人工彩色石英砂的制备方法

（一）常温染色法

在常温的条件下，石英砂和有机染料直接混合搅拌制备得到。该工艺简单，能耗小，且得到的彩色石英砂颜色鲜艳。缺点是该法制备的彩色石英砂易褪色，耐候性差。

（二）无机颜料直接染色法

在常温下将无机颜料均匀的附着在砂子表面，在200-220℃环境中保温二十分钟，再将预热好的物料在400-420℃温度下煅烧二十分钟，冷却后得到彩砂。该法在生产过程中，若温度有波动同一批彩砂的颜色会不相同，时间过长或过短会导致颜料固化不牢，颜色一般保持一年左右。

由天津华能集团通过改进预热和煅烧的设备，采用谐波调速电机对热风炉炉排速度控制和调节进风门风量来实现恒温，及无级调速电机控制预热滚筒和煅烧滚筒的转数，有效保证了煅烧及预热的时间、温度一致，受热均匀，因此可保证彩砂颜色均匀，长时间不褪色。

（三）树脂固化法

在200-300℃的条件下，环氧树脂、固化剂、颜料形成一层彩色膜包覆在石英砂表面。基本原理是：环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。

该染色工艺优点是生产量大、成本低；缺点是颗粒容易粘连、质感差、耐候性差。

（四）高温烧结法

在1000℃以上的高温条件下，经高温烧制使无机颜料固化在石英砂表面。该染色工艺优点是颜色持久，不变色、耐酸碱、耐高温，缺点是工艺复杂、能耗高、设备要求高。

（五）陶瓷彩釉法

陶瓷彩釉法工艺流程分为两个步骤，分别为釉料制备和着色。材料表面上釉主要应用在陶瓷行业。

陶瓷彩釉法的基本原理是釉料上釉，胚体为白色或浅色石英砂，在其表面形成一层光滑的彩色釉料。釉料主要成分为助熔剂、粘结剂、和颜料等。常见熔剂种类有碱性氧化物、硼酸，其主要作用是降低烧成温度。添加剂的主要作用是悬浮、分散颜料，其中表面活性剂通常具有亲水亲油基团，有助于颜料均匀吸附在石英砂表层。

按配方比例将粘结剂、陶瓷颜料和助溶剂及应补充一定量的水分倒入球墨机内，密封机口，装上球磨机架并启动5-6小时，将该浆液倒在一定量的石英砂上，充分拌匀，干燥后送入高温炉中煅烧，温度随彩砂的品种而变。

陶瓷彩釉法制备的彩砂与高温烧结制备彩砂比较，具有相同的着色效果，但由于陶瓷彩釉法烧成温度降低，与高温烧结法相比成本大大降低。