摘 要 文章主要介紹了硅鐵紅色料的原料配方及其生產(chǎn)工藝流程和工藝要求。

關(guān)鍵詞 硅鐵紅，配方，生產(chǎn)工藝

1前言

紅色系列色料一直是市場上較為流行和受歡迎的色料品種，如鋯鐵紅、錫桃紅，沙漠紅及硅鐵紅等。從技術(shù)角度講，紅色系列是對生產(chǎn)技術(shù)和工藝要求較高的品種之一，它對原材料的選擇、配方以及燒成等工藝有十分嚴(yán)格的要求。

硅鐵紅色料是一種能在坯體中呈現(xiàn)出鮮艷的類似于沙漠紅色調(diào)，且耐高溫的陶瓷色料。我國在2004年左右開始人工合成硅鐵紅色料的規(guī)?；a(chǎn)，通過對原材料的精選、配方的改進(jìn)和工藝的不斷完善，已有部分廠家生產(chǎn)出較理想的產(chǎn)品，其發(fā)色既深又鮮，成本也控制在一個(gè)比較合理的范圍內(nèi)，在市場上比較受歡迎。

2材料選用與生產(chǎn)配方

2.1 原材料的優(yōu)選

天然硅鐵紅色料的主要成分是硅和鐵，也含有少量的鋁等。其呈色機(jī)理是：石英發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生裂紋，高活性的發(fā)色鐵離子向裂紋中擴(kuò)散，同時(shí)在α-石英向β-石英二次晶型轉(zhuǎn)變過程中被包裹而形成耐高溫的發(fā)色晶體。若直接將石英粉和鐵紅在實(shí)驗(yàn)電爐中煅燒至1000℃，其產(chǎn)物并不在坯體中發(fā)色。這主要是因?yàn)槭⒎鄢识栊裕漕w粒較大，晶型穩(wěn)定，活性相對較低，所以必須選擇一種超細(xì)的高硅含量的材料來代替普通的石英粉。目前市場上可選的不同粒度的硅微粉較多，但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)硅微粉并不是越細(xì)越好，通常1200～2000目即可。

鐵紅的選擇也至關(guān)重要，因?yàn)樗苯佑绊懽罱K產(chǎn)品的發(fā)色深度、色調(diào)以及鮮艷程度。一般來說，鐵紅主要有兩種色調(diào)方向：一種偏向于紫色調(diào)，另一種則偏向于黃色調(diào)。江西產(chǎn)鐵紅偏向紫色調(diào)；上海產(chǎn)的鐵紅則較偏向黃色調(diào)，比較鮮艷。實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)需要進(jìn)行選擇。

2.2 生產(chǎn)配方及礦化劑的選用

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，硅鐵配比（wt%）在80～90:20～10時(shí)呈色最好，根據(jù)需要調(diào)節(jié)配方中鐵的加入量可得到不同色調(diào)的產(chǎn)品。

礦化劑的選擇也是色料生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。 在硅鐵紅色料的生產(chǎn)中，選用NaF和CaCl2作為礦化劑可以起到非常好的效果，特別是含結(jié)晶水的CaCl2效果更好。生產(chǎn)中根據(jù)礦化劑的加入量來確定最高燒成溫度。

3工藝流程及控制

3.1生料的混合

固相反應(yīng)對原料混合均勻度的要求十分嚴(yán)格。由于硅微粉呈顆粒狀，極細(xì)，材質(zhì)蓬松；而鐵紅較重，且?guī)в幸稽c(diǎn)粘性，所以使用常規(guī)的錐型混料機(jī)混料效果并不理想。但若使用攪拌磨來配料則效率很低，而且研磨后期容易死機(jī)，所以建議采用濕法混料。實(shí)際生產(chǎn)中，可使用球磨機(jī)來配生料。按照生產(chǎn)配方稱好生料，將CaCl2用冷水完全溶解后，再投入到球磨機(jī)中。嚴(yán)格控制加水量，以生料經(jīng)過球磨后能自動(dòng)流出為佳，一般球磨2～4h。需要注意的是，由于硅微粉在干燥時(shí)很蓬松，造成一次球磨量較少，所以在每次投料時(shí)，可以邊投料邊開機(jī)，這樣可以提高一次球磨的效率。

3.2裝 窯

生料經(jīng)球磨機(jī)混合、球磨后呈泥巴狀，不需烘干，直接裝窯即可。匣缽宜壁薄、透氣性好。一般裝九分滿，以不溢出為佳，否則將影響后期卸窯。

3.3 燒成制度控制

3.3.1最高燒成溫度

根據(jù)所加入礦化劑的數(shù)量來確定最高煅燒溫度，通?？刂圃?50～1050℃。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，在氧化氣氛中，1000℃燒成的產(chǎn)品品質(zhì)最佳。著色劑鐵紅的種類也對燒成溫度有影響。另外，在相同配方的條件下，濕法混料方式的最高燒成溫度比干法混料要低20℃左右。

3.3.2 升溫速率及保溫時(shí)間

由于硅鐵紅色料是基于石英晶型轉(zhuǎn)變過程中對鐵的包裹而呈色的，因此，煅燒過程中主要考慮石英的晶型轉(zhuǎn)變對色料的影響。其燒成曲線基本同其它產(chǎn)品一樣，需要注意的是，由于是濕法混料，生料一般含水較多，故從常溫至120℃升溫過程中要留有足夠的時(shí)間，將水分排凈，120℃之后可以適當(dāng)快燒。由于α-石英向β-石英轉(zhuǎn)變是可逆反應(yīng)，其第一次轉(zhuǎn)變大致在650℃左右發(fā)生，所以在該溫度前后應(yīng)適當(dāng)放緩升溫速度。同時(shí)，應(yīng)盡可能保證均勻升溫。通常燒成周期在12～16h，可根據(jù)生產(chǎn)窯爐的大小作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保溫時(shí)間一般要求在2～4h。

4后期加工

選用合理的原料及配方，并適當(dāng)調(diào)節(jié)最高煅燒溫度可得到較為疏松的產(chǎn)品，經(jīng)爪式破碎機(jī)初步加工打粉后，直接打包入倉即可。如果對產(chǎn)品細(xì)度有特殊要求，可使用雷蒙機(jī)或者微粉機(jī)加工（細(xì)度一般可控制在325目）。需要說明的是，細(xì)度對產(chǎn)品在坯中的發(fā)色效果有明顯的影響，過細(xì)會(huì)減弱其在坯中的發(fā)色。

5 結(jié)語

目前，我國在紅色系列色料的研究和生產(chǎn)方面還不是很完善，有很大的提升和發(fā)展空間。研究者應(yīng)加強(qiáng)對原料配方及工藝方法的研究，推動(dòng)我國紅色系列色料向更優(yōu)質(zhì)的方向發(fā)展。