淺談陶瓷原料的化學(xué)除鐵

劉錦程

天然的陶瓷原料石英、長石、高嶺土等都或多或少含有鐵的化合物這種雜質(zhì)。陶瓷原料常因表面被鐵質(zhì)氧化物污染而帶有深淺程度不一的黃色或褐色，這種含鐵雜質(zhì)的存在，對陶瓷制品的內(nèi)在質(zhì)量和外觀產(chǎn)生嚴重的影響和危害，也降低了陶瓷原料本身的使用價值。

在陶瓷工業(yè)生產(chǎn)過程中 ，如何除去原料中的含鐵雜質(zhì)，一直是陶瓷制作者們最為重視的問題之一。目前陶瓷原料生產(chǎn)廠家普遍采用的除鐵方法是磁選除鐵，它的原理是基于石英、長石等非金屬礦物是反磁性物質(zhì)，在磁場中不被磁化，而含鐵雜質(zhì)如赤鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦等屬于磁性物質(zhì)，在一定強度的磁場中可以被磁化，利用這一性質(zhì)差異，就可以使磁性物質(zhì)與非磁性物質(zhì)分離，從而除去陶瓷原料中的含鐵雜質(zhì)。除鐵過程是通過磁選機來完成的。磁選機的磁場強度一般在10000奧斯特以上，磁選除鐵需要定時清除磁選機芯片上的含鐵雜質(zhì)，勞動強度較大，除鐵效果有限。

在生產(chǎn)實踐中，我們還可以采用化學(xué)除鐵的方法來除去陶瓷原料中的含鐵雜質(zhì)。這一方法的原理是基于以下化學(xué)反應(yīng)：

通過上述反應(yīng)，在酸性介質(zhì)中或有還原劑存在的情況下，三價鐵離子可以還原成二價鐵離子，并隨酸性洗液與原礦顆粒分離，從而達到除鐵的目的。經(jīng)過化學(xué)除鐵，陶瓷原料原有的黃褐色不見了，可以變成幾近純白。

陶瓷原料的化學(xué)除鐵通常采用酸液溶出的方法，其特點是操作簡便，試劑和設(shè)備也較簡單。

化學(xué)除鐵要求酸的濃度要適當(dāng)，酸的濃度過低則反應(yīng)時間增長，除鐵效率低；酸的濃度過高則增加生產(chǎn)成本，加重設(shè)備腐蝕，影響環(huán)境保護。酸液的溫度對除鐵效果也有較大的影響，溫度越低，反應(yīng)越慢，溫度提高，可提高反應(yīng)速度，但同時酸的揮發(fā)加快，使酸的用量增多，成本提高。因此必須根據(jù)原料含鐵量的大小，確定適當(dāng)?shù)乃嵋簼舛群蜏囟取Ｔ系募毝燃暗V漿的攪拌強度也應(yīng)控制在合理的范圍，以達到最佳的除鐵效果。

采用化學(xué)除鐵的方法，必須滿足日益嚴格的環(huán)境保護的要求。因為在化學(xué)除鐵生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的酸性廢液，必須確保這些酸性廢液不外泄而污染周邊環(huán)境。我們可以在化學(xué)除鐵的工藝流程的終端建一個循環(huán)水池，池內(nèi)放置堿性礦物如石灰石等，酸性廢液流入池中，經(jīng)過酸堿中和，上層清液可抽至第一級酸洗池配酸繼續(xù)循環(huán)使用，這樣就保證無酸性廢液向外排出。

據(jù)資料介紹，為了防止酸性廢液對環(huán)境的污染，還有使用草酸浸出礦物原料除鐵，這種方法是利用草酸與礦物原料表面的三價鐵離子反應(yīng)生成絡(luò)合物來達到除鐵的目的。使用草酸除鐵的優(yōu)點是酸液浸出時形成的草酸鐵絡(luò)合物在日光作用下可被分解，不產(chǎn)生影響環(huán)境的有害物質(zhì)，除鐵效率高達90%。這也是可以采用的方法。

綜上所述，只要選擇好合理的工藝流程，陶瓷原料的化學(xué)除鐵可以達到磁選除鐵的同樣效果，且不會影響環(huán)境保護。