不锈钢粉尘制备Fe-Cr-Ni-Mn系黑色陶瓷颜料

摘要

不锈钢粉尘中所富含的过渡金属元素,如Fe、Cr、Ni和Mn,可用于制备黑色陶瓷颜料,从而实现不锈钢粉尘的无害化、资源化利用,并可为无钴黑色陶瓷颜料的开发提供新途径。根据Fe-Cr-Ni-Mn系黑色颜料的呈色机理,在不锈钢粉尘中添加适量化学试剂Fe_(2)O_(3)、Cr_(2)O_(3)、MnO和NiO,调节上述组分在混合物料中摩尔比为6:1:1:1。研究了不同工艺条件下所烧制黑色陶瓷颜料色度值的变化规律,并对颜料的呈色机理进行探讨。结果表明:烧制温度过高或保温时间过长都将导致含Cr尖晶石相分解,从而对颜料的呈色性能造成不利影响;颜料最佳烧制工艺为烧制温度1175℃、保温30 min、采用随炉冷却方式,所制备颜料的L^(*)值、a^(*)值和b^(*)值分别为37.20、0.13与0.02,其所含主要物相为Fe_(2)O_(3)与复合尖晶石相;颜料对可见光各波段的吸光度基本一致,禁带宽度为0.88 eV,呈纯正黑色,同时颜料颗粒细小、粒径分布均匀、分散性好,尖晶石相平均晶粒尺寸为26.795 nm,且颜料在20~1100℃范围内显示出优异的热稳定性;将颜料应用于制备的陶瓷呈色效果良好,上述结果表明,所制备黑色陶瓷颜料具备优异的着色能力和应用潜力。