提高陶瓷原料白度的工藝措施

摘 要：陶瓷礦產資源是不可再生資源，如何將劣質原料作為一種新資源進行開發利用，提高資源綜合利用率，變廢為寶，是陶瓷行業的發展趨勢。本文通過一系列的原料處理、工藝處理、配方調整、燒成氣氛控制等方面的措施，大大提高了產品的白度。

關鍵詞：劣質原料；制備；陶瓷產品；白度

1 前 言

陶瓷業的不斷發展，對瓷土的需求量與日俱增。由于長期以來大量開采使用瓷土，導致高品位優質原料日漸枯竭。陶瓷礦產資源是不可再生資源，如何將劣質原料作為一種新資源進行開發利用，提高資源綜合利用率，變廢為寶，是陶瓷行業的發展趨勢。

隨著人們生活水平的提高和環保意識的增強，以環保、節能為基礎的日用陶瓷以及產品對環境的協調發展，成為日用陶瓷未來發展的趨向。本文的主要目的是利用劣質原料，生產高白度的日用陶瓷制品。

2 提高陶瓷制品白度的方法

當原料的質量較差時，生產出來的陶瓷白度相對較低。因此，可以采用物理、化學、工藝處理等方法，來提高陶瓷制品的白度。但由于生產場地的限制，無法使用化學方法進行提純。因此，本文主要采用物理、工藝處理兩種方法來處理劣質原料，以達到提高陶瓷白度的目的，其具體內容如下。

2.1 原料預處理提高白度

2.1.1原料的揀選

無論硬質原料，還是軟質原料，進廠后均需按照原料質量標準進行揀選，以提高原料的質量。

（1） 硬質原料（如長石、石英等）需經過水洗、錘選，除去含鐵、錳多的雜質原料。

（2） 軟質原料一般進行人工揀選。如把含鐵質多的塊狀和外觀特征差異較大的原料，以及樹枝、草根等雜物揀出。外觀特征不易判斷的，可將原料與正常原料放在窯內一起煅燒，以此作為直觀的判斷依據。另外，在揀選的同時需進行翻料，使原料混合均勻。

2.1.2原料的粉碎

塊狀軟質原料粗碎至能機碎，或進入球磨細碎即可。硬質原料經顎式破碎機粗碎至3~5cm，再經輪碾機細碎至2~3mm，干法除鐵兩次后，進行球磨細碎至符合工藝要求。

2.1.3原料的淘洗

劣質原料機碎一定時間后，置于攪拌池中淘洗，粗顆粒原料（如石英砂等）和比重較大的含鐵質礦物會沉積于攪拌池底。懸浮液由攪拌池流入粗砂沉淀池，粗粒雜質在粗砂沉淀池中沉淀下來。然后進入除砂溝，經過一定時間的流動，懸浮液中的較細粒雜質在除砂溝中沉淀下來，而相對密度小的有用泥漿流至泥漿沉淀池。懸浮液由攪拌池流入除砂溝的過程需過篩，以除去木屑、雜草等雜質。泥漿沉淀池的漿料為配制坯料用漿，配料前需經除鐵器除鐵。

2.2 配方的確定、優化提高白度

坯料配方中合理地配入熔劑性原料、石英、高嶺土，以及一定量的滑石和磷酸鹽，可以達到提高產品白度的目的。

（1） 坯料配方中引入少量的滑石（3MgO·4SiO2·H2O）。因為滑石中含有Mg2+，能與Fe2+生成一種固熔體（Mg·FeO）。如含有TiO2，則生成MgO·TiO2，即Fe2+和TiO2被沉淀下來，可減弱鐵、鈦對產品發色的不良影響；同時，滑石引入Mg2+具有乳濁作用，也有利于提高白度。

（2） 坯料配方中加入一定量的磷酸鹽。因為在硅酸鹽玻璃相中，坯料中含少量的Fe2+會使坯體呈青色。特別是Fe2＋在硅酸鹽玻璃中以[FeO4]的四面體的結構團存在時，成為顯黃色的強著色劑。而在磷酸鹽玻璃中，它以[FeO8]八面體的結構團存在時，幾乎沒有著色能力，所以在含有Fe2O3、TiO2較高的坯料中加入一定量的磷酸鹽可以提高產品的白度。

2.3 工藝流程及工藝參數對白度的影響

2.3.1原料的制備工藝流程

劣質原料需經過以下的工藝流程，才能獲得優質的泥料成品，其工藝流程如圖1所示。

由圖1可知，不管是硬質原料，還是軟質原料，都要經過除鐵、過篩等過程，此目的是減少雜質對產品呈色的影響。如果除鐵不干凈，將會嚴重影響到產品的白度。

2.3.2工藝參數

要想獲得優質的泥料，需滿足以下幾項工藝參數：

（1） 過篩次數。坯料泥漿在榨泥前需分別過120目、180目、200目等多層振動篩，除去鐵、錳等雜質。

泥漿多層過篩的目的是為了除去漿料中的粗顆粒。減少鐵雜質的擴大，或因有機物多的坯料碳素物過多，氧化不完全而成為黑點。

（2） 除鐵次數。泥漿需采用高強除鐵器進行除鐵（至少3次），除去漿料中的鐵、錳等雜質。

（3） 細度。泥漿過萬孔篩篩余為0.1％~0.3％之間（300目標準篩）。

（4） 陳腐與練泥。塑性原料應加強陳腐與真空練泥，注漿料需進行陳腐，并進行慢速攪拌或真空脫氣，其目的是減少泥漿中的氣體。

2.4 燒成工藝控制對瓷器白度、透明度的影響

坯料制備過程中雖然經過了多次過篩、除鐵，但發黃色的Fe3+很難除盡。粘土中含鐵礦物有針鐵礦（HFeO2）、赤鐵礦（Fe2O3）、水針鐵礦（HFeO2·nH2O）、黃鐵礦（FeS2）、菱鐵礦（FeCO3）等。其呈現方式多種多樣，可呈結核狀、浸染狀、網絡狀分布于粘土中。結核狀鐵質可用淘洗等方法除去，分選度大的鐵雜質則可采用電磁選機除鐵。但含鐵礦物除之不盡，只能把坯料中的鐵質減少到最低量，而大多數殘留的含鐵礦物，在坯料制備過程中氧化后往往生成氫氧化鐵或含水氧化鐵礦物（褐鐵礦），再經干燥成赤鐵礦（Fe2O3），因此應采用還原焰燒成。坯體煅燒時通過氧化-還原的作用，把Fe2O3還原成FeO，還原氣氛中的一氧化碳把Fe2O3逐漸還原成FeO，產品由泛黃向泛青轉變，從而提高產品白度。

產品采用液化氣還原氣氛燒成，氧化分解階段要保證足夠的氧化氣氛，升溫不宜過快，氧化溫度不宜過低，在進入還原氣氛之前，一般使制品的溫度在950~1000℃范圍，在強氧化氣氛下適當保溫一段時間，可以使碳素和有機物充分氧化完全，有利于瓷器白度的提高。進入還原階段，還原氣氛不宜過濃，以免產生過多的沉碳。燒成時適當提高燒成溫度和延長保溫時間，減少瓷坯中的氣孔、增加瓷坯的玻璃相，有利于提高瓷器的白度。

3 結 論

本文通過一系列的原料處理、工藝處理、配方調整、燒成氣氛控制等方面措施，來解決產品的白度問題。如何使用劣質原料來獲得高白度的產品，是本文的關鍵所在。實踐證明：影響產品白度的最主要因素是鐵、錳等雜質，因此，控制好每個過程中鐵、錳等雜質，可有效提高產品的白度。

參考文獻

[1] 侯太鵬.高嶺土除鐵、增白試驗研究[J].非金屬礦，2001，2(4):32-36.[2] 賈玉寶.陶瓷原料雜質類型及除鐵方法[J].陶瓷，2004，1:167.