一种合成蓝铜矿矿物颜料的方法技术

本发明专利技术提供了一种合成蓝铜矿矿物颜料的方法，包括以下步骤：S1、将可溶性铜盐与含酸根物质在水中反应，生成含二氧化碳气体和孔雀石沉淀的反应液；所述含酸根物质为碳酸盐和碳酸氢盐中的至少一种；S2、将所述反应液在上述体系内，温度控制在15℃以下静置陈化(或者加入干冰在密闭体系中进行静置陈化)，然后经分散处理，得到第一悬浊液；S3、将所述第一悬浊液依次经沉降处理、固液分离、水洗和干燥，得到蓝铜矿矿物颜料。本发明专利技术利用化学方法合成蓝铜矿矿物颜料，能使蓝铜矿颜料标准化生产。所合成的蓝铜矿矿物颜料具有天然蓝铜矿颜料相同的理化性质，而且相较于天然蓝铜矿颜料杂质更少，纯度更高，为规模化生产、满足社会需求奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
一种合成蓝铜矿矿物颜料的方法
本专利技术涉及颜料的制备
，具体地，涉及一种合成蓝铜矿矿物颜料的方法，即蓝铜矿颜料的化学合成方法。
技术介绍
无机矿物颜料具有鲜艳的颜色、稳定的化学性质和耐候性，这使得其一直是绘画、彩塑、古建筑彩绘等艺术品和文物修复用颜料的首选。其中，蓝铜矿颜料是国画、壁画、油画等所用蓝色颜料中最常用的矿物颜料，中国古称“石青”。蓝铜矿是一种碱性铜碳酸盐矿物，是原生硫化铜矿在特殊条件下长期风化作用形成的表生矿物，它既是一种炼铜的原料，也是矿物颜料的原料。天然蓝铜矿颜料是蓝铜矿矿石经过破碎、除杂、研磨、水力分级沉降等一系列工序制作而成。目前，市售的蓝铜矿颜料主要是天然蓝铜矿通过传统工艺加工而来，而国内外关于合成蓝铜矿颜料的报道寥寥无几。然而，传统方法制备蓝铜矿颜料的步骤繁杂，批次间重复性差，产品性能不统一。而且由于长期开采，优质的天然蓝铜矿成为了稀缺资源，价格越来越高，有时候不得不用其它蓝色颜料，甚至有机合成蓝色颜料来代替，导致绘画作品难以长时间保存，也不符合文物修复的基本原则。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种合成蓝铜矿矿物颜料的方法，本专利技术利用化学方法合成蓝铜矿矿物颜料，能使蓝铜矿颜料标准化生产。所合成的蓝铜矿矿物颜料具有天然蓝铜矿颜料相同的理化性质，而且相较于天然蓝铜矿颜料杂质更少，纯度更高，为规模化生产、满足社会需求奠定基础。本专利技术提供一种合成蓝铜矿矿物颜料的方法，包括以下步骤：S1、将可溶性铜盐与含酸根物质在水中反应，生成含二氧化碳气体和孔雀石沉淀的反应液；所述含酸根物质为碳酸盐和碳酸氢盐中的至少一种；S2、将所述反应液在上述体系内，温度控制在15℃以下静置陈化，然后经分散处理，得到第一悬浊液；S3、将所述第一悬浊液依次经沉降处理、固液分离、水洗和干燥，得到蓝铜矿矿物颜料。或者，所述合成蓝铜矿矿物颜料的方法包括以下步骤：S1、将可溶性铜盐与含酸根物质在水中反应，生成含二氧化碳气体和孔雀石沉淀的反应液；所述含酸根物质为碳酸盐和碳酸氢盐中的至少一种；S2、在所述反应液中加入干冰，在密闭体系内静置陈化，然后经分散处理，得到第一悬浊液；S3、将所述第一悬浊液依次经沉降处理、固液分离、水洗和干燥，得到蓝铜矿矿物颜料。优选地，所述步骤S1中，采用一定浓度的硝酸铜水溶液进行反应，所述硝酸铜水溶液的浓度为0.1-1mol/L。优选地，所述步骤S1中，所述含酸根物质为碳酸钙，与硝酸铜的摩尔数相同。具体地，所述步骤S1中，可选择在开放体系或在密闭体系内进行反应；或者在静置陈化过程中加入CO2，以便形成有利于合成蓝铜矿所需的高CO2分压环境，加快反应速度，提高成品率，获得更好品质的产物。无论开放体系还是密闭体系，所述静置陈化温度应保持在15℃以下，但如果在该过程中加入CO2，反应可以在常温(25℃)下进行。优选地，所述步骤S1中，将反应体系内的反应物在间隔式搅拌条件下至反应完成，搅拌间隔时间不超过30分钟，间隔式搅拌总计5-10小时。优选地，所述步骤S2中，静置陈化24小时后，通过超声分散1-10分钟，得到第一悬浊液。优选地，所述步骤S3中，固液分离后收集得到第一沉淀物，将所述第一沉淀物进行多次水洗，于60-100℃干燥，得到蓝铜矿矿物颜料。优选地，所述方法还包括：S4、将干燥后的沉淀物作为原料重复进行步骤S1、S2、S3，得到精制的蓝铜矿矿物颜料。优选地，经过三次重复优化，所述精制的蓝铜矿矿物颜料的颗粒尺寸为20-35μm；并且，中位径(D50)比原料提高了至少30％，细端粒径(D10)比原料提高了至少200％。与现有技术相比，本专利技术提供了一种蓝铜矿颜料的化学合成方法，采用可溶性铜盐与碳酸盐或碳酸氢盐反应，发生复分解反应和双水解反应，首先生成孔雀石成分并释放CO2气体，然后在一定温度条件或加入干冰，使孔雀石完全转化为蓝铜矿成分，最后经过处理，制得蓝铜矿颜料。本专利技术首创化学沉淀合成蓝铜矿颜料，该方法工艺简单，原料易得，成本低廉。其中，反应副产物可用去离子水洗去，产品纯净度高，几乎不含任何杂质。本专利技术有效的解决了传统工艺步骤繁杂，批次间重复性差，产品性能不统一等缺点。本专利技术还可通过对次品(粒径未达标的细颗粒产物)优化处理，增强产品品质，提高资源利用效率。本专利技术合成的蓝铜矿矿物颜料具有天然蓝铜矿颜料相同的理化性质，而且相较于天然蓝铜矿颜料杂质更少，纯度更高，若规模化生产，能满足艺术界和文物修复界对天然蓝铜矿颜料的需求，解决天然蓝铜矿资源日趋匮乏的问题，且价格也要低于用天然蓝铜矿制作的颜料。附图说明图1是本专利技术一些实施例合成蓝铜矿颜料的流程示意图；图2是实施例1所合成的蓝铜矿颜料的照片和检测结果；图3是实施例2所合成的蓝铜矿颜料的照片和检测结果；图4是实施例3所合成的蓝铜矿颜料的照片和检测结果；图5是实施例4所合成的蓝铜矿颜料的照片和检测结果。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种合成蓝铜矿矿物颜料的方法，包括以下步骤：S1、将可溶性铜盐与含酸根物质在水中反应，生成含二氧化碳气体和孔雀石沉淀的反应液；所述含酸根物质为碳酸盐和碳酸氢盐中的至少一种；S2、将所述反应液在上述体系内，温度控制在15℃以下静置陈化，然后经分散处理，得到第一悬浊液；S3、将所述第一悬浊液依次经沉降处理、固液分离、水洗和干燥，得到蓝铜矿矿物颜料。或者，所述合成蓝铜矿矿物颜料的方法包括以下步骤：S1、将可溶性铜盐与含酸根物质在水中反应，生成含二氧化碳气体和孔雀石沉淀的反应液；所述含酸根物质为碳酸盐和碳酸氢盐中的至少一种；S2、在所述反应液中加入干冰，在密闭体系内静置陈化，然后经分散处理，得到第一悬浊液；S3、将所述第一悬浊液依次经沉降处理、固液分离、水洗和干燥，得到蓝铜矿矿物颜料。本专利技术提供的合成方法能使蓝铜矿颜料标准化生产，所合成的蓝铜矿矿物颜料具有天然蓝铜矿颜料相同的理化性质，而且相较于天然蓝铜矿颜料杂质更少，纯度更高，成本较低，为规模化生产、满足社会需求奠定基础。参见图1，图1是本专利技术一些实施例合成蓝铜矿颜料的方法流程示意图。本专利技术实施例所述的合成方法包括：S11：配制反应溶液；在该步骤中，配制含Cu2+盐水溶液，然后加入含CO32-以及HCO3-至少之一的盐(即为碳酸盐和碳酸氢盐中的至少一种)，以便形成第一混合溶液。根据本专利技术的实施例，配制Cu2+盐水溶液的浓度不受特别限制，可根据实际需求进行选择。例如，根据本专利技术的具体实施例，Cu2+盐水溶液的浓度可为0.1-1mol/L，优选为0.2-0.4mol/L。根据本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成蓝铜矿矿物颜料的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、将可溶性铜盐与含酸根物质在水中反应，生成含二氧化碳气体和孔雀石沉淀的反应液；所述含酸根物质为碳酸盐和碳酸氢盐中的至少一种；/nS2、将所述反应液在上述体系内，温度控制在15℃以下静置陈化，然后经分散处理，得到第一悬浊液；/nS3、将所述第一悬浊液依次经沉降处理、固液分离、水洗和干燥，得到蓝铜矿矿物颜料。/n

【技术特征摘要】
1.一种合成蓝铜矿矿物颜料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将可溶性铜盐与含酸根物质在水中反应，生成含二氧化碳气体和孔雀石沉淀的反应液；所述含酸根物质为碳酸盐和碳酸氢盐中的至少一种；
S2、将所述反应液在上述体系内，温度控制在15℃以下静置陈化，然后经分散处理，得到第一悬浊液；
S3、将所述第一悬浊液依次经沉降处理、固液分离、水洗和干燥，得到蓝铜矿矿物颜料。


2.一种合成蓝铜矿矿物颜料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将可溶性铜盐与含酸根物质在水中反应，生成含二氧化碳气体和孔雀石沉淀的反应液；所述含酸根物质为碳酸盐和碳酸氢盐中的至少一种；
S2、在所述反应液中加入干冰，在密闭体系内静置陈化，然后经分散处理，得到第一悬浊液；
S3、将所述第一悬浊液依次经沉降处理、固液分离、水洗和干燥，得到蓝铜矿矿物颜料。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，采用一定浓度的硝酸铜水溶液进行反应，所述硝酸铜水溶液的浓度为0.1-1mol/L。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦颍，周概明，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34