[发明专利]不含硝酸盐环保型铸铁搪瓷高温底釉及制备方法

说明书

本发明公开了一种不含硝酸盐环保型铸铁搪瓷高温底釉及制备方法，它属于搪瓷技术领域，配方中各组份的质量份分别是：石英22‑26份，零水硼砂21‑23份，纯碱5.5‑8.0份，碳酸钾4‑5份，碳酸钡8‑9份，萤石7‑8份，钾长石21‑23份，碳酸镁1.2‑1.6份，氧化镍1.2‑1.4份，氧化铜0.5‑0.6份，氧化锰1.2‑1.4份，氧化钴0.5‑0.6份，氧化铝0.9‑1.0份。以上原料按上述比例混合均匀，在1290±10℃和纯氧条件下熔制而成，成品的烧成温度800‑820℃。该配方不含硝酸盐，从根本上解决了现有铸铁搪瓷高温底釉在生产过程中产生氮氧化物（NO_x）气体排放污染环境的重大技术难题。

技术领域

本发明属于搪瓷技术领域，具体涉及一种不含硝酸盐环保型铸铁搪瓷高温底釉及制备方法。

背景技术

搪瓷瓷釉主要由长石、石英等耐火原料和硼砂、硝酸钠、硝酸钾、纯碱等易熔化工原料以及有色金属氧化物等特征原料，按照一定比例配合，经高温熔融，急剧冷却成粒状或片状的硼硅酸盐玻璃体制备而成。

搪瓷釉中引入硝酸盐（硝酸钠、硝酸钾等）作为氧化剂和助熔剂已经是业内人士的共识，在传统搪瓷理论中是必不可少的搪瓷釉原料。到目前为止，还没有一种安全、无色、价格合理既有氧化性又有助熔性原料替代硝酸盐。长期以来的生产实践证明，硝酸盐（特别是碱金属硝酸盐）的确是搪瓷釉中必不可少的原料。

搪瓷瓷釉在高温熔制过程中，各原料之间进行着一系列复杂的物理化学反应。硝酸盐在搪瓷釉中的作用良好，但其在高温下会分解产生大量的氮氧化物，污染大气环境。氮氧化物超过国家排放标准40多倍，如果采用转炉生产，氮氧化物瞬间释放浓度超过国家标准几十万倍。众所周知，氮氧化物是空气中产生酸雨的主要因素，随着人们的环保意识增强，硝酸盐在搪瓷釉生产中释放的氮氧化物对环境的危害愈发引起各方高度的关注。

因此，氮氧化物达标排放、改善环境是企业刻不容缓的社会责任和社会经济发展的必然趋势，也是企业生存的必然选择。本申请人从2018年起就开始研究搪瓷釉料中去硝酸盐的用量，保证在不影响产品性能的前提下，尽可能不用或者少用硝酸盐，加上其它措施，使搪瓷瓷釉生产过程中的废气达标排放。

减少搪瓷瓷釉生产过程中氮氧化物的排放主要有三条技术路线：一是从源头去除或降低硝酸盐的使用，二是排除熔制过程中空气在高温状态下产生的氮氧化物，三是从治理设施上减少氮氧化物的排放，从而达到国家排放标准。

在此之前，也有在搪瓷瓷釉配方中单纯去掉硝酸盐的技术研究，但如果纯粹只是为了去硝酸盐而去硝酸盐，直接面临的结果是需要一定程度上牺牲产品的品质，这是因为对应的硝酸盐的助熔性和氧化性会没有得到相应的补充，即：一方面瓷釉配方中助熔剂减少了，直接影响瓷釉产品的瓷面平整性、流平性和膨胀系数；另一方面，由于硝酸盐具有氧化性，在瓷釉熔制过程中，去掉硝酸盐会导致瓷釉配方中的部分金属氧化物被还原，从而瓷釉发色以及密着性能会受到影响。

从助熔剂的角度考虑，以复合盐来替代硝酸盐作为瓷釉的原料配方，使用传统的熔制工艺进行熔制，有望使助熔效果得到替代。但是，去掉硝酸盐的使用会导致在瓷釉熔制过程中的氧化气氛减少，从而造成相应的金属氧化物部分被还原，这对瓷釉产品的色相和密着都会有影响。因此，去掉硝酸盐后，要保持瓷釉产品的原有性能，必须同时兼顾助熔效果和氧化效果的补充。

硝酸盐在搪瓷中的具体应用主要是硝酸钠和硝酸钾，在高温条件下，硝酸盐具有良好的氧化作用，从而能够确保在熔制过程中氧化物不被还原成单质，同时，常见的硝酸盐硝酸钠和硝酸钾在高温下分解后的产物Na₂O和K₂O具有很好的助熔作用。