鉭鈮尾砂制備乳濁釉的研究

龔強(qiáng)，李金鋒，賴(lài)紀(jì)全，劉述春，王彥君

（1.宜春鉭鈮礦有限公司，宜春336003 ；2.景德鎮(zhèn)金意陶陶瓷有限公司，景德鎮(zhèn) 333000）

1 前言

鉭鈮尾砂在陶瓷生產(chǎn)中的作用類(lèi)似于長(zhǎng)石類(lèi)的原料，用鉭鈮尾砂替代長(zhǎng)石運(yùn)用到陶瓷生產(chǎn)中，既能滿(mǎn)足于生產(chǎn)，又能拓寬鉭鈮尾砂的運(yùn)用范圍，同時(shí)鉭鈮尾砂的價(jià)格比鉀鈉長(zhǎng)石更有優(yōu)勢(shì)。乳濁釉在日用陶瓷的生產(chǎn)中是一種比較常用的釉，應(yīng)用的范圍也比較廣，將鉭鈮尾砂運(yùn)用到乳濁釉中，有很好的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益。

綠色礦山評(píng)價(jià)等級(jí)集合主要是對(duì)評(píng)級(jí)指標(biāo)中各級(jí)指標(biāo)進(jìn)行定性描述，本文中將評(píng)價(jià)指標(biāo)分為五個(gè)等級(jí)，對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)等級(jí)集合V={v1,v2,v3,v4,v5}={優(yōu)秀，良好，合格，較差，很差}。

那是我和李小樹(shù)最后一次通電話(huà)，因?yàn)橐I備個(gè)人畫(huà)展，我一直沒(méi)有主動(dòng)聯(lián)系李小樹(shù)，李小樹(shù)聽(tīng)說(shuō)我要忙于開(kāi)畫(huà)展，也沒(méi)有再打電話(huà)過(guò)來(lái)。我每天忙忙碌碌，不過(guò)每天回到寓所后，只要聽(tīng)到女人的琴聲，我都會(huì)放下手里的事情，然后不自覺(jué)地佇立在窗前，朝女人居住的小洋樓里打量。

2 試驗(yàn)部分

2.1 鉭鈮尾砂的性能表征及化學(xué)成分

鉭鈮尾砂的起始熔融溫度約為1060℃，熔融范圍在1060～1210℃，白度在60 左右。本次試驗(yàn)所用的原料化學(xué)組成見(jiàn)表1,鉭鈮礦尾砂的礦物組成見(jiàn)表2。

表1 原料的化學(xué)組成(%）

表2 鉭鈮尾砂的礦物組成(%)

2.2 工藝參數(shù)及流程

工藝參數(shù)：釉漿比重1.5～1.6，萬(wàn)孔篩余1%～2%，料：球：水=1：1.6：0.8，球磨時(shí)間30min，施釉厚度3-4mm左右，三聚磷酸鈉0.3%，CMC 0.3%，燒成溫度1240℃，上釉方式：噴釉。工藝流程圖見(jiàn)圖1。

圖1 乳濁釉料制備的工藝流程圖

2.3 試驗(yàn)方案

印度日?qǐng)?bào)（the Indian Daily）援引一位匿名消息人士稱(chēng)，“印度和美國(guó)在豁免問(wèn)題上達(dá)成了廣泛共識(shí)。與去年（2017—2018）相比，印度將削減多達(dá)35%的進(jìn)口原油?！?/p>

表3 乳濁釉探索性配方（g)

表4 乳濁釉單因素配方（g)

表5 正交試驗(yàn)釉配方組成（g）

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 探索性乳濁釉試驗(yàn)結(jié)果

由表9 的試驗(yàn)結(jié)果明顯可知，所有試樣的白度都超過(guò)了70，大多數(shù)都達(dá)到了80 以上，大部分的試樣的光澤度都超過(guò)了85，本次試驗(yàn)的試樣大多數(shù)的白度和光澤度都符合日用陶瓷對(duì)釉面的技術(shù)要求。

表6 優(yōu)化試驗(yàn)配方（%）

3.2 單因素乳濁釉試驗(yàn)結(jié)果

表7 探索性乳濁釉試驗(yàn)結(jié)果

單因素試驗(yàn)中硅酸鋯的用量4～12g，其他原料的用量不變。從試驗(yàn)結(jié)果可明顯看出，在4～12g 的用量范圍內(nèi)，硅酸鋯越多，白度越大。當(dāng)用量在12g 時(shí)，白度能超過(guò)80，用量在8～10g 時(shí)，白度接近80，因此正交試驗(yàn)中，硅酸鋯用量可在8～12g 范圍內(nèi)，保證白度的情況下，盡可能的減少用量，降低成本。

由正交試驗(yàn)結(jié)果可知，鉭鈮尾砂對(duì)白度和光澤度的影響相對(duì)較小。影響光澤度的主要是滑石、氧化鋅。通過(guò)以上數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，使用鉭鈮礦尾砂替代部分石英、鉀長(zhǎng)石在乳濁釉的使用，能起到了良好的助熔作用，且對(duì)白度和光澤度的影響較小。

3.3 乳濁釉正交試驗(yàn)結(jié)果

表8 單因素乳濁釉試驗(yàn)結(jié)果

由試驗(yàn)結(jié)果得出，鉭鈮尾砂能代替一部分的鉀長(zhǎng)石、石英，但使用量在14%左右的時(shí)候釉面白度和釉面效果才較好。方解石、滑石、氧化鋅對(duì)于釉面白度和釉面效果有一定的幫助。

表9 乳濁釉正交試驗(yàn)結(jié)果

表9 乳濁釉正交試驗(yàn)結(jié)果（續(xù)）

16歲的時(shí)候，喬-彼得·威特金對(duì)攝影的興趣嚴(yán)肅認(rèn)真起來(lái)。在現(xiàn)代藝術(shù)博物館，他向愛(ài)德華·斯泰肯（Edward Steichen）毛遂自薦。威特金的一副作品被納為博物館的永久陳列品。這一經(jīng)歷激勵(lì)著威特金成為一名真正的攝影師。

高職院校專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)的設(shè)置與調(diào)整必須根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的規(guī)劃以及行業(yè)企業(yè)用人的需要，建立省級(jí)、市級(jí)和校級(jí)三方自上而下的專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)置的調(diào)控與預(yù)警機(jī)制。建議湖北省政府對(duì)隨州區(qū)域的專(zhuān)業(yè)設(shè)置進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和合理布局，建立覆蓋全省的專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)、就業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的信息公布平臺(tái)。

3.4 乳濁釉?xún)?yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

圖5 為A7 的顯微結(jié)構(gòu)，用5%的HF 腐蝕A7 的釉表面3min 然后用超聲波儀器清洗和烘干箱烘干，并用掃描電鏡進(jìn)行了測(cè)試。從低倍圖100X 可以看出，樣品表面被許多的小高點(diǎn)覆蓋，說(shuō)明釉中存在基礎(chǔ)釉不同的物質(zhì)，將倍數(shù)放大到2000X 可以看出，樣品表面有多種大小不一的顆粒聚集在一起，從倍數(shù)圖5000X 和10000X可以看出，晶粒是嵌入在釉層里的，晶粒發(fā)育良好，將釉表面間隙填充飽滿(mǎn)，結(jié)合XRD 圖，此顆粒是ZrSiO4顆粒，而這些晶體與釉中的玻璃基質(zhì)的折射率相差較大，對(duì)光具有一定散射能力，使釉產(chǎn)生乳濁。光線(xiàn)射入到釉層中，遇到與可見(jiàn)光波長(zhǎng)相近或更大的晶粒時(shí)，此時(shí)入射光被散射，從而使釉面變得乳濁。

表10 Y19 的試驗(yàn)結(jié)果

表11 優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

3.5 乳濁釉的物相分析和性能測(cè)試

通過(guò)優(yōu)化試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)A7 的試驗(yàn)結(jié)果最好，對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表12、表13。

表12 抗熱震性能測(cè)試結(jié)果

表13 耐腐蝕性測(cè)試結(jié)果

圖3 優(yōu)化配方A7 試樣圖片

3.6 物相組成和顯微結(jié)構(gòu)

圖4 為A7 的XRD 圖譜，從圖譜中可知，釉中出現(xiàn)了3 個(gè)較強(qiáng)的XRD 衍射峰，通過(guò)查閱XRD 圖譜，發(fā)現(xiàn)了圖中的衍射峰與ZrSiO4特征衍射峰完全對(duì)應(yīng)，由此可以斷定釉中主晶相為鋯英石（ZrSiO4）。

圖4 樣品A7 的XRD 圖

試驗(yàn)結(jié)果中Y19 的光澤度并沒(méi)有達(dá)到最好的效果，因此在Y19 的基礎(chǔ)上對(duì)配方中的原料進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)結(jié)果如表10、表11。

通過(guò)對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果的分析計(jì)算，得出本次正交試驗(yàn)的最佳試驗(yàn)配方為Y19——A1B1C1D3E1F2G3H2，水洗高嶺土8.42%、長(zhǎng)石31.58%、石英21.05%、方解石6.32%、鉭鈮尾砂16.84%、硅酸鋯10.53%、滑石2.11%、氧化鋅3.16%。

本試驗(yàn)采用硅酸鋯為乳濁劑，以鉀長(zhǎng)石、石英、方解石、高嶺土為主要原料，大范圍的調(diào)整鉭鈮尾砂、硅酸鋯的使用量，采用探索性試驗(yàn)、單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)、優(yōu)化試驗(yàn)等方法得出最佳試驗(yàn)方案。

圖5 樣品A7 的SEM照片（5%HF 腐蝕15min）

4 結(jié)論

（1）鉭鈮尾砂是一種比較好的助溶劑，但在本次的試驗(yàn)中并不能完全替代鉀長(zhǎng)石，使用量在14%左右，才能起到比較好的效果。

（2）硅酸鋯是鋯乳濁釉的乳濁劑，所用量的多少，影響著釉面效果，但硅酸鋯的價(jià)錢(qián)較高，從成本方面考慮，在保證釉面效果的前提下，最小量的使用硅酸鋯。經(jīng)過(guò)對(duì)硅酸鋯單因素試驗(yàn)得出，硅酸鋯的用量在8～12g 時(shí)，白度在80 左右。

（3）以鉭鈮尾砂、硅酸鋯為主要研究對(duì)象，采用正交試驗(yàn)法，得出影響釉面白度的最大因素是硅酸鋯，影響釉面光澤度的主要是滑石、氧化鋅、方解石，鉭鈮礦尾砂在乳濁釉的融合性較好。

（4）對(duì)正交試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行配方優(yōu)化，根據(jù)影響光澤度的因素，小幅度的調(diào)整滑石、氧化鋅、方解石的用量，得出白度為83.0、光澤度為93.6 的最優(yōu)配方A7。其配方組成為：水洗高嶺土8.0%、長(zhǎng)石30.0%、石英20.0%、方解石9.0%、鉭鈮尾砂16.0%、硅酸鋯10.0%、滑石4.0%、氧化鋅3.0%。

（5）對(duì)A7 進(jìn)行白度、光澤度、耐腐蝕檢測(cè)、抗熱震性的檢測(cè)，結(jié)果符合國(guó)家對(duì)日用陶瓷優(yōu)等品的要求。并對(duì)A7 的釉面進(jìn)行SEM和XRD 檢測(cè)，檢測(cè)表明釉面乳濁的原因是形成了硅酸鋯晶體，且晶體發(fā)育良好。