Final Bao Cao MAU

GVGD: Ngô Văn Cờ Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

MỤC LỤC

Phần I GIỚI THIỆU VỀ MÀU SẮC 3

1. Phân loại 2. Bản chất vật lý của chất màu 33. Màu của vật thể được chiếu sáng 34. Các đại lượng đặc trưng cho cảm thụ màu sắc 45. Chất màu vô cơ 4

Phần II CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GỐM SỨ 5

1. Khái niệm và phân loại 52. Sơ đồ công nghệ sản xuất gốm sứ 63. Nguyên liệu sản xuất gốm sứ 74. Các công đoạn chính sản xuất gốm sứ 9

Phần III MEN DÙNG TRONG CÔNG NGHỆ GỐM SỨ 10

1. Khái niệm 102. Phân loại 103. Một số tính chất của men 114. Trang trí men bằng màu 12

Phần IV MÀU TRONG CÔNG NGHỆ GỐM SỨ 13

1. Khái niệm và phân loại màu dùng trong gốm sứ 132. Quy trình công nghệ sản xuất chất màu 153. Các yêu cầu cơ bản của màu gốm sứ 164. Sản xuất picmen và màu trên men 165. Sản xuất picmen và màu dưới men 22


Phần V MÁY VÀ THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ GỐM SỨ - MÀU 26

1. Danh mục thiết bị, máy móc được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp gốm sứ 26

2. Giới thiệu một số thiết bị 27

Phần VI MỘT SỐ CHẤT ĐỘC HẠI TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT GỐM SỨ 29

1) Các ngyên liệu cơ bản 292) Tính độc hại của bột màu vô cơ 30

3) Xu hướng nghiên cứu bột màu thế hệ mới, thân thiện với môi trường dựa trên cơ sở các nguyên tố đất hiếm 31

Phần VII Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TRONG QUÁ TRÌNH NUNG GỐM 33

Phần VIII TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG BẰNG VIỆC SỬ DỤNG LÒ ĐỐT 34

1) Quy trình nung đốt trong lò thủ công truyền thống 342) Quy trình nung đốt bằng lò gas con thoi 35

Phần IX TÀI LIỆU THAM KHẢO 36


I. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MÀU SẮC 1) PHÂN LOẠI

Màu vật thể chia làm 2 loại: màu hữu cơ và màu vô cơ

a) MÀU HỮU CƠ

Cấu tạo mạch nguyên tử C gồm liên kết đôi và đơn xen kẽ là đặc điểm quan trọng nhất đối với hợp chất hữu cơ có màu. Bời vì các mạch như vậy có xuất hiện hiệu ứng liên hợp san bằng các liên kết đôi và đơn.

Cơ chế xuất hiện màu: Khi ánh sáng đập vào phân tử thì phần năng lượng chính được dùng để chuyển electron từ mức cơ bản sang mức cao hơn làm cho xuất hiện màu sắc khác nhau tùy vào bước sóng ánh sáng

b) MÀU VÔ CƠ

Màu của đa số hợp chất vô cơ được quyết định bởi các bước chuyển electron và do đó bởi sự chuyển điện tích từ nguyên tử của nguyên tố này sang nguyên tử của nguyên tố khác

Cơ chế xuất hiện màu: Trạng thái electron trong phân tử , độ linh động và sự chuyển mức năng lượng của chúng khi có kích thích sang đã tạo nên khả năng xuất hiện màu.

2) BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA CHẤT MÀU

Màu sắc của vật thể ngoài việc phụ thuộc vào bản chất hóa học của chất màu, nó còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nữa như: bản chất của nguồn chiếu sáng, tính chất của bề mặt được chiếu sáng, chiều dạy lớp hấp thụ ánh sáng

3) MÀU CỦA VẬT THỂ ĐƯỢC CHIẾU SÁNG

Màu của vật thể mà ta quan sát được là kết quả của quá trình:

- Quá trình tương tác của dao động điện từ tạo ra tia sáng với phân tử của chất- Quá trình hấp thụ có chọn lọc ánh sáng của vật thể - Quá trình cảm thụ màu ở mắt

Trong đó quá trình thứ 2 có ý nghĩa quyết định tạo nên sự khác biệt về màu sắc của thế giới tự nhiên


4) CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CHO SỰ THỤ CẢM MÀU SẮC - Tông màu , sắc màu- Độ thuần sắc , độ bão hòa- Độ chói , độ sáng5) CHẤT MÀU VÔ CƠ

Khái niệm

Chất màu vô cơ là cụm từ dùng để chỉ một chất chứa các hạt nhỏ mà không thể hòa tan được trong dung dịch và có khả năng tạo màu , bảo vệ , hoặc có từ tính,…

Thành phần của chất màu vô cơ

Ngoại trừ một số ngoại lệ, pigment vô cơ thường là các oxid, các hợp chất sulfua, oxid hydroxid, silicat và carbonat và thường chứa 1 loại hạt duy nhất (vd: -Fe2O3) với cấu trúc mạng tinh thể

Tiêu chuẩn đánh giá

- Độ axid/kiềm- Độ bền- Cường độ màu- Chỉ số ăn mòn - Tỷ trọng - Độ phân tán - Độ ổn định nhiệt - Kích thước hạt- Diện tích bền mặt riêng- Độ bóng - Thể tích xếp chặt- Độ truyền suốt


II. CÔNG NGHỆ SẢN SUẤT GỐM SỨ1) KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠIa) Khái niệm

Gốm sứ là các vật liệu vô cơ với cấu trúc dị thể, thành phần khoáng và hóa khác nhau. Thành phần pha của vật liệu gốm sứ gồm pha đa tinh thể, pha thủy tinh và có thể có cả pha khí. Các sản phẩm gốm sẩn xuất trên cơ sở nguyên liệu dạng bột mịn, tạo hình rồi đem nung ở nhiệt độ cao.

b) Phân loại

Có nhiều cách phân loại khác nhau:

- Theo thành phần hóa học và thành phần pha: gốm sứ hệ Al2O3 – SiO2, hệ MgO – SiO2, hệ K2O – Al2O3 – SiO2…

- Theo độ xốp của vật liệu: vật liệu xốp sít đặc, kết khối…- Theo cấu trúc hạt vật liệu: gốm thô, gốm mịn…- Theo thành phần khoáng chính trong sẩn phẩm: gốm mulit, gốm corund…- Theo truyền thống hình thành: đất nung, sành, sứ…- Mục đích sử dụng: gốm sứ dân dụng, gốm sứ kỹ thuật


2) SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GỐM SỨa) Các phương pháp sản xuất gốm sứ

Hình 1: Các phương pháp sản xuất gốm sứ

Nguyên liệu

Nước

Nghiền trộn

Bể huyền phù

Rót vào khuôn

Mộc

Sấy

Tráng men

Nung

Sản phẩm

c)

Phương pháp đổ rót

Nguyên liệu

Nước

Nghiền trộn

Sấy phun

Ép tạo hình

Sấy

Tráng men

Nung

Sản phẩm

a)

Phương pháp ép bản khô

Nguyên liệu

Nước

Nghiền trộn

Lọc ép

Luyện đất

Ủ

Tạo hình

Sấy

Tráng men

Nung

Sản phẩm

b)

Phương pháp dẻo


b) Sơ đồ công nghệ chung

Hình 2: sơ đồ công nghệ chung


Quy trình sản xuất gốm sứĐất dẻo trước khi đưa vào tạo hình sẽ được đưa qua máy luyện và hút chân không lần

hai và được đùn ra với các kích thước có đường kính khác nhau tuỳ thuộc vào sản phẩm sản xuất.

Sau đó được đưa qua bàn cắt và đưa vào máy ép lăn, sản phẩm tạo hình được đưa qua buồng sấy.

Tiếp theo, sản phẩm được đưa qua các công đoạn: sửa, nung sơ (nhiệt độ nung là 700OC), chuốt hàng, trang trí sản phẩm, làm men, cắt chân, lò nung.

Sản phẩm ra lò sẽ được bộ phận kiểm tra chất lượng sản phẩm (KCS) phân loại chất lượng, mài chân, đóng gói trước khi đưa đi tiêu thụ.

3) NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT GỐM SỨa) Đất sét

Là tên chung chỉ nguyên liệu chứa các nhôm khoáng Alumo – Silicat ngậm nước có cấu trúc lớp với độ phân tán cao, trộn với nước có tính dẻo.

Đất sét cung cấp đồng thời Al2O3 và SiO2. Ngoài ra còn có lẫn: cát, đá vôi, tràng thạch, các tạp chất khác.

b) Nhóm nguyên liệu cung cấp SiO2

Cát là nguyên liệu chính cung cấp SiO2, Quăczit

c) Nguyên liệu cung cấp CaO

Đá vôi CaCO3: đây là thành phần quan trọng nhất của sản xuất xương gốm và men.

Đá hoa cương, Đôlômit

d) Tràng thạch

Là hợp chất của silicat – alumin, không chứa nước. Trong thành phần có Na2O, K2O, CaO

Trạch tràng là vật liệu gầy, không có tính dẻo, đóng vai trò là chất chảy trong mộc và men gốm sứ

e) Hoạt thạch

Là các silicat – magie ngậm nước có cấu trúc lớp Mg3(Si2O5)2(OH)2 hoặc 3MgO.4SiO2.H2O.


4) CÁC CÔNG ĐOẠN CHÍNH SẢN SUẤT GỐM SỨa) Nghiền trộn

Qua trình nghiền có tác dụng trộn, tránh sự kết tụ lại, làm tăng mức hoạt hóa bề mặt vật liệu và đồng nhất phối liệu do kết hợp trộn nghiền trong máy nghiền.

b) Chuẩn phối liệu vào sản phẩm

Yêu cầu cơ bản:

- Đạt độ chính xác cao về thành phần hóa học và tỉ lệ các loại cở hạt- Đạt độ đồng nhất về thành phần hóa, thành phần hạt, lượng nước tạo hình, chất điện

giải hay các loại phụ gia…trong phối liệu theo thời gian và vị trí khác nhau.

Có 3 phương pháp tạo hình cơ bản sau:

- Phương pháp ép bán khô- Phương pháp dẻo- Phương pháp đổ rótc) Sấy

Mục đích là loại bỏ nước liên kết hóa học hay nước liên kết hóa lí

Sau khi hình thành sản phẩm mộc phải sấy để loại nước. Có thể sấy tự nhiên hay sấy cưỡng bức với mục đích là loại nước sao cho nhanh nhất mà không làm biến dạng hay vỡ sản phẩm.

d) Tráng men

Các phương pháp tráng men:

- Dội men phia trong và phía ngoài sẩn phẩm.- Nhúng toàn bộ vật thể vào men.- Phun men.

Huyền phù men thường có các cấu tử giống như các cấu tử của xương gốm nhưng mịn hơn và chứa nhiều thành phần dễ chảy hơn.

Nhờ có độ xốp của bề mặt xương gốm, ở nhiệt độ cao men sẽ chảy láng trên bề mặt sản phẩm.

e) Nung


Là quá trình gia nhiệt cho sản phẩm gốm sứ với chế độ thích hợp, sau đó làm nguội với điều kiện thích hợp.

III. MEN DÙNG TRONG CÔNG NGHỆ GỐM SỨ1) KHÁI NIỆM

Men là một lớp thủy tinh( thủy tinh là chất vô cơ nóng chảy bị làm quá lạnh về trạng thái rắn mà không kết tinh) có chiều dày 0,15 – 0,4 phủ lên bề mặt xương gốm xứ. Lớp thủy tinh này hình thành trong quá trình nung và có thể có tác dụng làm cho bề mặt xương gốm sứ trở nên sít đặc, nhẵn bóng.

Về mặt ký thuật men là một phương pháp trang trí sản phẩm , do đó tăng giá trị sẩn phẩm

2) PHÂN LOẠIa) Phân loại theo thành phần

Men chì:

- Men chứa PbO và B2O3.- Men chứa PbO nhưng không chứa B2O3.

Men không chứa chì:

- Men chúa B2O3

- Men không chứa B2O3 có hàm lượng kềm cao.- Men không chứa B2O3 có hàm lượng kềm thấp.b) Phân loại theo cách sản xuất - Men sống : loại men đưa lên bề mặt xương gốm từ những nguyên liệu thô nghiền mịn

chưa được gia nhiệt.- Men chín ( Men frit): loại men nấu thành thủy tinh trước, nghiền mịn rồi đưa lên bề

mặt xương.- Men muối: được tao thành do các chất bay hơi bám trên bề mặt sản phẩm tạo thành

lớp men có hàm lượng kềm thấp.- Men tự tạo: phối liệu trong qua trình nung hình thành trên bề mặt sản phẩm một bề

mặt tương đối nhẵn bóng.c) Phân loại theo nhiệt độ nung- Men khó chảy: men này có nhiệt độ nóng chảy cao( 1250 -1450 0C), có độ nhớt lớn,

hàm lượng SiO2 cao và hàm lượng kềm thấp.- Men dễ chảy: men này có nhiệt độ nóng chảy cao( <1250 0C), có độ nhớt bé, hàm

lượng SiO2 thấp và hàm lượng kềm cao.


d) Phân loại theo cảm quan- Men trong: lớp men trong suốt có thể nhìn thấy xương gốm qua lớp men - Men không trong: lớp men không trong suốt, không nhìn thấy xương gốm qua lớp

men. Men không trong có thể do tác dụng tạo đục cuẩ những hạt keo.e) Phân loại theo cách nung

Công đoạn phủ men được thực hiện sau khi sấy hoặc nung non

- Nung một lần( có độ bền cơ học đủ lớn): sấy phủ men nung- Nung hai lần: Mộc nung lần 1 tráng men nung hoàn thiện f) Phân loại theo thẩm mỹ- Men chảy- Men rạn, men kết tinh, men sần, men co, men khử…3) MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA MENa) Độ nhớt

Men không có điểm nóng chảy xác định mà có sự thay đổi dần từ trạng thái dẻo quánh sang trạng thái chảy lỏng. Do vậy độ nhớt cũng thay đổi theo nhiệt độ, nhiệt độ tăng độ nhớt giảm và ngược lại. Độ nhớt của men phụ thuộc vào thuộc vào thành phần hóa của men.

Các oxit làm tăng độ nhớt của men là: SiO2, Al2O3, Cr2O3, MgO…

b) Sức căng bề mặt

Sức căng bề mặt lớn làm men khó chảy láng đều trên bề mặt, sức căng bề mặt nhỏ lại không đủ tạo bề măt bóng láng nên men bị hút vào xương mộc làm men bị sần và không bóng.

Sức căng bề mặt phụ thuộc vào thành phần và nhiệt độ.

c) Sự giản nở

Sự giản nở của men được biểu thị bằng sự giản nở của vật liệu khi nâng lên một độ gọi là hệ số giãn nở nhiệt..

Quá trình giãn nở nhiệt của men cũng tương tự như thủy tinh khi làm nguội dưới điểm chuyển hóa men sẽ đóng rắn, nên phải làm nguội hoàn toàn và hệ số giản nở phải tương đương với xương gốm.

Hệ số giản nở tăng hạn chế khả năng nứt men, hệ số giản nở men giảm hạn chế hiện tượng bong men.


d) Độ cứng của men

Là khả năng chịu lực cơ học mài xiếc hoặc ấn lún trên bề mặt của men

Phương pháp xác định độ lún:

- Khả năng chóng tác dụng vạch xước- Khả năng chóng ấn lún- Khả năng chóng bào mòne) Độ bền hóa an toàn thực phẩm

Khả năng chóng ăn mòn của men trước hêt là để đảm bảo độ bóng, giá trị mỹ phẩm trong quá trình sử dụng và bảo quản.

Trong men có một số yếu tố ảnh hưởng đến sức khỏe con người như: Pb, Cd, Bi, Ba, As… nên cần chú ý vấn đề môi trường ngay từ quá trình chuẩn bị phối liệu

Trong quá trình sản xuất vẫn dùng các chất trên tuy nhiên kỹ thuật frit hóa men thường dùng có thể chuyển các độc tố thành dạng hợp chất khó hòa tan, phân hủy trong vật liệu gốm và không được vượt qua giới hạn cho phép đối với sức khỏe con người

4) TRANG TRÍ MEN BẰNG MÀU

Màu sắc phụ thuộc vào thành phần, cấu trúc của chất tạo màu và chất chảy, cách thức trang trí.

a) Các phương pháp trang trí bề mặt gốm- Tạo men thủy tinh - Dùng chất màu- Tạo hình nỗi trên bề mặt meb) Kỹ thật đưa màu lên menc) Màu trên men- Lớp trang trí trên bề mặt men, trong nhiều trường hợp màu hơi chìm vào men- Màu được đưa lên men khi lớp men nền đã ổn định

Ưu điểm: các tông màu trên men phong phú và tươi hơn

Ba thành phần chính của bột màu: chất màu + chất chảy + phụ gia. Khác biệt chính giữa hai loại màu là chất chảy. với màu trên men chất chảy là thủy tinh hay frit chảy ở nhiệt độ thấp.

d) Màu dưới men


Lớp men nằm giữa xương và men và được lớp men bảo vệ chóng lại tác dụng hủy hoại cơ học, hóa học và môi trường.

Ba thành phần chính của bột màu: chất chảy + chất màu cơn bản + phụ gia. Chất lượng bột màu phụ thuộc chủ yếu vào màu cơ bản( pigment). Pigment được chế tạo bằng cách trộn các phối liệu theo tỷ lệ thích hợp, nghiền cho đủ độ mịn và đông nhất.

Để tăng độ bền lien kết giữa bột màu và xương mộc, phải dùng chất chảy và phụ gia tuy nhiên trong trường hợp này vai trò chất chảy không quan trọng.

Màu thủy tinh:

- Men có bản chất là thủy tinh màu- Đơn điệu và không thể trang trí những hình phức tạp

IV. MÀU TRONG CÔNG NGHỆ GỐM SỨ1) KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI MÀU DÙNG TRONG GỐM SỨa) Khái niệm

Chất màu cho gốm sứ chủ yếu thuộc hệ dung dịch rắn( picmen). Như vậy cấu trúc các chất màu là không hoàn chỉnh nghĩa là có sự biến dang về cấu trúc (do phân cực). Kết quả có sự sai lệch là thông số mạng lưới của tinh thể dẫn đến xuất hiện màu.

Các picmen thông thường là nguồn nguyên liệu cơ bản để chế tạo các chất màu gốm sứ. Các picmen thong thường là các aluminat hoặc các silicat thuộc loại spinel, vilemit, granat, corund… Các picmen được đặc trưng bởi khả năng tạo màu cao, bền vĩnh cửu với tác động hóa học, ánh sáng, các loại dầu mở và nhiệt độ cao.

b) Phân loại Theo vị trí trang trí màu và men- Màu trên men: chất màu + chất chảy + phụ gia- Màu dưới men: bột màu dưới men gồm: chất chảy + chất màu cơ bản + phụ gia- Màu trong men còn gọi là thủy tinh màu.

Sự khác biệt giữa hai loại này là chất chảy, chất chảy dùng cho màu trên men là thủy tinh hay frit chảy ở nhiệt độ thấp hơn.

Theo bản chất tạo màu- Chất tạo màu ion: các đơn oxit được trộn lẫn với men và tráng lên sản phẩm gốm sứ

sau sấy hoặc đã nung sơ bộ. Các ion thường gặp: Co2+ : tím xanh, Ni2+: tím, Cu2+: xanh đồng, Fe3+: nâu vàng…


- Chất tạo màu dạng keo: men được nhuộm màu bởi các tinh thể kim loại có kích thước hạt keo, màu sắc chất tạo màu phụ thuộc vào kích thước hạt keo. Các chất tạo màu dạng keo thường là: Au, Ag, Cu…

c) Các hệ nguyên tố cơ bản dùng trong sản xuất màu gốm sứ

MàuXanh Xanh lá

câyVàng Da cam Đỏ Tím Nâu Đen Trắng

Co-Al Co-Cr Pb-Sb Cd-Se-S

Cd-Se-S

Au-Al Fe-Cr-Zn Fe-Cr-Co SnO2

Co-Zn Co-Cr-Zn Pb-Sb-Sn PbCrO4 Fe-Cr-Mn Fe-Cr-Co-Ni ZrO2

Co-Si Co-Cr-Al Pb-Sb-Zn V-Pb Au-Al Cr-Sn Fe-Cr Fe-Cr-Co-Mn TiO2

Co-Al-Sn Co-Cr-Si Cr-Sn-Ca

NaF

Co-Al-Si Cr V-Sn Cr-Sn-Si

Fe-O Cr-Zn Cr-Cu Sb2O

Cr-Si V-Zn Sb2O5

Cr-Ca-F Sb-Ti-Cr Fe-O Fe-O PbMoO4

Cr-Br V Mn-P CeO2

V-Si Sb-Ti-Cr As2O3

V-Si-AlPbCrO4

BaCrO4

SrCrO4

ZnCrO4

Các hệ nguyên tố cơ bản dùng trong sản xuất màu gốm sứ


2) QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHẤT MÀUa) Công nghệ sản xuất chung

b) Quy trình chế tạo màu Trộn nghiền

- Oxit mang màu+Oxit tạo khoáng+Chất độn (oxyt hoặc muối kim loại mịn)

- Các phương pháp trộn khác nhau:

+ Nghiền với nước trong máy nghiền bi

+ Nung nóng chảy

MÀU GỐC

SẤY

RỬA

NGHIỀN

NUNG

NGHIỀN KHÔNGHIỀN TRỘN

CÂN

PHỐI LIỆU

CHẤT TRỘNOXIT TẠO KHOÁNGOXIT TẠO MÀU


+Lắng đọng từ dung dịch nước

+Tẩm ướt bằng dung dịch nước

- Dùng cách nghiền với đá cuội theo phương pháp nghiền khô hoặc nghiền ướt Nghiền

-Nghiền để tách khối ra

-Tỉ lệ giữ màu đem nghiền, nước và bi nghiền là 1:1

- Phần còn lại trên sàng 10.000 lỗ/cm2 là không vượt quá 0,2%

Rửa

- Giảm thiểu tối đa các muối hoặc acid ảnh hưởng tới màu

- Loại phần dư chưa phản ứng hoặc chất hòa tan

-Rửa bằng nước, acid hoặc bazơ

-Sấy khô, sàng tạo màu gốc

3) CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN CỦA MÀU GỐM SỨ

- Bền vững với tác động của nhiệt độ cao trong quá trình đưa màu lên sản phẩm gốm

- Không bị tác động hòa tan các chất nóng chảy, các loại men và chất chảy

- Dễ dàng phủ trang trí lên sản phẩm

- Có tính kinh tế

- Điều quan trọng nhất là phối hợp để thu nhận được tông màu cần thiết.

4) SẢN XUÁT CÁC PICMEN VÀ MÀU TRÊN MENa) Khái niệm và phân loại

Chất màu gốm sứ trên men là hỗn hợp picmen khoáng chịu nhiệt có chứa các thủy tinh dễ chảy ( chất trợ dung).

Theo nhiệt độ được chia thành 3 nhóm:

- Các màu nung ở nhiệt độ 775oC 15oC- Các màu nung ở nhiệt độ 805oC 15oC- Các màu nung ở nhiệt độ 815oC 15oC


Theo độ bền axit:

NhómĐộ bền axit ở nhiệt độ trong nhà sau khi nung

Nồng độ axit acetic, % Thờ gian, giờ

1 1 0.25

2 3 1

3 3 3

4 6 12

b) Chất trợ dung

Chất trợ dung sử dụng trong gốm sứ là các thủy tinh dễ chảy của chì, bo và chì-bo-kiềm.

Phân loại theo nhiệt độ nóng chảy và thành phần hóa học:

Nhóm chất trợ dung Nhiệt độ, °CBiên mềm, T1 Tạo thành giọt,

T2Chảy hỗn lọan,

T3

1. Silicat chì 420-455 560 – 600 700 - 8252. Silicat chì - bo 365 -450 460 – 545 590 - 6953. Silicat chì - bo – kiềm 435-690 550 – 780 715-950

Thành phần chất trợ dung cho các chất màu trên men:

Thành phần từ các chất trợ dung Màu của chất màu để sử dụng lọai chất trợ dung này

Na20 K20 ZnO PbO B203 Si02

1,00 - 1,25 Đen1,00 - 0,50 Đỏ1.00 0.50 0,25 Đỏ1,00 1,00 1,00 Đỏ1,00 0,50 0,50 Nâu1,00 - 0,25 Xanh1,00 - 1,50 Xanh


0,45 0,14 0,04 0,90 1,43 Xanh1,00 1,00 0.50 Xanh

_ 1,00 0.75 0,75 Xanh1,00 2,37 1,26 Đỏ tía

0,35 0,50 0.15 0,69 2,88 Đỏ tía0.60 0,10 0,30 2,50 0,70 Đỏ tía

1,00 - 1,00 Nâu1,00 1,50 1,00 Nâu

0,30 - 0,70 0,75 1,50 Nâu0,25 0,10 - 0,65 0,50 0,75 Nâu

_ 1,00 0,75 0,25 Tím1,00 2.50 1,25 Tím

c) Giới thiệu các chất màu trên men

Chất màu Cách điều chế

Các picmen và chất màu xanh da trời hợp chất côban, oxit nhôm,oxit kẽm và các loại phèn nhôm kali

Các pigment và chất màu xanh lá cây oxit đồng và oxit niken

oxit crom

Các picmen và chất màu vàng các oxit antimon, oxit uran, cromat chì và các pigment rutin.

Các picmen và chất màu đỏ oxit sắt và oxit vàng

PbCrO4 và hợp chất selen và cađimi.

Các picmen và chất màu nâu oxit sắt, kẽm mangan và crom

d) Xét cụ thể cho các picmen và chất màu xanh


Cơ sở của các pigment màu xanh là ion coban, nếu nằm ở cựa hóa trị 4 sẽ cho màu xanh, còn nằm ở cựa hóa trị 6 là màu gạch đỏ. Về thành phần picmen coban chia ra nhóm sil-icat và nhóm aluminat.

Các nguyên liệu cơ bản để sản xuất picmen màu xanh là oxit coban Co2O3 và cacbonat coban CoCO3. Đưa vào thành phần picmen 1 ít oxit kẽm ZnO, oxit nhôm Al2O3 và các oxit khác sẽ cho các tông màu xanh khác nhau.

Các picmen màu xanh cho ở bảng sau:

N0pig-ment

MàuThành phần, %

Nhiệt độ nung 0COxit

nhômOxit

cobanOxit kẽm

Axit Boric

Thạch anh

Fenspat

Cacbonat Kali

Nitrat Kali

Nhà máy chất màu Đu-lép

1Xanh sáng

53,77 8,7534,3

23,16 - - - -

1300-1350

2 Xanh - 25,0050,0

0- - - - -

1320-1350

3 Xanh - 14,2957,1

4- - - - -

1320-1350

Nhà máy gốm sứ kỹ nghệ Kiép

96Xanh sáng

49,87 2,0148,1

2- - - - -

1320-1350

97 Xanh - 14,2957,1

4- 28,57 - - -

1320-1350

98 Xanh - 25,00 34,2 - 25,00 15,80 - -1290-1300

99 Xanh 24,51 63,73 - - - - 11,76 -1290-1300

Nguồn tham khảo4 Xanh - 37,5 41,7 - 15,6 5,2 - - -5 Xanh - 22,7 36,4 - 27,2 9,1 - 4,6 13006 Xanh - 33,3 33,3 - 33,4 - - - 1300Công nghệ sản xuất picmen màu xanh như sau:

Các nguyên liệu được định lượng theo công thức yêu cầu, nạp vào máy nghiền bi và nghiền trong 48 giờ đạt được độ mịn và độ đồng nhất cao.

Sau khi nghiền, phối liệu được nạp vào chén samot và sấy trong là sấy trong khoảng 48 giờ đến 52 giờ ở nhiệt độ 80oC-90oC. Phối liệu sấy xong chuyển qua các chén samot mới. Bên trong các chén samot mới này được xoa một lớp oxit nhôm mỏng. Các chén samot được nạp đầy ¾ thể tích phối liệu cho từng chén và xếp vào lò nung.


Nung ở nhiệt độ 1320oC-1350oC trong khoảng thời gian 20-24 giờ khi nhiệt độ đạt 1300oC cần phải lưu ở nhiệt độ này trong thời gian 1-1,5 giờ để thu được picmen có màu đồng nhất.

Trong thời gian nung nhiệt độ cần phải nâng nhiệt từ từ (tới 960oC trong vòng 6-7 giờ), từ nhiệt độ 960oC tới nhiệt độ 1060oC trong vòng từ 4-5 giờ và từ nhiệt độ 1060oC-1350oC trong vòng 8 giờ.

Môi trường nung picmen này như sau: Tới nhiệt độ 960oC nung ở môi trường oxy hóa, trong khoảng nhiệt độ 960oC-1060oC nung trong môi trường oxy hóa mạnh, trong khoảng nhiệt độ 1300oC-1320oC trong mội trường khí trung tính và lưu từ 1,5-2 giờ ở nhiệt độ này. Kết thúc nung trong khoảng thời gian 1 giờ ở môi trường khử yếu.

Khi nhiệt độ trong lò đạt 1350oC thì kết thúc nung. Các picmen đã nung sau khi làm nguội lấy ra khỏi các chén nung, nghiền trong máy nghiền lăn và sau đó nghiền trong máy nghiền bi.

Sau khi nghiền, picmen được sấy trong lò sấy ở nhiệt độ 70oC-90oC và sàn qua 4000 lỗ/cm2. Để thu nhận các màu trên men, các picmen được trộn với các chất trợ dung tương ứng.

Các màu trên men được thu bằng cách nghiền phối hôp các chất màu đã chuẩn bị xong. Tỉ lệ định lượng các vật liệu, nước và bi được xác định qua thực nghiệm. Các vật liệu được định lượng theo công thức nạp vào máy nghiền bi và nghiền trong khoảng 7-8 ngày đêm để đạt được độ mịn không vượt quá 0.2% của phần còn lại trên sang 10.000 lỗ/cm2.

Sau khi kiểm tra màu, độ mịn và độ chảy, chất màu được đổ vào các chén samot sạch cho nhóm màu này và được sấy ở nhiệt độ 80-90oC cho tới hàm lượng chất ẩm màu không quá 0,3%. Chất màu sau khi sấy được sàng qua sàng N0 28-30 trong tủ hút và sau đó đóng gói bảo quản.

Minium Thạch anh Axit boric


Sản xuất màu lá cây sẫm N052

e) Các yêu cầu kỹ thuật đối với pigment và chất màu trên men- Màu phải phù hợp với màu chuẩn- Độ ẩm không lớn hơn 1%

Oxit coban Oxit crom

Trộn

Nung

Sấy

Nghiền

Rửa

Trộn

Rửa

Sấy

Picmen xanh lá N0 23

Nung

Sấy

Chất trợ dung N0 6

Trộn

Đập nhỏ

Nghiền

Rửa

Sấy

Sunfat kẽm Lưu huỳnh

Picmen xanh lá cây trên men N0 52


- Phần tồn tại trên sàng 10000/cm2 không lớn hơn 0,5%- Phản ứng kéo nước-trung tính.

Màu và tông màu được thể hiện trên sản phẩm bằng một lớp vừa phải và nung trong môi trường oxy hóa với nhiệ độ phù hợp và lưu ở nhiệt độ cuối cùng trong vòng 10-12 phút phải phù hợp với màu và tông chuẩn của nhà máy sản xuất. Chú ý:

- Lớp chất màu vừa phải là lớp của chất màu phủ lên kim loại- Tăng lớp màu phủ không cho phép nhưng giảm lớp màu cho phép trong giới hạn đảm

bảo màu và độ bong sau khi nung- Độ ẩm bột màu không quá 0,3%. Phần còn lại trên sàng 10.000 lỗ/cm2 không quá

0,02% nhiệt độ nung chất màu không vượt quá giới hạn cho phép của chất màu đỏ5) SẢN XUÁT CÁC PICMEN VÀ MÀU DƯỚI MENa) Khái niệm và phân loại

Các chất màu dưới men cho các sản phẩm gốm xốp là các hỗn hợp pigment với các nguyên liệu dễ cháy, trong đó dễ cháy nhất là fenspat hoặc các frit tương ứng.

Để chuẩn bị các chất màu dưới men chỉ sử dụng được một hoặc một số hợp chất hỗn hợp các oxit của kim loại mà khi nung không bị phân hủy, không tan trong men và không gây khuyết tật cho men, cũng như phải đảm bảo sau khi nung giữ được hình ảnh rõ nét nhất. Đối với oxit, sử dụng chủ yếu các oxit sau:

Oxit Màu

Oxit coban xanh và xanh da trời

Oxit niken nâu và tím

Oxit sắt màu vàng, đỏ và nâu

Oxit đồng xanh lá cây và xanh đen

Oxit mangan cho màu nâu, tím và hồng

Oxit uran vàng

Oxit crom xanh là cây và đỏ

Các chất màu dưới men cho gốm xốp thường nung ở nhiệt độ 1050oC-11500C (cho gốm mềm) cho tới nhiệt độ 11500C-12500C (cho gốm cứng). Các chất màu dưới men được phủ ngay lên mặt xương gốm xốp và sau đó phủ tiếp bằng lớp men.


b) Xét cụ thể cho các picmen và chất màu xanh lá

Nguyên liệu chính để sản xuất các pigment màu xanh là oxit coban và photphat coban

Để thu nhận được các tông và sắc thái màu khác nhau thường đưa thêm vào thành phần các pigment các chất như oxit crom, oxit nhôm, oxit niken, oxit magie, oxit kẽm.

Thành phần các picmen màu xanh như sau:

Xanh lá cây: Cr2O3

Xanh lá cây sáng: Cr2O3. 0,2 - 1A12O3

Xanh lá cây xám : Cr2O3. 0,05 - 1CoO

Xanh lá cây nâu: Cr2O3. 0,05 - 0,3 Fe2O3

Để thu được oxit crom từ anhydric crom thì nung anhydric crom tới nhiệt độ 200 0C, nó

phân hủy theo phương trình: 2CrO3 Cr2O3 +1,5O2

Sự phân hủy này thường có them chất phụ có mầu đen CrO3.nCr2O3 rất khó phân hủy khi nung. Để ngăn ngừa hiện tượng này thì anhydric crom đuộc nung ở nhiệt độ cao hơn và cho them vào các chất khử thì chất phu nối trên không hình thành.

Quá trình chuẩn bị oxit crom theo phương pháp này gồm nung anhydric crom, rửa, nghiền, rửa và sấy các picmen. Khi nung thì các chén nung được nạp đầy ¾ thể tích hạt mịn anhydric crom, trước khi nạp vào chén nung được tráng mỏng một lớp nhôm oxit.

Nung anhydric crom trong môi trường khử ở nhiệt độ 1300 0C trong 20 – 22 giờ. Cho tới 600 0C nung được nâng lên từ từ cho khỏi nứt chén nung tới 1250 0C cần giữ trong 1,5 – 2 giờ sau đó tăng lên 1300 0C và kết thúc nung. Picmen sau khi lấy ra khỏi chén nung cho vào bể để rửa. Rửa theo phương pháp gạn tới 8 – 10 lần sau đó cho vào máy nghiền bi để nghiền 2 giờ. Tiếp theo cho và rửa bằng máy ly tâm bằng nước nóng cho đến khi picmen được làm sạch tuyệt đối.


Thành phần, phần khối lượng

piemen

Màu

Oxit coban

Oxit niken

Oxit nhôm

Oxit kẽm

Oxit thiếc

photfat cabon

Cromat coban

OxitĐồng

Cao lanh

Cacbonat

magieAsen

Phèn amoni

Cacbonat coban

Hy-droxit nhom

Nitrat kali

Fens pat

Nhiệt độ

nung.°C

1 Xanh da trời

- 39,6 15.8 - - 39,6 - - - 5,0 - - - - - -

2 Xanh sáng - - 53.8 37,2 - 9,0 - - - - - - - - - - 12303 Xanh sáng - 38,3 33,1 22,7 - 5.9 - - - - - - - - - - 12304 Xanh 32,5 - - - - - - - 67.5 - - - - - -5 Xanh - - 48,5 19,1 - 32.4 - - - - - - - - - - 12306 Xanh - - 42,4 29.2 - 28,4 - - - - - - - - - -7 Xanh 7,5 - 61,0 31,5 - - - - - - - - - - 9008 Xanh sẩm - - 1,3 - - - - - - 89,7 9,0 - - - 9009 Xanh sẩm 20,0 - - - - - - - - - - 70,0 10,0 - 90010 Xanh sẩm - - 36,0 - - 64,0 - - - - - - - - - -11 Xanh sẩm 44.6 - 55,4 - - - - - - - - - - - - - 123012 Xanh sẩm - - 16,1 3,2 - 80,7 - - - - - - - - - - -13 Xanh xám

sẩm50.0 50,0 - - - - - - - - - - - - - 1230

14 Xanh tím 30,9 - 37,9 - - - - - - 31,2 - - - - - - -15 Xanh 27,0 - 29,2 14,6 - - - - - - - - - - 29,2 -16 Xanh nhạt -

-- 55.7 - - 44.3 - - - - - - - -- 900

17 Xanh nhạt 13,6 - 55,4 31,0 - - - - - - - - - - - - -

Các picmen màu xanh cho chất màu dưới men


Quy trình sản xuất picmen màu xanh lá cây

Oxyt nhôm Cromat Lưu huỳnh Oxyt kẽm Oxyt coban Thạch anh mịn

Cao lanh

Trộn

Nung

Đập nhỏ

Sàng

Rửa

Nghiền

Rửa

Sấy

Sàng

Chất màu xanh lá cây


c) Các yêu cầu kỹ thuật đối với pigment và chất màu dưới men- Màu và tông các chất màu dưới men được nung lại lần hai trong môi trường oxy hóa

phải phù hợp với màu và tông màu theo mẫu cho trước.- Độ ẩm bột chất màu không vượt quá 0,3%- Phần còn lại trên sàng 10,000 lỗ/cm2 không quá 0,2%- Phản ứng kéo nước của chất màu là trung tính- Màu phải chịu nhiệt độ 11600C-11800C

V. MÁY VÀ THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ GỐM SỨ - MÀU 1) Danh mục thiết bị, máy móc được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp

gốm sứ

STT Tên thiết bị ,máy móc STT Tên thiết bị ,máy móc

1 Máy nghiền bi nước 13 Máy nén khí

2 Máy khuấy huyền phù 14 Máy tạo mẫu khuôn

3 Máy sàng rung 15 Máy lau chân sản phẩm

4 Máy khử từ 16 Hệ thống lò nung

5 Máy ép khung bản 17 Đồng hồ đo nhiệt độ

6 Máy luyện hút chân không 18 Đồng hồ đo áp xuất

7 Máy nghiền búa 19 Hệ thống buồng sấy

8 Máy chống lắng 20 Quạt khói

9 Máy tạo hình ép dẻo 21 Tủ điều khiển buồng sấy

10 Máy tạo hình ép lăn 22 Máy mài chân sản phẩm

11 Máy tạo hình rót áp lực 23 Máy cắt bìa đóng hộp SP

12 Bàn sửa máy & thủ công


2) Giới thiệu một số thiết bị a) Bể chứa

Hòa tan các chất rắn trong nước, trộn hai hay nhiều dung dịch với mục đích thu được các cặn lắng động hoặc rửa các loại picmen cũng như chất màu.

Bể khuấy chân vịt

b) Máy nghiền trục con lăn

Các con lăn là đá granit được kết khối với nhau. Con lăn chuyển động được nhờ trục đứng nối trực tiếp hai bánh răng hình côn với trục ngang có gắn puli.

Vật liệu được cấp vào dưới các con lăn, nguyên liệu tiến đến con lăn và bị tán nhỏ bằng sức nặng và sự chà sát của con lăn

c) Lò nung quay

Ưu điểm: độ đồng đề cao, tốn ít thời gian, tốn ít nhiên liệu, vận hành đơn giản…

d) Máy nghiền bi


Để nghiền mịn các chất trợ dung, picmen màu và các loại vật liệu khác thường dùng máy nghiền bi.

e) Máy li tâm

Đẻ khử nước và rửa các loại picmen và màu gốm sử dụng máy li tâm

f) Sàng

Để phân loại các picmen và tạo màu có độ mịn cao dùng sang, cải tiến người ta dùng sàng rung.

Sàng Sàng rung

VI. MỘT SỐ CHẤT ĐỘC HẠI TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT GỐM SỨ1) Các ngyên liệu cơ bản


Silic oxit (SiO2): nói chung, silic oxit là nguyên liệu nguy hiểm nhất vì nó hiện diện trong hầu hết các nguyên liệu và trong bụi đất

Tan (steatit): có công thức gốm thay đổi từ 3 MgO4.4SiO2. H2O đến MgO3. SiO2. H2O. đây là một dạng Silicat của mage

Sắt oxit: Trong ngành gốm, ngoài đất sét trắng, người ta còn dùng đất sét đỏ chứa khoảng 9% sắt oxit

Chì: hầu hết tất cả các hợp chất chì đều là chất độc

Bari cacbonat (BaCO3) là nguồn thông dụng của ba ri trong ngành

Cađmi oxit (CdO): bụi kim loại này có thể xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp hay tiêu hóa

Hợp chất Crôm: Kali bicromat (K2Cr2O7) và axit cromic (H2CrO4) đã được biết là chất độc

Mangan đioxit (MnO2): bụi man gan nguy hiểm hơn người ta tưởng.

Đồng: rất hiếm liên quan đến sự gây độc và chỉ có đồng sunfat và xanh đồng (gỉ đồng) được xem nguy hiểm.

Niken: Do tiếp xúc với Niken gây ra bệnh lở da, gọng kính mắt, đồng hồ đeo tay bằng niken cũng có thể gây ra bệnh lở da

Coban: là một nguyên tố vi lượng trong cơ thể, nhưng quá liều có thể gây ra sự kích thích và dị ứng.

Sắt clorua: không gây chết người nhưng gây ra trạng thái nôn nao khó chịu ở bao tử và làm biến màu vĩnh viễn mô da.

Sắt cromat: có thể gây ra viêm phổi và liên quan đến chứng ung thư phổi.Kẽm oxit: có thể độc hại nếu qua đường tiêu hóa và gây ra bệnh tạm thời. Nhưng nhiều

báo cáo gần đây cho rằng kẽm oxit có sự nhiễm chì hay thủy ngân.Thiếc oxit: gây ra chất màu trắng trong phổi và sự kết khối hạch nhưng rất hiếm. Thông

thường, chức năng phổi bình thường, chỉ hơi ho và thở không sâu.Nhôm oxit: gây ra bệnh khí thủng phổi (ảnh hưởng đến phổi và khó thở).Lithi: dùng trong y học để điều chế thuốc giảm đau thần kinh-quá liều có thể làm thương

tổn tủy xương và có triệu chứng tương tự như thiếu máu và bệnh bạch cầu.Borac, axit boric và natri peborat: tất cả đều độc.


Khí clo: là một trong các khí bị thải ra trong lò nung men muối.

Frit: frit là một phương pháp làm cho nguyên liệu thô, nguyên liệu có tính độc hay hòa tan thành nguyên liệu không độc và không hòa tan bằng cách nung chảy hỗn hợp trong lò frit

2) Tính độc hại của bột màu vô cơ

Tuy nhiên đa số chất màu vô cơ cho các ứng dụng trên đều có nguồn gốc từ các kim loại độc hại như cadmium, chì, chrom hoặc cobalt… Những nguyên tố này không chỉ độc hại với sức khỏe con người mà còn gây ô nhiễm môi trường đáng kể

Bột màu có chứa chì hoặc asen từ lâu đã được công nhận là nguy hiểm. Nhóm này bao gồm màu trắng hoặc Cremnitz vảy trắng (làm bằng cacbonat chì), Naples vàng (từ các bột màu chì antimoniate), các màu vàng chrome (làm bằng chromate chì), chrome xanh (làm bằng hỗn hợp có chứa chromat chì), (tím cobalt khi nó chứa cobalt) asenat và xanh như Schweinfurt xanh lá cây, xanh ngọc lục, xanh Paul Veronese hoặc xanh Paris (màu xanh được làm từ hợp chất của asenic như là đồng acetoarsenite).

Từ năm 1975 nhiều báo cáo đã kêu gọi chú ý đến những tác động nguy hiểm có thể có của các bột màu có chứa cadmium, chromium, manganese, và thủy ngân. Những màu này bao gồm các màu đỏ cadmium, vàng cadmium, cam cadmium, chrom xanh và oxit chrom màu đục, manganese xanh, tím manganese, phẩm màu nâu đen cháy thô, và màu đỏ son (thủy ngân sulfide). Khi kẽm, chì, hoặc cadmium kim loại được đun nóng ở nhiệt độ cao, hơi của nó bay ra có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe nếu liên tục hít phải hơi đó

Bột màu xanh Schweinfurt và Bột màu chrome vàng

Nhiều người cảm thấy việc tiếp xúc với các chất màu độc hại với số lượng nhỏ như vậy sẽ không có nguy hiểm cho sức khỏe của họ. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải hiểu


rằng liều lượng nhỏ các chất độc hại có thể tích tụ lại gây ảnh hưởng tới sức khỏe của con người thường xuyên tiếp xúc với nó về sau.

Cơ thể có thể loại bỏ chất độc, nhưng cần một thời gian dài để quá trình loại bỏ được hoàn thành. Nếu vật liệu độc hại được hấp thu với tốc độ nhanh hơn nó có thể bài tiết, sự tích lũy đó có thể gây bệnh nghiêm trọng tùy theo tuổi tác, hoặc tình trạng cơ thể hay yếu tố khác như việc sử dụng thuốc lá, uống rượu… Do đó, những bột màu chứa các kim loại nặng cần phải được loại bỏ hoặc hạn chế sử dụng trong công nghiệp.

3) Xu hướng nghiên cứu bột màu thế hệ mới, thân thiện với môi trường dựa trên cơ sở các nguyên tố đất hiếm

Phần lớn những bột màu vô cơ truyền thống đều chứa các thành phần kim loại nặng như cadmium, chì, chrom, selenium hay cobalt… Vì vậy, xu hướng nghiên cứu tổng hợp bột màu thân thiện với môi trường để thay thế các loại bột màu có chứa các nguyên tố độc hại ngày càng trở nên cần thiết và thu hút sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học trên thế giới.

Gần đây, các nguyên tố đất hiếm như Scandium, Yttrium, Lanthanum, Cerium, Praseodymium được nhận thấy có thể tạo ra các bột màu thân thiện với môi trường, không độc hại hoặc ít độc hại hơn so với các bột màu vô cơ truyền thống Nhờ vào cấu trúc điện tử đặc biệt với các orbital f chỉ được điền điện tử một phần, các nguyên tố đất hiếm này sỡ hữu các tính chất từ và quang học đặc biệt

Các nguyên tố đất hiếm

Praseodymium vàng (ZrSiO4/Pr) được nhận thấy là một trong những bột màu vô cơ cho màu vàng rất đẹp, thân thiện với môi trường và bền nhiệt, có thể sử dụng trong chế tạo cao su, thủy tinh, gốm sứ…. Tuy nhiên, quá trình điều chế bột màu này cần phải được tiến hành ở nhiệt độ cao (trên 1000°C) và vì vậy, kéo theo sự phát triển kích thước tinh thể hạt


màu. Điều này làm cho praseodymium vàng khó phân tán tốt trong các môi trường phân tán như sơn, mực…

Praseodymium vàng( ZrSiO4/Pr)

Ngược lại, có rất nhiều phương pháp để điều chế CeO2 và những bột màu liên quan ở kích thước hạt nhỏ . Các bột màu xuất phát từ oxit CeO2 có độ bền nhiệt và hóa học rất cao. Người ta hy vọng có thể điều khiển màu sắc của CeO2 bằng cách doping các nguyên tố khác vào cấu trúc mạng của oxit này, do cơ chế tạo màu của CeO2 dựa trên việc chuyển dời điện tích từ O 2p đến Ce 4f trong cấu trúc điện từ của CeO2. Cấu trúc này có thể bị thay đổi bằng cách tạo ra một mức năng lượng trung gian ở giữa O 2p và Ce 4f, từ đó ảnh hưởng lên màu sắc của bột màu.

Những nghiên cứu gần đây đều cho rằng cường độ màu sắc mạnh mẽ của các vật liệu dựa trên nguyên tố đất hiếm dường như xuất phát từ tương tác trao đổi điện tích giữa những thành phần cho và nhận điện tử, trong đó, nguyên tử kim loại đóng vai trò là tiểu phân nhận điện tử.

Như vậy, việc thêm các ion kim loại doping vào cấu trúc oxit của các nguyên tố đất hiếm hoặc doping các nguyên tố đất hiếm vào cấu trúc khung mạng của các oxit kim loại chuyển tiếp sẽ cho phép điều chỉnh band gap của vật liệu, từ đó điều chỉnh màu sắc theo ý muốn.

Ý tưởng này đã mở ra một hướng nghiên cứu mới: nghiên cứu các bột màu oxit kết hợp giữa oxit nguyên tố đất hiếm và oxit kim loại chuyển tiếp (RExTM)Oy (RE: nguyên tố đất hiếm và TM: kim loại chuyển tiếp).

VII. Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TRONG QUÁ TRÌNH NUNG GỐM


Vật liệu đốt chính là than, thời gian nung gốm kéo dài từ 3 - 5 ngày nên các lò phải hoạt động liên tục hết công suất gây ô nhiễm môi trường trầm trọng. Chưa dừng lại ở đó, lò hộp còn thải chất rắn công nghiệp tàn phá cây xanh, công trình xây dựng, trở thành một trong những tác nhân chính làm gia tăng các bệnh về ung thư và đường hô hấp.

So sánh mức chi phí năng lượng và phát thải CO2/1.000 sản phẩm gốm sứ( năm 2005)

So sánh mức chi phí năng lượng và phát thải khí CO2 theo công nghệ( năm 2005)

VIII. TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG BẰNG VIỆC SỬ DỤNG LÒ ĐỐT

http://www.ecsme.com.vn/mfiles/2010/01/417_image022.gif


Công đoạn chế tạo tổng hợp, bán thành phẩm chiếm dưới 0,5% và công đoạn sấy nung than củi, ga chiếm 45% năng lượng tiêu thụ trong tổng giá thành sản phẩm và làm ảnh hưởng môi trường rất nặng nề.

Sử dụng lò đốt than, nhiệt lượng cháy từ dưới lên gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng do khí thải CO, CO2 và chất thải rắn.

Chuyển từ đốt lò than truyền thống sang sử dụng lò ga bông gốm (lò con thoi). Đây thực sự là bước đột phá công nghệ vừa tiết kiệm năng lượng (TKNL) và giảm ô nhiễm môi trường.

1) Quy trình nung đốt trong lò thủ công truyền thống

Quá trình chuẩn bị:

Sản phẩm trước khi nung được đặt vào trong các bao nung bằng Samốt. Khi xếp vào trong lò, nhiên liệu than và bao nung sản phẩm được xếp xen kẽ.Trong quá trình nung đốt, người thợ không điều khiển được nhiệt lượng cung cấp cho lò nung.

Nhiên liệu chủ yếu là loại than cám số 5, 6 hoặc củi

Quá trình nung đốt gồm 3 giai đoạn:Giai đoạn sấy: Trước khi nung, sản phẩm được sấy từ 1 đến 3 giờ. Mục đích của quá

trình sấy là giảm độ ẩm trong sản phẩm nung, nhiệt độ sấy thường vào khoảng 200OC.Giai đoạn nung (nhiệt độ từ 200 – 1.200OC): Sau giai đoạn sấy, nhiên liệu được đưa

thêm vào buồng đốt và đốt trong khoảng thời gian từ 10 – 12 giờ. Quá trình cháy trong lò là một quá trình tự nhiên, nhiệt độ nung phụ thuộc vào chất lượng than cám, cách phối liệu, đấu chế và số lượng than chồng vào lò.

Giai đoạn làm nguội: Quá trình làm nguội là một quá trình tự nhiên, thời gian từ khi chồng lò đến khi ra lò phải mất từ 4 - 5 ngày tuỳ theo sản phẩm nung đốt lớn hay nhỏ. Những hạn chế của lò thủ công truyền thống đốt than:

Công việc xếp sản phẩm vào lò và ra lò rất nặng nhọc, tốn nhiều lao động. Suất tiêu hao nhiên liệu cao. Tỷ lệ thu hồi sản phẩm thấp. Chất lượng sản phẩm không cao. Chỉ nung được trong môi trường oxy hoá, không nung được trong môi trường khử.

Không điều chỉnh được nhiệt độ theo ý muốn trong quá trình nung. Hàm lượng tro thải lớn từ 33 - 40%. Gây ô nhiễm môi trường do phát thải nhiều loại khí thải trong quá trình nung như khí CO, CO2, SO2.


2) Quy trình nung đốt bằng lò gas con thoi

Nhiên liệu của lò gas con thoi: là gas hoá lỏng LPG gồm 2 loại chính là butan 50% C4H10 và propan 50% C3H8; nhiệt lượng 11.827 kcal/kg.Quy trình vận hành lò gas con thoi:

Công đoạn chồng xếp lò theo trình tự: từng lớp sản phẩm trên mặt xe, lớp nọ cách lớp kia bằng các cục kê giữa các tấm kê, sản phẩm được xếp ở dạng như các giá hàng.

Sau khi kiểm tra an toàn, bắt đầu châm lửa một số bép phun để dấm sấy, khoảng 2 - 3 giờ hoặc dài hơn tuỳ theo sản phẩm dày mỏng.

Khi đạt được nhiệt độ sấy như yêu cầu thì châm lửa toàn bộ bép và điều chỉnh áp theo quy định từng giai đoạn.Ưu điểm: cho sản phẩm đạt chất lượng cao và đồng đều, tỷ lệ thành phẩm cao, tiết kiệm năng lượng Bước đột phá công nghệ làm giảm tiêu hao nhiên liệu trên 30%, rút ngắn thời gian từ 20 - 24% so với công nghệ cũ. Chất lượng sản phẩm nung cao, ổn định, thu hồi 98 -99% sản phẩm, trong khi đó, giá thành đầu tư ban đầu chỉ khoảng 50% so với giá lò nhập ngoại.

IX. TÀI LIỆU THAM KHẢO


[1] Công nghệ sản xuất chất màu gốm sứ - T.S Lê Văn Thanh &K.S Nguyễn Minh Phương [2] Luân văn tốt nghiệp đại học “NGHIÊN CỨU MÀU TRONG CÔNG NGHỆ GỐM SỨ” – Trần Tiến Luật[3] Luân văn tốt nghiệp đại học “NGHIÊN CỨU MÀU TRANG TRÍ GỐM SỨ HỆ Al2O3 – NiO” – Quách Thị Thanh Mai[4] Tiểu luận chuyên ngành “ Sản xuất chất màu gốm sứ” – Hứa hứu cảnh, Nguyễn hữu bích, Phạm ngọc quỳnh trâm[5] CNSX chất màu vô cơ – Ngô Văn Cờ & Huỳnh kỳ phương Hạ

Final Bao Cao MAU

Documents

Transcript of Final Bao Cao MAU