骨玉瓷的泥料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种骨玉瓷泥料及其制备方法，骨玉瓷泥料主要由45-55wt%提纯后的骨粉、30-40wt%的高岭土和20-25wt%的钾钠长石制备而成，采用此泥料制得的骨玉瓷，其产品结构中，既有磷酸钙、二氧化硅、氧化铝的高稳定性晶体结构，又有新物质硅酸钠、硅酸钾、少量硅酸钙等低溶点的物质，而这些低溶点的物质刚好填满胚体的分子间隙，从而得到精美的陶瓷制品，即具有高白度、色泽温润、瓷质细腻、透光性强的骨玉瓷。本发明方法以牛羊的骨头作为主原料，在资源上大量节约了不可多得的矿物质原料，每万元产值可节约资源90%，每万元产值可节约能耗80%，是生态良好型、资源节约型、可持续发展的产业，具有很强的市场竞争力和社会综合效益。

说明书

技术领域

本发明涉及瓷器领域，具体是一种新式瓷器-骨玉瓷的泥料及其 制备方法。

背景技术

我国制作陶瓷已有几千年的历史，在陶瓷原料的配方中，以硅酸 盐、氧化铝为陶瓷的支架理论运用了几千年，中国玉瓷以色泽温润、 瓷质细腻在陶瓷领域创造了不朽的神话、传奇和辉煌，故陶瓷原料技 术在中国也历属于硅酸盐研究的课题之中。

大约三百年前，西欧特别是英国的陶瓷制作工匠开始以动物骨灰 为原料制做出当今世界上唯一不是诞生于我国的瓷种-骨灰瓷，在其 陶瓷的支架理论上，则是以磷酸钙、氧化铝制作陶瓷，骨灰瓷具有白 度高、透光性好的特点，是问世以来受到西方贵族所青睐的高档瓷器， 独自占领世界高端陶瓷市场。

中国玉瓷色泽温润、瓷质细腻，但白度较低，透光性也不理想； 骨灰瓷白度高、透光性好，但色泽较为生硬、瓷质较粗糙。制作一种 集中国玉瓷的色泽温润、瓷质细腻和西方骨灰瓷的高度洁白、高透光 性于一体的瓷器，是陶瓷行业的追求目标。

中国玉瓷的制作原理的根据是硅酸盐理论系统，而西方骨灰瓷的 制作原理的根据是磷酸盐的理论体系。中西方两种陶瓷原料的理论， 存在着性质上的不同，因为在高温状态下即1150℃以上，钙离子和 二氧化硅将产生剧烈化学反应，反应产物为硅酸钙，溶点极低，在常 温下是溶融状态。如果把米粒大小的骨灰瓷原料镶在中国玉瓷原料 制成的胚体上，高温烧制则将出现一个溶洞，反之也如此。

要保持具有中国玉瓷的色泽温润、瓷质细腻，把白度和透光性 提高到骨灰瓷的水平，则必须在原料中加入大量的磷酸钙；要使骨 灰瓷具有色泽温润又有瓷质细腻则必须在原料中加入足量的钾钠长 石，其主要成分二氧化硅，这两种看来不可能并存的陶瓷原料共存 于一个陶瓷原料的胚体之中，一直是行业内的关键技术难题。集中国 玉瓷的色泽温润、瓷质细腻和西方骨灰瓷的高度洁白、高透光性于一 体的瓷器被行业内认为是不可能实现的，这已成为行业中的技术偏 见。

发明内容

本发明的目的是提供一种骨玉瓷泥料，采用此骨玉瓷泥料制作出 来的瓷器既具有中国玉瓷的色泽温润、瓷质细腻的特点，同时又有西 方骨灰瓷的高度洁白、高透光性的特点。

本发明的另一目的是提供一种制备上述骨玉瓷泥料的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下方案：

骨玉瓷泥料，主要由45-55wt%提纯后的骨粉、30-40wt%的高岭 土和20-25wt%的钾钠长石制备而成，其中，骨粉、高岭土和钾钠长 石的粒度均为250-300目。

上述骨粉为由牛骨或羊骨经提纯和粉碎而成的粉末。

骨玉瓷泥料的制备方法，通过如下步骤实现：

一、制备骨粉

A、先对晾干的牛骨或羊骨进行常规煅烧，在4-6小时内从常温 烧到1000℃左右，再用1000-1350℃的还原焰对牛骨或羊骨进行还原 煅烧1-3小时，把牛骨或羊骨中的二价铁还原成三价铁，得到初始骨 块；

B、把上述所得的初始骨块处理成粒度为250-300目的细化骨浆， 并在此细化骨浆中加入磷酸，调节至pH值接近中性；

C、对上述所得的细化骨浆进行除杂、除铁，压滤后得到骨粉；

二、骨粉与高岭土和钾钠长石的混合：

将步骤一所得的骨粉与高岭土和钾钠长石混合在一起，得到初混 合料，三者的用量比例为：骨粉45-55wt%、高岭土30-40wt%、钾钠 长石20-25wt%，骨粉、高岭土和钾钠长石的粒度均为250-300目；

三、初混合料与有机质的浸提液的混合：

在上述初混合料中加入有机质的浸提液，按有机质的浸提液占 35-45wt%、上述初混合料占55-65wt%的比例混合在一起；上述有机 质的浸提液采用重量比为1：2-4的有机质与水浸泡7天左右而得的 浸提液；

四、发酵陈腐：

将上述初混合料和有机质的浸提液混合而成的混合料置于开口 容器中于室外自然环境里发酵陈腐60-100天，即得到骨玉瓷泥料。

上述制备骨粉的B步骤中，通过锻打和球磨将上述初始骨块处 理成粒度为250-300目的细化骨浆。

上述制备骨粉的B步骤中，加入磷酸后的细化骨浆的pH值为 6.8-7.4。

上述有机质采用甘蔗叶、竹叶、竹杆、稻草中的一种或多种的组 合。

陶瓷的烧制是一个复杂的化学反应过程，在这一反应中，原料的 组成物质有一部分起了化学反应，也有新的物质生成，但还有相当一 部分的物质以原来的物质形式存在，烧制过程就是为部分反应物质提 供必要的反应条件。

首先对中国玉瓷和西方骨灰瓷的各种物质的分子进行全面的分 析和了解，对组成的物质分子的原子进行逐一分析，寻找出共存的可 能性，在整个配方中由以下原子组成的混合物组成：①金属元素：钾、 钠、钙、铝；②非金属元素：氧、磷、硅等；这几种元素在原料之 中，它们是以怎样的形式存在于各分子之中，在何种条件下，将起什 么样的反应，各自有什么化学特性，进行综合分析。其中，碱性氧化 物有氧化钾、氧化钙和氧化铝；酸性氧化性有五氧化二磷和二氧化硅。 钾、钠分别属第一组族元素，组成化合物时其易失去最外电子层一 个电子，达到结构稳定；钙为第二组族元素，失去最外电子层两个电 子的能力次之。磷酸是典型的中强酸，磷酸根和金属离子组成的化合 物稳定性远强于硅酸组成的化合物，而氧化铝在其中将保持稳定结 构。

各单质的性质分析：磷酸钙、中强酸、强碱盐化学性是十分稳定， 单质溶点在1500℃，氧化硅稳定的共价键结构单质溶点也极高，在 1500℃以上，二氧化铝也是极强的共价键稳定结构，单质溶点更高， 在1600℃以上，这些均是作为陶瓷原料的良好物质。这三种高溶点 又稳定的原料共存于陶瓷原料的配方之中，根据各种物质的化学性质 确定各种物质在原料之中的百分比含量配方制做的原料，制成的胚体 烧制到1270℃至1310℃时，即为各种物质提供必要的反应条件，使 适量的氧化钾、氧化钠、氧化钙和二氧化硅起反应，生成低溶点的硅 酸盐，在弱碱性的条件下，磷酸钙过量的环境中，大量的磷酸钙在烧 制过程中保持相对的稳定状态，刚好填满胚体之中的分子间的空隙， 使其成为晶体状，既提高了陶瓷产品本身的细腻度又提高了透明度， 同时又不影响到胚体的支撑力，这样就为以氧化铝、磷酸钙和二氧化 硅为支架的骨玉瓷的诞生奠定了基础。

陶瓷的制作过程是由许多的物理变化和化学变化过程的集合过 程，在胚体的制作过程，注浆、脱水、脱模、干燥等均是物理现象， 而烧制过程则是一系列复杂的化学变化，即有新的物质生成。部分物 质进行化学反应，同时其它物质则保持原料物质的稳定状态，所谓的 烧制就是为这一系列复杂的化学反应提供必要的反应条件和时间，这 就关系到各元素在原料配方中的存在形式和一定的比例关系，根据 各元素存在的形式和化学性质来确定各物质原素的比例，在骨玉瓷的 产品结构中，既要有磷酸钙、二氧化硅、氧化铝的高稳定性晶体结 构，又要有新物质硅酸钠、硅酸钾、少量硅酸钙等低溶点的物质，而 这些低溶点的物质刚好填满胚体的分子间隙，可制作出精美的陶瓷制 品，即具有高白度、色泽温润、瓷质细腻、透光性强的骨玉瓷。

本发明的骨玉瓷泥料，主要由45-55wt%提纯后的骨粉、30-40wt% 的高岭土和20-25wt%的钾钠长石制备而成，采用此泥料制得的骨玉 瓷，其产品结构中，既有磷酸钙、二氧化硅、氧化铝的高稳定性晶 体结构，又有新物质硅酸钠、硅酸钾、少量硅酸钙等低溶点的物质， 而这些低溶点的物质刚好填满胚体的分子间隙，从而得到精美的陶瓷 制品，即具有高白度、色泽温润、瓷质细腻、透光性强的骨玉瓷。

本发明方法以牛羊的骨头作为主原料，牛羊的骨头来源于三江源 牧区，平时牧民们食用之余随意丢弃的牛羊的骨头，在自然界将腐化 变质，严重地污染自然环境，申请人将其收集起来加以利用，在资源 上大量节约了不可多得的矿物质原料，每万元产值可节约资源90%， 每万元产值可节约能耗80%，故骨玉瓷的生产是生态良好型、资源节 约型、可持续发展的产业，具有很强的市场竞争力和社会综合效益。

具体实施方式

本发明的骨玉瓷泥料，主要由45-55wt%提纯后的骨粉、30-40 wt%的高岭土和20-25wt%的钾钠长石制备而成，其中，骨粉、高岭 土和钾钠长石的粒度均为250-300目。其中，骨粉为由牛骨或羊骨经 提纯和粉碎而成的粉末。

本发明骨玉瓷泥料的制备方法，通过如下步骤实现：

一、制备骨粉

A、先对晾干的牛骨或羊骨进行常规煅烧，在4-6小时内从常温 烧到1000℃左右，再用1000-1350℃的还原焰对牛骨或羊骨进行还原 煅烧1-3小时，把牛骨或羊骨中的二价铁还原成三价铁，得到初始骨 块；

B、把上述所得的初始骨块先锻打成细块，再球磨成粒度为 250-300目的细化骨浆，并在此细化骨浆中加入磷酸，调节至pH值 接近中性，即pH为6.8-7.4；

C、对上述所得的细化骨浆通过常规方式进行除杂、除铁，压滤 后得到骨粉；

二、骨粉与高岭土和钾钠长石的混合：

将步骤一所得的骨粉与高岭土和钾钠长石混合在一起，得到初混 合料，三者的用量比例为：骨粉45-55wt%、高岭土30-40wt%、钾钠 长石20-25wt%，骨粉、高岭土和钾钠长石的粒度均为250-300目；

三、初混合料与有机质的浸提液的混合：

在上述初混合料中加入有机质的浸提液，按有机质的浸提液占 35-45wt%、上述初混合料占55-65wt%的比例混合在一起；上述有机 质的浸提液采用重量比为1：2-4的有机质与水浸泡7天左右而得的 浸提液；其中，有机质采用甘蔗叶、竹叶、竹杆、稻草中的一种或多 种的组合；

四、发酵陈腐：

将上述初混合料和有机质的浸提液混合而成的混合料置于开口 容器中于室外自然环境里发酵陈腐60-100天，即得到骨玉瓷泥料。

采用本发明的骨玉瓷泥料制成的骨玉瓷，根据QB/T1503-1992《日 用陶瓷白度测定方法》进行检测，三个样本的检测结果分别为101.1 度、100.7度、100.7度，符合QB/T1503-1992《日用陶瓷白度测定 方法》的试验要求。

关于牛骨或羊骨锻烧的说明：哺乳动物的血红蛋白细胞是动物体 中寿命最短的细胞，牛的血红蛋白细胞生命周期为30天，羊的血红 蛋白细胞生命周期为28天，制造血红蛋白的功能器官是动物的骨髓 和骨松质，所以在动物骨松质中存在大量的血红蛋白原料物质，即主 要成分是二价铁离子，二价铁离子的存在是一般物理方法不可除去的 物质，二价铁离子存在于陶瓷原料当中将对陶瓷制品的白度和质量有 较大的影响，本发明中，根据二价铁离子的化学性质，在煅烧骨头过 程中，采取特殊的煅烧温度曲线，即在1000℃―1250℃，是二价铁 离子活泼期间采用还原火焰，还原火焰中存有大量的强还原性一氧化 碳气体，把二价铁离子还原成游离态金属铁，形成四氧化三铁，可方 便除铁，制得高纯度的骨粉。

关于原料发酵陈腐的说明：在陶瓷原料的选料过程中，通常采用 千年沉积泥做为粘性和可塑性的辅助材料，而自然的沉积泥多数含有 金属钛离子，在高温状态下显灰褐色，严重影响了陶瓷产品的色泽和 质量，根据千年沉积泥具有良好的粘性、可塑性，源于风化、腐蚀质 这一原理，本发明中，把原料加工成细小颗粒之后，加入适量的有机 质的浸提液（即碳水化合物，在1000℃之内能完成分解成二氧化碳 和水的物质）使有机质加速腐化，置于室外敞口的水泥池内，于室外 自然环境（室外自然温度和湿度）里进行陈腐60―100天，达到沉积 地下的陈腐效果，极大地提高原料的粘性和可塑性，又不影响原料的 纯度。