶2∶0.75进行一次球磨，转速为400r/min，球磨时间为40min，得到万孔筛余量为0.02％的一次釉浆；
(2)称取生物质灰渣并加入上述一次釉浆中，混合后按照料∶球∶水＝1∶2∶0.75再次进行二次球磨，转速为100r/min，球磨时间为15min，得到40目筛上料含量为0.35wt％、60目筛上料含量为12wt％的二次釉浆；
(3)将上述二次釉浆通过喷淋的施釉工艺施于陶瓷坯体表面，釉层厚度为1.3mm，干燥后得到表面有肉眼可见的凹凸颗粒感釉层的釉坯；
(4)将上述釉坯按照以下制度进行烧成：从室温经4h升温至1000℃，保温1.5h，然后经3h升温至1230℃，保温0.5h，自然冷却至室温，即得到生物质灰环保艺术釉(如图3所示的沼泽艺术釉)。
Claims (5)
1.一种生物质灰环保艺术釉的制备方法，其特征在于：所述艺术釉的釉料按照重量份数组成为生物质灰渣15～25份、生物质粉尘55～70份、煤矸石4～10份、动物骨灰1～5份、透明熔块5～12份；所述生物质灰渣的粒度为5～20目，生物质粉尘的粒度≥200目；制备方法包括以下步骤：
(1)称取生物质粉尘、煤矸石、动物骨灰、透明熔块，混合后进行一次球磨，得到万孔筛余量小于0.05％的一次釉浆；
(2)称取生物质灰渣并加入所述一次釉浆中，混合后进行二次球磨，得到40目筛上料含量低于0.5wt％、60目筛上料含量为10～25wt％的二次釉浆；
(3)将所述二次釉浆通过喷淋的施釉工艺施于陶瓷坯体表面，釉层厚度为1.2～1.5mm，干燥后得到具有凹凸颗粒感釉层的釉坯；
(4)将所述釉坯按照以下制度进行烧成：从室温经3～5h升温至1000℃，保温1～2h，然后经2～3h升温至1150～1200℃，保温0.5h，自然冷却至室温，即得到生物质灰环保艺术釉。
2.根据权利要求1所述的生物质灰环保艺术釉的制备方法，其特征在于：所述生物质灰渣的SiO2≥50wt％、Al2O3≥5wt％、CaO≤15wt％；所述生物质粉尘的SiO2≤30wt％、Al2O3≤5wt％、CaO≥20wt％。
3.根据权利要求1所述的生物质灰环保艺术釉的制备方法，其特征在于：所述透明熔块的化学组分为K2O2.5～5wt％、Na2O4～12wt％、CaO2～5wt％、ZnO0.5～3wt％、BaO0.5～5wt％、B2O312～20wt％、Al2O310～13wt％、TiO20.5～3wt％、SiO250～60wt％，1200℃下高温熔长为6～8cm。
4.根据权利要求1所述的生物质灰环保艺术釉的制备方法，其特征在于：所述一次球磨、二次球磨按照料∶球∶水＝1∶2∶0.6～0.8进行，一次球磨的时间为20～40min，二次球磨的时间为10～20min。
5.利用权利要求1-4之一所述生物质灰环保艺术釉的制备方法制得的产品。
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2023
- 2023-06-01 CN CN202310637956.1A patent/CN116655403A/zh active Pending
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