[go: up one dir, main page]

RU2057728C1 - Mixture for production of ceramic pigment - Google Patents

Mixture for production of ceramic pigment Download PDF

Info

Publication number
RU2057728C1
RU2057728C1 SU5054615A RU2057728C1 RU 2057728 C1 RU2057728 C1 RU 2057728C1 SU 5054615 A SU5054615 A SU 5054615A RU 2057728 C1 RU2057728 C1 RU 2057728C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxide
pigment
mixture
tio
color
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Иванович Ксандопуло
Галина Георгиевна Гладун
Асима Зулбухаровна Искакова
Original Assignee
Институт проблем горения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт проблем горения filed Critical Институт проблем горения
Priority to SU5054615 priority Critical patent/RU2057728C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2057728C1 publication Critical patent/RU2057728C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Compounds Of Iron (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

FIELD: production of ceramic pigment. SUBSTANCE: proposed pigment contains (mass %): titanium oxide 43-45, calcium oxide 8-15, magnesium oxide 7-11.9, calcium sulfate 30-33, ferric oxide or chromium oxide or copper oxide or vanadium oxide or zinc oxide 0.1-6. EFFECT: improves quality of desired product. 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии получения керамических пигментов для строительной керамики, декорирования изделий из фарфора, фаянса и стекла. The invention relates to a technology for producing ceramic pigments for building ceramics, decorating products from porcelain, faience and glass.

Известна шихта для керамического пигмента коричневого цвета, включающая Al2O3, 2СаО 3В2О, Fe2O3, Zn, Cr2O3, MnO [1]
Недостатком известной шихты является большое количество компонентов и большая энергоемкость спекание при 1100оС в течение 50 мин.
Known mixture for ceramic brown pigment, including Al 2 O 3 , 2CaO 3B 2 O, Fe 2 O 3 , Zn, Cr 2 O 3 , MnO [1]
A disadvantage of the known mixture is a large number of components and a large energy consumption of sintering at 1100 about C for 50 minutes

Известна шихта для керамического пигмента, включающая диоксид титана, хромсодержащее соединение, триоксид сурьмы, нехромофорный хлорид I или II группы Периодической системы [2]
Недостатком известной шихты является длительность получения пигмента с большими энергозатратами обжиг при 1000-1100оС в течение 2 ч, кроме того, указанная шихта желтого цвета обладает высокой маслоемкостью (24 г/100 г пигмента).
Known mixture for ceramic pigment, including titanium dioxide, chromium-containing compound, antimony trioxide, non-chromophore chloride of group I or II of the Periodic system [2]
A disadvantage of the known mixture is the duration of obtaining a pigment with high energy consumption, firing at 1000-1100 about C for 2 hours, in addition, this yellow charge has a high oil absorption (24 g / 100 g of pigment).

Известна шихта для получения пигмента коричневого цвета, включающая SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, TiO2, CuO, NiO, Cr2O3 [2]
Недостатком известного состава шихты является большое количество компонентов, наличие дополнительных операций для получения пигмента: предварительный помол в течение 6 ч, с последующим обжигом в течение 1 ч при 1000-1500оС, следовательно увеличивается длительность процесса при повышенных энергозатратах.
A known mixture for producing a brown pigment, including SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CaO, MgO, Na 2 O, K 2 O, TiO 2 , CuO, NiO, Cr 2 O 3 [2]
A disadvantage of the known composition of the charge is the large number of components, the presence of additional operations for obtaining a pigment: a preliminary milling for 6 hours, followed by firing for 1 hour at 1000-1500 ° C, thus increasing the processing time at elevated energy input.

В основу изобретения положена задача разработать шихту для получения керамического пигмента различных оттенков коричневого цвета с наименьшими энерго- и трудозатратами, низкой маслоемкостью. The basis of the invention is the task of developing a mixture to produce ceramic pigment of various shades of brown color with the lowest energy and labor costs, low oil absorption.

Задача решается тем, что предлагаемая шихта для получения керамического пигмента, включающая оксиды титана, кальция, дополнительно содержит магний, сульфат кальция и один оксид из группы Fe2O3, Cr2O3, СuO, V2O5, ZnО при следующем соотношении компонентов, мас. TiO2 43-46 СаО 8-15 Один оксид из группы Fe2O3, Сr2O3, СuO, V2O5, ZnO 0,1-6 Mg 7-11,9 СаSO4 30-33
Предлагаемая шихта, содержащая компоненты в ранее неизвестном количественном и качественном соотношении, позволяет получить пигмент различных оттенков коричневого цвета (от светлого до темного) с наименьшими энергозатратами термообработка при 700-800оС в течение 2-7 мин, с наименьшими трудозатратами компоненты шихты мелют, перемешивают и подвергают термообработке; низкой маслоемкостью 17-21 г/100 г пигмента.
The problem is solved in that the proposed mixture for producing ceramic pigment, including titanium and calcium oxides, additionally contains magnesium, calcium sulfate and one oxide from the group Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 , CuO, V 2 O 5 , ZnO in the following ratio components, wt. TiO 2 43-46 CaO 8-15 One oxide from the group Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 , CuO, V 2 O 5 , ZnO 0.1-6 Mg 7-11.9 CaSO 4 30-33
The proposed mixture containing components in a previously unknown quantitative and qualitative ratio, allows to obtain pigment of various shades of brown color (from light to dark) with the lowest energy consumption, heat treatment at 700-800 о С for 2-7 minutes, the components of the mixture are grinded with the least labor costs, mixed and subjected to heat treatment; low oil absorption of 17-21 g / 100 g of pigment.

Предлагаемая шихта позволяет интенсифицировать энергоемкий процесс реакционного спекания оксидов, проходящий при 1000-1200оС в течение 1-2 ч за счет перехода к процессу самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), проходящему в течение 2-7 мин при 700-800оС, благодаря чему решают поставленную задачу.The proposed mixture allows to intensify the energy-intensive process of reaction sintering of oxides, which takes place at 1000-1200 о С for 1-2 hours due to the transition to the process of self-propagating high-temperature synthesis (SHS), which takes place for 2-7 minutes at 700-800 о С, thanks to what solve the task.

Нагревание исходных компонентов до 700-800оС в течение 2-7 мин необходимо для начала экзотермической окислительно-восстановительной реакции между восстановителем, которым является Mg, и окислителем (сульфат кальция). При этом без дополнительного нагрева развивается температура 1100-1200оС, достаточная для синтезирования титано-кальциевой и титано-магниевой шпинелей, вида СаТiO3, MgTi2O4 и MgTiO4 от белого до кремового цвета. Добавки одного из оксидов d-металлов IV периода Периодической системы при этих температурах (1100-1200оС), внедpяясь в кристаллическую решетку, меняет цвет шпинелей Са ТiO3, MgTi2O4, Mg2TiO4 в пределах от светло- до темно-коричневого цвета в зависимости от внедряемого металла, что подтверждается данными рентгенофазового анализа (РФА).Heating of the initial components to 700-800 ° C for 2-7 minutes is necessary to start an exothermic redox reaction between the reducing agent, which is Mg, and an oxidizing agent (calcium sulfate). In this case, without additional heating, a temperature of 1100-1200 о С develops, sufficient for the synthesis of titanium-calcium and titanium-magnesium spinels, CaTiO 3 , MgTi 2 O 4 and MgTiO 4 types from white to cream in color. Additives of one of the d-metal oxides of the IV period of the Periodic system at these temperatures (1100-1200 о С), penetrating into the crystal lattice, change the color of spinels Ca TiO 3 , MgTi 2 O 4 , Mg 2 TiO 4 ranging from light to dark -brown color depending on the introduced metal, which is confirmed by the data of x-ray phase analysis (XRD).

Высокие температуры, развивающиеся при горении, обеспечивают полноту реагирования исходных компонентов и получения однородного по всему объему керамического пигмента, имеющего показатель маслоемкости 17-21 г/100 г пигмента. High temperatures developing during combustion provide a complete reaction of the starting components and obtain a ceramic pigment uniform throughout the volume, having an oil absorption index of 17-21 g / 100 g of pigment.

Количественное соотношение компонентов шихты подобрано экспериментально и определяется условиями протекания самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, в результате которого получают пигмент от светло- до темно-коричневого цвета. Отклонение от предельных значений заявляемых компонентов приводит к ухудшению качественных характеристик заявляемого пигмента. The quantitative ratio of the components of the charge is selected experimentally and is determined by the conditions of the flow of self-propagating high-temperature synthesis, as a result of which a pigment is obtained from light to dark brown. Deviation from the limit values of the claimed components leads to a deterioration in the quality characteristics of the claimed pigment.

Так, при содержании магния менее 7 мас. и сульфата кальция менее 30 мас. состав не воспламеняется, при содержании магния более 33 мас. оплавляется. So, with a magnesium content of less than 7 wt. and calcium sulfate less than 30 wt. the composition is not flammable, with a magnesium content of more than 33 wt. melted.

Отклонение от предельных оксидов из группы Fe2O3, Cr2O3, CuO, V2O5, ZnО приводит к изменению цвета получаемого пигмента, в случае увеличения свыше 6 мас. цвета пигмента будет серо-черным за счет коагуляции чистого металла на поверхности образующейся шпинели, при уменьшении содержания оксидов одного из d-металлов через 0,1 мас. происходит размывание цвета практически до белого.Deviation from the limit oxides from the group Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 , CuO, V 2 O 5 , ZnO leads to a change in the color of the resulting pigment, in the case of an increase of more than 6 wt. the color of the pigment will be gray-black due to the coagulation of pure metal on the surface of the resulting spinel, with a decrease in the oxide content of one of the d-metals through 0.1 wt. the color is blurred almost to white.

При содержании оксида титана более 46 мас. а оксида кальция более 15 мас. получаемый пигмент приобретает серый цвет, становится рыхлым, в случае уменьшения количества оксида титана и оксида кальция менее чем 43 и 8 мас. соответственно получается материал очень плотный по составу, по твердости соответствующий абразивному материалу. When the content of titanium oxide is more than 46 wt. and calcium oxide is more than 15 wt. the resulting pigment acquires a gray color, becomes loose, in the case of a decrease in the amount of titanium oxide and calcium oxide less than 43 and 8 wt. accordingly, the material obtained is very dense in composition, in hardness corresponding to the abrasive material.

П р и м е р 1. Исходные компоненты, г: TiO2 46; СаО 8; Mg 7; CaSO4 33 и Fe2O4 6 измельчают, тщательно перемешиваю, формуют под давлением 15 МПа и помещают в муфельную печь, разогретую до 750оС. Образец выдерживают в печи 2-7 мин. Это время отводится на предварительный прогрев в течение 1-3 мин, необходимый для начала окислительно-восстановительной реакции, и непосредственно на сверхскоростной высокотемпературный синтез 2 мин.PRI me R 1. The starting components, g: TiO 2 46; CaO 8; Mg 7; CaSO 4 and 33 Fe 2 O 4 June crushed, thoroughly mixed, molded under a pressure of 15 MPa, and placed in a muffle furnace preheated to 750 C. The sample was kept in an oven 2-7 m. This time is allotted for preheating for 1-3 min, necessary for the start of the redox reaction, and directly for ultra-high-temperature synthesis for 2 minutes.

Шихта воспламеняется, горит ярким свечением по всему объему. После синтеза полученный пигмент коричневого цвета перемалывают до тонины, обеспечивающей прохождение через сито 100000 отв/см2.The mixture ignites, burns with a bright glow throughout the volume. After synthesis, the obtained brown pigment is ground to a fineness, which allows 100,000 holes / cm 2 to pass through a sieve.

П р и м е р 2. Исходные компоненты, г: TiO2 43; СаО 15; Mg 11,9; СаSO4 30; и Сr2O3 0,1.PRI me R 2. The starting components, g: TiO 2 43; CaO 15; Mg 11.9; CaSO 4 30; and Cr 2 O 3 0.1.

Технология приготовления аналогична примеру 1. Цвет получаемого пигмента светло-коричневый. The cooking technology is similar to example 1. The color of the obtained pigment is light brown.

П р и м е р 3. Исходные компоненты, г: TiO2 44; СаО 13; Mg 10; СаSO4 31; V2O5 2.PRI me R 3. The starting components, g: TiO 2 44; CaO 13; Mg 10; CaSO 4 31; V 2 O 5 2.

Технология приготовления аналогична примеру 1. Цвет получаемого пигмента коричневый. The cooking technology is similar to example 1. The color of the resulting pigment is brown.

П р и м е р 4. Исходные компоненты, г: TiO2 43; CaO 13; Mg 10; CaSO4 33; CuO 1.PRI me R 4. The starting components, g: TiO 2 43; CaO 13; Mg 10; CaSO 4 33; CuO 1.

Технология приготовления аналогична примеру 1. Цвет получаемого пигмента светло-коричневый. The cooking technology is similar to example 1. The color of the obtained pigment is light brown.

П р и м е р 5. Исходные компоненты, г: ТiO2 45; СаО 13; Mg 10; СaSO4 31,5; ZnO 0,5.PRI me R 5. The starting components, g: TiO 2 45; CaO 13; Mg 10; CaSO 4 31.5; ZnO 0.5.

Технология приготовления аналогична примеру 1. Цвет получаемого пигмента коричневый. The cooking technology is similar to example 1. The color of the resulting pigment is brown.

Примеры на запредельные значения. Examples of transcendental values.

П р и м е р 6. Технология приготовления как в примере 1 для основных значений. Исходные компоненты, г: TiO2 40; CaO 6; Mg 12; CaSO 35; Cr2O3 7.PRI me R 6. The technology of preparation as in example 1 for the basic values. Starting components, g: TiO 2 40; CaO 6; Mg 12; CaSO 35; Cr 2 O 3 7.

Образец плавится, не сохраняет форму. The sample melts, does not retain its shape.

П р и м е р 7. Технология приготовления аналогична примеру 1 для основных значений. PRI me R 7. The cooking technology is similar to example 1 for basic values.

Исходные компоненты, г: TiO2 46; 10 СаО 10; Fe2O3 7; Mg 8; СаSO4 29.Starting components, g: TiO 2 46; 10 CaO 10; Fe 2 O 3 7; Mg 8; CaSO 4 29.

Образец получается черного цвета. The sample is black.

Из данных таблицы видно, что предлагаемая шихта для керамического пигмента позволяет получить новое химическое вещество керамический пигмент, имеющий цвет от светлого до темно-коричневого. Предлагаемый пигмент обладает рядом преимуществ, таких, как низкая маслоемкость 17-24 г/100 г пигмента, снижение энерго- и трудозатрат при производстве. The table shows that the proposed mixture for ceramic pigment allows you to get a new chemical substance, ceramic pigment, having a color from light to dark brown. The proposed pigment has several advantages, such as low oil absorption of 17-24 g / 100 g of pigment, reduced energy and labor costs in the production.

Claims (1)

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕКОГО ПИГМЕНТА, включающая TiO2, CaO, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит Mg, CaSO4 и один оксид из группы Fe2O3, Cr2O3, CuO, V2O5, ZnO при следующем соотношении компонентов, мас.MIXTURE FOR PRODUCING A CERAMIC PIGMENT, including TiO 2 , CaO, characterized in that it additionally contains Mg, CaSO 4 and one oxide from the group Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 , CuO, V 2 O 5 , ZnO in the following ratio of components wt. TiO2 43 46
CaO 8 15
Mg 7 11,9
CaSO4 30 33
Один оксид из группы F2O3, Cr2O3, CuO, V2O5, ZnO 0,1 6,0
TiO 2 43 46
CaO 8 15
Mg 7 11.9
CaSO 4 30 33
One oxide from the group F 2 O 3 , Cr 2 O 3 , CuO, V 2 O 5 , ZnO 0.1 6.0
SU5054615 1992-07-14 1992-07-14 Mixture for production of ceramic pigment RU2057728C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5054615 RU2057728C1 (en) 1992-07-14 1992-07-14 Mixture for production of ceramic pigment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5054615 RU2057728C1 (en) 1992-07-14 1992-07-14 Mixture for production of ceramic pigment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2057728C1 true RU2057728C1 (en) 1996-04-10

Family

ID=21609508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5054615 RU2057728C1 (en) 1992-07-14 1992-07-14 Mixture for production of ceramic pigment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2057728C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2255056C1 (en) * 2004-02-16 2005-06-27 Томский политехнический университет Blend for preparing ceramic orange-brown-color pigment
RU2797326C1 (en) * 2022-09-14 2023-06-02 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" Method for obtaining pigment for coloring ceramic products

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. SU, авторское свидетельство 1423514, кл. C 03C 1/04, 1988. *
2. SU, авторское свидетельство 1198085, кл. C 09C 1/36, 1985. *
3. SU, авторское свидетельство 1375586, кл. C 03C 1/04, 1988. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2255056C1 (en) * 2004-02-16 2005-06-27 Томский политехнический университет Blend for preparing ceramic orange-brown-color pigment
RU2797326C1 (en) * 2022-09-14 2023-06-02 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" Method for obtaining pigment for coloring ceramic products

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20010034662A (en) A Medium Gray Colored Glass with Improved UV and IR Absorption and Nitrate-Free Manufacturing Process Therefor
US5250112A (en) Spinel black pigments based on copper-chromium-manganese mixed oxides, a process for their preparation and their use
Maslennikova Pigments of the spinel type
RU2057728C1 (en) Mixture for production of ceramic pigment
JPH0521852B2 (en)
US3799785A (en) Colored cement
RU2029745C1 (en) Charge for ceramic pigment
Naga et al. Chromium-zircon pigment
RU2036185C1 (en) Artificial spinel production method
RU2057729C1 (en) Mixture for production of ceramic pigment colored marine blue
DE19548589B4 (en) Method for producing heat-resistant building material
US4366257A (en) Process for producing a calcia clinker
RU2223927C1 (en) Ceramic mass
JPH0593151A (en) Embedding pigment and its production
CN1164520C (en) Process for producing tin base ceramic pigment
RU2118301C1 (en) Mixture for production of ceramic light-brown pigment
RU2054443C1 (en) Process for preparing colored inorganic pigments
CN118978337B (en) A low-temperature kiln-changed glaze and preparation method thereof, artistic ceramics and preparation method thereof
RU2580343C1 (en) Method of producing ceramic pigments based on aluminium-magnesium spinel
JPH0348148B2 (en)
Sedel’nikova et al. Production of ceramic pigments with diopside and anorthite structure using the gel method
DE706163C (en) Process for the manufacture of refractory products
RU2113448C1 (en) Method of preparing inorganic pigment
JPS593931B2 (en) Method for producing yellow-green pigment
RU2117018C1 (en) Method of production of ceramic zirconium pigments