陶瓷用磷酸钙镁盐及其制备方法

摘要

陶瓷用磷酸钙镁盐及其制备方法，属于陶瓷玻璃材料领域。其特征在于：由磷酸、氢氧化钙、碳酸镁通过化学反应的方式合成，其化学组成为MgCa

说明书

技术领域

一种陶瓷用磷酸钙镁盐及其制备方法，属于陶瓷玻璃材料领域。

背景技术

粘土、长石、石英等原料是生产传统瓷器的主要成分，采用传统原料烧制的瓷器，种类 颜色单一，观赏性较差。随着人们生活水平的不断提高，日用陶瓷产品的环保性和装饰性倍 受关注，特别是一些高档瓷器由于其瓷质清透、色泽优美而越来越受到人们的青睐。目前日 用陶瓷涌现出了很多新品种，如鲁玉瓷、滑石瓷、高石英瓷和骨质瓷等，陶瓷产品呈现出了 多风格、多档次的发展趋势，瓷器色彩也随着制陶技术的发展逐渐丰富。

目前高档陶瓷的主要成分已不仅限于粘土、长石、石英等基本原料，例如骨质瓷的主要 原料就是以羟基磷灰石为主成分的动物骨灰加入一定数量的高岭土、石英、长石等。通过坯 体中羟基磷灰石的加入，使瓷质更加细腻，透明度高，釉面更加光润。但利用动物骨灰烧制 成的瓷器只能为白色，色彩单一，降低了产品的观赏性。

为了丰富陶瓷制品的品种，提高陶瓷制品的色彩和档次，发明人研制合成了一种新型陶 瓷成分，使烧制出的瓷器既能够兼顾白瓷的高透明度，又能随着光线的变化，使瓷器表面反 射出柔和的淡蓝色光泽。瓷器强度介于软质瓷与硬质瓷之间，提高了瓷器的观赏性和实用性， 具有艺术瓷的展示效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种使烧制出的瓷器表面能够 折射出柔和的淡蓝色光泽的陶瓷用磷酸钙镁盐，该磷酸钙镁盐制备方便、成本低，制瓷效果 好。同时，提供该磷酸钙镁盐的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该陶瓷用磷酸钙镁盐，其特征在于：由磷 酸、氢氧化钙、碳酸镁通过化学反应的方式合成，其化学组成为MgCa₂(PO₄)₂和CaMg(HPO₄)₂， 其中Ca²⁺∶Mg²⁺(重量比)＝6～9∶1～4。

优选的，所述Ca²⁺∶Mg²⁺(重量比)＝7∶3。

所述氢氧化钙和碳酸镁的纯度≥95％。

所述磷酸为纯度≥85％的工业磷酸。

上述陶瓷用磷酸钙镁盐的制作方法，其特征在于，具体工艺步骤如下：

1)将氢氧化钙、碳酸镁按重量比Ca²⁺∶Mg²⁺＝6～9∶1～4比例配比，同时加入反应装置 中，并加入清水进行稀释，搅拌20～30min，制成溶液A备用；

2)将磷酸按照Ca+Mg/P＝1.15～1.35的摩尔比称量，倒入不锈钢容器中，稀释成浓度低于 45％的溶液B备用；

3)将溶液B缓慢滴定到溶液A中，使之反应均匀，反应后的溶液PH＝4.5～7.0，静置3～10 小时，得到MgCa₂(PO₄)₂和CaMg(HPO₄)₂的溶液C；

溶液A和溶液B之间具体反应方程式如下：

MgCO₃+Ca(OH)₂+H₃PO₄-→Ca₂Mg(PO₄)₂+H₂O+CO₂

MgCO₃+Ca(OH)₂+H₃PO₄-→CaMg(HPO₄)₂+H₂O+CO₂

4)对溶液C进行压滤并烘干，制得含水量小于10％的滤饼；

5)将滤饼在20～1260℃氧化焰下煅烧14～16小时，再在1260～1300℃弱还原焰煅烧保温 2～3小时，冷却后即得磷酸钙镁盐。

其中，步骤1)中优选氢氧化钙、碳酸镁按重量比Ca²⁺∶Mg²⁺＝7∶3比例配比。

步骤2)中磷酸与水按体积比1∶1～2进行稀释。

与现有技术相比，本发明的陶瓷用磷酸钙镁盐及其制备方法所具有的有益效果是：使用 本发明陶瓷用磷酸钙镁盐作为主要原料生产出的陶瓷产品，瓷釉表面细腻平整，釉色稳定， 无毒环保，适应性广。通过引入大量的氧化镁取代部分氧化钙，可使生产出的陶瓷产品通体 泛有淡蓝色的光泽，具有较高的半透明度，能充分利用光的折射原理，使陶瓷产品显示出蓝 中带白，白中泛蓝的优美色泽。镁元素含量越多，瓷器表面折射出的蓝色基调越深。陶瓷产 品釉面光润明亮不刺目，产品蓝中带白，白中泛蓝，犹如月色，且热稳定性好。

具体实施方式

实施例1

将Ca(OH)₂、MgCO₃按重量比Ca²⁺∶Mg²⁺＝7∶3比例配比混合，同时加入反应装置中， 并加入清水进行稀释，搅拌20～30min，制成溶液A备用；

将磷酸按照Ca+Mg/P＝1.15的摩尔比称量，与水按体积比1∶1.5倒入不锈钢容器中，稀释 成浓度为30％的溶液B备用；

将溶液B缓慢滴定到溶液A中，使之反应均匀，具体反应式为：

MgCO₃+Ca(OH)₂+H₃PO₄-→Ca₂Mg(PO₄)₂+H₂O+CO₂

MgCO₃+Ca(OH)₂+H₃PO₄-→CaMg(HPO₄)₂+H₂O+CO₂

反应后的溶液PH＝6，静置3～10小时，得到MgCa₂(PO₄)₂和CaMg(HPO₄)₂的溶液C， 对溶液C进行压滤并烘干，制得含水量小于10％的滤饼；

将滤饼在20～1260℃氧化焰下煅烧14～16小时，再在1260～1300℃弱还原焰煅烧保温2～3 小时，冷却后即得磷酸钙镁盐。

制作瓷器的使用方法如下：

将上述制备好的磷酸钙镁盐及各原料按照重量百分比：磷酸钙镁盐38％、长石10％、大 同土15％、龙岩20％、混合球土3％、黑泥6％、莱阳土4％、坊子土4％混合，加入球磨机， 球磨60～80小时，球磨细度≥87％，然后除铁、过筛、压滤，制得滤饼；

用真空练泥机把滤饼练成泥条，用滚压机压制成平盘，并在1250～1280℃的温度下素烧， 制得淡蓝色高档陶瓷素坯；

施釉，并在1100～1180℃的温度下二次烧成，通过高温化学反应，使色泽透过釉层折 射到产品表面，得到光润明亮如满月的淡蓝色高档陶瓷产品。

实施例2

将Ca(OH)₂、MgCO₃按重量比Ca²⁺∶Mg²⁺＝6∶4比例配比混合，同时加入反应装置中， 并加入清水进行稀释，搅拌20～30min，制成溶液A；

将磷酸按照Ca+Mg/P＝1.2的摩尔比称量，与水按体积比1∶2倒入不锈钢容器中，稀释成 浓度为25％溶液B；

将溶液B缓慢滴定到溶液A中，使之反应均匀，反应后的溶液PH＝7，静置3～10小时， 得到MgCa₂(PO₄)₂和CaMg(HPO₄)₂的溶液C，对溶液C进行压滤并烘干，制得含水量小于 10％的滤饼；

将滤饼在20～1260℃氧化焰下煅烧14～16小时，再在1260～1300℃弱还原焰煅烧保温2～3 小时，冷却后即得磷酸钙镁盐。

反应原理及使用方法同实施例1。

实施例3

将Ca(OH)₂、MgCO₃按重量比Ca²⁺∶Mg²⁺＝8∶2比例配比混合，同时加入反应装置中， 并加入清水进行稀释，搅拌20～30min，制成溶液A；

将磷酸按照Ca+Mg/P＝1.3的摩尔比称量，与水按体积比1∶1.75倒入不锈钢容器中，稀释 成浓度为35％溶液B；

将溶液B缓慢滴定到溶液A中，使之反应均匀，反应后的溶液PH＝5，静置3～10小时， 得到MgCa₂(PO₄)₂和CaMg(HPO₄)₂的溶液C，对溶液C进行压滤并烘干，制得含水量小于 10％的滤饼；

将滤饼在20～1260℃氧化焰下煅烧14～16小时，再在1260～1300℃弱还原焰煅烧保温2～3 小时，冷却后即得磷酸钙镁盐。

反应原理及使用方法同实施例1。

实施例4

将Ca(OH)₂、MgCO₃按重量比Ca²⁺∶Mg²⁺＝9∶1比例配比混合，同时加入反应装置中， 并加入清水进行稀释，搅拌20～30min，制成溶液A；

将磷酸按照Ca+Mg/P＝1.35的摩尔比称量，与水按体积比1∶1倒入不锈钢容器中，稀释成 浓度为40％溶液B；

将溶液B缓慢滴定到溶液A中，使之反应均匀，反应后的溶液PH＝4.5，静置3～10小时， 得到MgCa₂(PO₄)₂和CaMg(HPO₄)₂的溶液C，对溶液C进行压滤并烘干，制得含水量小于 10％的滤饼；

将滤饼在1260～1300℃氧化焰下煅烧14～16小时，再在1260～1300℃弱还原焰煅烧保温 2～3小时，冷却后即得磷酸钙镁盐。

反应原理及使用方法同实施例1。

实施例5

将Ca(OH)₂、MgCO₃按重量比Ca²⁺∶Mg²⁺＝7∶3比例配比混合，同时加入反应装置中， 并加入清水进行稀释，搅拌20～30min，制成溶液A；

将磷酸按照Ca+Mg/P＝1.25的摩尔比称量，与水按体积比1∶2倒入不锈钢容器中，稀释成 浓度为20％溶液B；

将溶液B缓慢滴定到溶液A中，使之反应均匀，反应后的溶液PH＝6.5，静置3～10小时， 得到MgCa₂(PO₄)₂和CaMg(HPO₄)₂的溶液C，对溶液C进行压滤并烘干，制得含水量小于 10％的滤饼；

将滤饼在20～1260℃氧化焰下煅烧14～16小时，再在1260～1300℃弱还原焰煅烧保温2～3 小时，冷却后即得磷酸钙镁盐。

反应原理及使用方法同实施例1。

实施例6

将Ca(OH)₂、MgCO₃按重量比Ca²⁺∶Mg²⁺＝8∶2比例配比混合，同时加入反应装置中， 并加入清水进行稀释，搅拌20～30min，制成溶液A；

将磷酸按照Ca+Mg/P＝1.25的摩尔比称量，与水按体积比1∶1.75倒入不锈钢容器中，稀 释成浓度为35％溶液B；

将溶液B缓慢滴定到溶液A中，使之反应均匀，反应后的溶液PH＝5.5，静置3～10小时， 得到MgCa₂(PO₄)₂和CaMg(HPO₄)₂的溶液C，对溶液C进行压滤并烘干，制得含水量小于 10％的滤饼；

将滤饼在氧20～1260℃化焰下煅烧14～16小时，再在1260～1300℃弱还原焰煅烧保温2～3 小时，冷却后即得磷酸钙镁盐。

反应原理及使用方法同实施例1。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟 悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施 例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何 简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。