Керамические пигменты с кордиеритовой структурой получают методом твердофазового синтеза из смеси чистых оксидов при оптимальной температуре 1320^oС (Пырков В.П. и др., 1981). Исследования твердофазового синтеза кордиерита показали, что для подготовки шихтовых смесей могут быть использованы разные исходные вещества, содержание оксидов в которых обеспечивает стехиометрический состав кордиерита. Чаще всего для получения кордиерита в промышленных условиях используют смеси талька, высококачественных огнеупорных глин и технического глинозема. При обжиге указанных смесей начало образования кордиерита лежит в области температур 1000 – 1270^oС. Активно идет образование кордиерита при температурах 1200-1440^oС. При повышении температуры до 1400-1450^oС кордиерит плавится с разложением. Скорость твердофазной реакции регулируют введением добавок (Аввакумов Е.Г. и др., 1999). Некоторые исследователи использовали в качестве минерализаторов легкоплавкие и летучие фториды, хлориды, оксиды в количестве 5-10%, введение которых способствовало снижению температуры синтеза до 800-1000^oС. Наиболее сильное флюсующее воздействие оказывали соединения PbF₂, CoF₂, NaCO₃, LiF, B₂O₃ и др.

Целью данной работы является получение кордиеритовых керамических пигментов на основе талька с использованием в качестве минерализаторов борной кислоты и топазового концентрата.

В качестве основного сырья в представленной работе использовали обогащённый тальк Онотского месторождения с содержанием минерала 98%.

Для получения стехиометрического состава кордиерита тальк подшихтовывали оксидами алюминия и кремния (по реакции 1).

2(3MgO•4SiO₂ •Н₂О) + 6Al₂O₃ + 7SiO₂ = 3(2MgO•2Al₂O₃ •5SiO₂) + 2Н₂О (1)

Кроме того, в состав шихты вводили оксиды – хромофоры (СоО, Cr₂O₃, Fe₂O₃) в виде водорастворимых солей в количестве 2.1 – 16.7 мас.%. Минерализаторы вводили в количестве 3 мас.%. Полученные смеси обжигали при температуре 1100-1200^oС, спёк размалывали до остатка на сите № 0063 не более 0.2%.

В результате экспериментов получены керамические пигменты яркой окраски. Их опробовали в качестве подглазурных красок для декорирования майоликовых изделий. Установили, что цветовые качества пигментов при воздействии высокой температуры и расплавленной глазури не ухудшаются.

Рентгенофазовый анализ показал, что основой кристаллической структуры пигментов является кордиерит (d = 0.404, 0.315, 0.202 нм), в небольшом количестве присутствуют корунд (d = 0.254, 0.208, 0.159 нм) и форстерит (d = 0.347, 0.249, 0.174 нм). Повышение концентрации хромофоров неблагоприятно сказывается на формировании кристаллической структуры кордиерита, кроме того, в железосодержащих пигментах с концентрацией Fe₂O₃ 16.7 мас.% идентифицируются дифракционные пики, характерные для данногооксида (d = 0.368, 0.269, 0.251 нм).

Проведённые исследования показали, что использование минерализаторов дает возможность снизить температуру синтеза кордиеритовых керамических пигментов на основе талька.

Получены пигменты разнообразной окраски, устойчивые к действию высоких температур и флюсов. Разработанные составы пигментов можно рекомендовать для получения керамических красок, окрашивания стёкол, керамических масс и глазурей.