固相法合成榍石及作为陶瓷乳浊剂的研究

发布时间：2020-11-13 14:12

　　 榍石是以二氧化钛(TiO_2)为陶瓷乳浊剂所烧制陶瓷釉层中的主要乳浊相物质,除将TiO_2作为乳浊剂直接在釉料中添加外,预先制备榍石,并将其作为陶瓷乳浊剂应用可望解决TiO_2直接应用所存在的问题。本论文对采用固相法,通过使用含TiO_2,CaO,SiO_2的矿物原料组合方式制备榍石、榍石产物表征和榍石为乳浊剂烧制卫生陶瓷釉面等进行了系统研究。(1)研究了制备榍石所用各种原料组合、比例和焙烧条件对产物物相的影响。按原料中TiO_2∶SiO_2∶CaO(摩尔比)=1∶1∶1(榍石组成比例,TiO_2质量分数40.8%)组合,在温度1200℃下焙烧可制得以榍石为主要成分的产物。其中碳酸钙、白炭黑和偏钛酸为原料焙烧产物成分为单一榍石,其余组合产物除榍石外,还含有少量杂质。原料中TiO_2比例提高至46.2%和50.7%,焙烧产物物相与TiO_2比例40.8%产物相同。原料组合还对生成榍石的中间反应有重要影响,其中以生石灰、白炭黑、偏钛酸为原料中间产物少,容易形成榍石;(2)研究了所制备榍石产物的颗粒形态和微观形貌。各原料组合榍石产物中榍石颗粒为规则块状,各产物中榍石颗粒粒度和分散程度存在差别,其中碳酸钙、白炭黑和偏钛酸为原料产物颗粒最小,约0.8μm,且分散度高。将榍石产物进行搅拌磨湿法研磨可降低颗粒聚团,榍石产物研磨后D90由研磨前的约70μm降至7-9μm,D50由约5-10μm降至约2.5μm,比表面积提高1倍以上;(3)对固相法制备的榍石作为乳浊剂用于烧制卫生陶瓷进行了研究。使用榍石乳浊剂釉面效果与釉料中乳浊剂含量和TiO_2含量基本呈正相关关系。其中加入原料含TiO_2 46.2%和50.7%榍石釉面L*值最大分别为89.39和84.86,b*值最小于5,与硅酸锆乳浊剂釉面相当。含榍石乳浊剂釉料烧成温度对釉面性能有显著影响,温度1100℃烧制的釉面性能最佳,L*值在90~92之间,a*在-1.0~0之间,b*在4~6之间。烧成温度1000℃,釉料在样块表面不成瓷;烧成温度升高至1250℃,釉面透明,乳浊性消失;(4)研究了榍石乳浊剂釉面釉层物的物相和形貌。烧成温度1000℃釉层物物相主要为石英和少量榍石,烧成温度1100℃釉层物物相为非晶态物质和榍石,1250℃釉层物物相为非晶态物质和石英,说明榍石为乳浊相物质。釉层物的物相反映了形成各自釉面性能的原因。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ174.43
【部分图文】：

体结构与特征sphene）是一种岛状正硅酸盐矿物，为单斜晶系结构，常形成榍石成分中经常含有类质同象混入物而形成变种，例如（Y， 12%称为钇榍石，MnO 的含量达到 3%被称作红榍石。还有常体锡榍石（CaSnSiO6），它们主要用于制备陶瓷的色料（李家驹TiSiO6）是钛和钙的硅酸盐矿物，主要由 TiO2、CaO、SiO2等成（尹霞，2011），在建陶行业中可用来作为乳浊剂，同时能射性废物对固化基材的要求（宫淼淼，2012）。天然榍石往往型呈片状和扁平的楔形，横断面呈菱形（信封状），底面特别图 1-1，榍石沿柱面解理清楚，可有双晶引起的裂理，断口呈。比重为 3.45~3.55（曾冲盛，2008）。

图 1-2 榍石的晶体结构矿物，是当今地球上最稳定的矿相之一热稳定性。榍石的折射率为 1.89-2.02，观测到刻面棱双影现象，是较为理想的钛色、绿色、灰色、黑色，成分中含有较条痕无色或白色，透明至半透明，金刚相对密度 3.29~3.60。物的特点

德国 Frankenwald 煌斑岩中的榍石：REE2O3+Y2O3（max.36.8 wt%）ZrO2（max.5.4 wt.%）ThO2（max.3.3 wt.%)图 1-3 煌斑岩中的榍石（2）碱性岩中的岩石富 Nb、Zr、Ree。Chakhmourdian and Zaitsv（2002）在 Kola 半岛的一个超基性-碱性和碳酸盐岩组合中，发现榍石最高含 7.6%ZrO2。图 1-4 为瑞典北部 Alno碱性杂岩体中的榍石。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 叶凯,叶大年;高铝榍石中P+Mg+F=Si+Al+OH特殊替代的高压效应[J];科学通报;1996年09期

2 周玲棣,王扬传;碱性岩中磷灰石、榍石和锆石的稀土元素地球化学特征[J];地球化学;1988年03期

3 尹霞;杨柯;汪永清;薛景玉;;固相法合成钛榍石的研究[J];中国陶瓷;2011年07期

4 邹金生;榍石单矿物全分析[J];冶金分析与测试(冶金分析分册);1984年01期

5 潘会彬;康志强;杨锋;付文春;;粤北大宝山次英安斑岩中副矿物榍石的初步研究[J];地质科技情报;2014年03期

6 刘一男;范裕;洪浩澜;;安徽庐枞矿集区罗河铁矿床深部榍石的发现及意义[J];矿物学报;2013年S2期

7 崔春龙;卢喜瑞;张东;刘岁海;康厚军;周玉林;;含放射性核素天然榍石的稳定性研究[J];矿物岩石;2008年04期

8 马自诚;;微量单矿物钇榍石全分析[J];分析化学;1980年03期

9 袁继海;孙冬阳;赵令浩;胡明月;詹秀春;;榍石LA-ICP-MS U-Pb定年基体效应研究[J];地质学报;2015年S1期

10 谢磊;王汝成;陈骏;朱金初;张文兰;王德滋;于阿朋;;湖南骑田岭花岗岩中的原生含锡榍石:一个重要的含锡矿物及其找矿指示意义[J];科学通报;2008年24期

相关博士学位论文 前1条

1 颜代蓉;湖北阳新阮家湾钨—铜—钼矿床和银山铅—锌—银矿床地质特征及矿床成因[D];中国地质大学;2013年

相关硕士学位论文 前2条

1 张童;固相法合成榍石及作为陶瓷乳浊剂的研究[D];中国地质大学(北京);2018年

2 周立娟;铬锡红色料的低温合成及其光学性能的研究[D];武汉理工大学;2002年

本文编号：2882280