不同铁含量的弋阳瓷石对陶瓷制品性能的影响

贺鹏 董伟霞 包启富 陈波

(1.湖南出入境检验检疫局,湖南长沙410007；2.景德镇陶瓷学院，江西景德镇333403)

不同铁含量的弋阳瓷石对陶瓷制品性能的影响

贺鹏1董伟霞2包启富2陈波2

(1.湖南出入境检验检疫局,湖南长沙410007；2.景德镇陶瓷学院，江西景德镇333403)

就陶瓷坯体中使用的主要原料-弋阳瓷石进行了研究，根据该矿区瓷石原料铁含量的不同将该区瓷石进行分级。通过对弋阳瓷石的分级试验可知：瓷石中铁含量对白度，光泽度有很大的影响，随着铁含量的增加制品白度、光泽度逐渐降低；并且铁含量不同，对其它陶瓷原料的适应性也不同，不同铁含量的弋阳瓷石可用于生产对白度要求不同的陶瓷制品。

弋阳瓷石，Fe2O3含量，分级

1 前言

近年来，随着中国和世界经济飞速发展，能源和资源越来越紧张，世界已经将节约能源和环保放在了首位，陶瓷工业作为一个能耗较大的行业，怎样去改进工艺和使用先进的设备和原料去提高生产效率和降低能源消耗是一个重大的课题。标准化、系列化是实现陶瓷坯料商品化,生产规模化的必要措施。本文就陶瓷坯体中使用的主要原料-弋阳瓷石进行了研究，根据该矿区瓷石原料铁含量的不同进行分级，考查了铁含量对陶瓷制品性能的影响。

2 弋阳瓷石的特性

2.1 矿物组成

矿石主要矿物成分为石英25%～30%，绢云母40%～65%，少量未蚀变完的长石，有害组分主要为菱铁矿含量1%～5%，黄铁矿微量。矿石呈显微粒状结构、交代残余结构，块状构造。

2.2 瓷石的化学成分

通过对弋阳大源岭-来龙岗地区瓷石进行化学测试，其化学成分如下：

①TFe2O3：0.48%～4.42%，含量差别很大，需要着重研究，并以此作为分级的研究对象。

②Al2O3：全矿12.85%～17.06%，平均15.08%，Al2O3含量较稳定，且符合陶瓷生产的质量要求。

③SiO2：全矿68.19%～77.69%，大部分样品为73.42%～76.69%，平均值为74.97%，SiO2含量也较为稳定。

④TiO2：全矿0.05%～0.1%，均低于0.1%，对瓷器生产的质量不造成影响。

矿石化学成分中SiO2、Al2O3总体变化较小，Na2O、K2O、CaO、MgO、TiO2和SO3含量低。铁元素（TFe2O3）是影响矿石白度质量的主要因素，一般含量小于2%，少数可达5%。铁元素一般呈菱铁矿的形式存在，较难用磁选方法除铁，但在矿石粉碎过程中易碎，成瓷中一般不形成黑色斑点，仅使瓷色稍显绿色。

2.3 瓷石的外观及烧后状况

来龙岗地区瓷石具少斑斑状结构，基质具显微嵌晶结构，块状构造，呈浅灰至乳白色，受风化淋积后呈浅黄、褐黄至桔黄色，局部地表露头风化较深，为受后期铁质淋积的结果。

瓷石经过1300℃还原焰煅烧后，矿石质地白，分布有或多或少的斑点，铁含量越高，斑点越多，有的样品呈褐色釉面状。

瓷石原矿经700℃、1200℃和1300℃煅烧后样品的XRD图谱见图1。从图1中可以看出不同矿物种类的衍射峰随煅烧温度升高逐渐减少直至消失。当煅烧温度升至1300℃时，莫来石衍射峰强有所增加。从而可以说明瓷石可以作为陶瓷原料。

2.4 试验过程

按坯料配方准确称量坯用各种原料，投入小球磨坛球磨24小时（料∶球∶水=1∶1.5∶0.50～0.54），出料后过250目筛（泥浆细度为∶过250目筛筛余＜1%），再除铁、脱水、粗练、陈腐、精炼等工序制得泥团，备用。

按釉料配方准确称量釉用各种原料，投入小球磨坛球磨35小时（料∶球∶水=1∶2.1∶0.60～0.65），出料后过250目筛（釉浆细度为∶过250目筛筛余0.02%～0.05%），再经除铁工艺制得釉浆，备用。

坯釉料配制好后，将坯料泥饼化浆后注浆成型（水份控制在36%左右），然后经过干燥（60℃～80℃，2h～3h）、素烧（780℃，5h）、施釉、干燥、烧成（1310℃还原焰）等工序制得瓷片。

A表示弋阳瓷石与一级陶瓷原料配料所制得的陶瓷制品；B表示弋阳瓷石与普通陶瓷原料配料所制得的陶瓷制品

2.5 性能测试

本实验采用的WSD-5手持白度计采用垂直照明，积分球漫反射接收，全部操作过程由微电脑自动控制，各种参数及白度等均自动给出。采用WGG-60微机光泽度仪来测试釉面光泽度。

3 实验结果与分析

3.1 不同铁含量的一级瓷石对陶瓷制品的性能影响

一级瓷石样品白度变化曲线图2和一级瓷石样品光泽度变化曲线图3。

从图2可以看出瓷石铁含量从0.7～0.9%的变化范围内，A、B样品白度呈现下降趋势，并且A、B样品的白度平均值分别为75.6%和71.3%，达到了国家标准白瓷白度的要求，从图3中可知随着铁含量的增加，A釉面与B釉面样品的光泽度基本都维持在同一水平。由此可以说明一级瓷石与其它一级的陶瓷原料或普通陶瓷原料混合配料，都能制得优等品瓷器，可见其它陶瓷原料对一级瓷石原料的影响不大，由此可以推测一级瓷石的配料适应性比较强。

3.2 不同铁含量的二级瓷石对陶瓷制品的性能影响

通过图4、5可以看出铁含量依然是影响样品白度的重要因素，随着铁含量的增加，样品白度急剧下降。然而，釉面光泽度受铁含量的影响依然还是比较小，从图中可以发现当二级瓷石铁含量为1～1.4%之内时，二级瓷石与其它一级的陶瓷原料或普通陶瓷原料混合配料，都能制得一级品瓷器，其白度和光泽度值都符合国家标准要求。可见其它陶瓷原料对二级瓷石原料的影响也不大，由此可以推测二级瓷石的配料适应性比较好。

3.3 不同铁含量的三级瓷石对陶瓷制品的性能影响

图6、7是不同铁含量的三级瓷石对样品白度和光泽度的变化曲线图。

由图6和图7可以看出随着铁含量增加，样品白度相应在降低，且白度主要在50～60%这段范围内变动，且在铁含量1.4～1.65%段变动的快，在铁含量1.65～2.0%段比较平缓；而光泽度呈波浪型降低，同样变动范围不是很大，主要在85上下浮动。当三级瓷石TFe2O3含量1.4～2.0%;并且选用三级瓷石和其它一级的陶瓷原料混合配料如A瓷器白度平均值为55.8%，能制得合格品瓷器，而与其它普通的陶瓷原料混合配料B瓷器白度平均值为53.8%未能达到合格品的要求。

4 结论

（1）当铁含量在0.7～1.4%时，弋阳瓷石与其它陶瓷原料的适应性较强，对陶瓷制品影响并不大；当铁含量在1.4～2.0%时，弋阳瓷石只能与一级陶瓷原料相配料才能达到合格品瓷器。

（2）瓷石中铁含量对白度，光泽度有很大的影响，随着铁含量的增加制品白度，光泽度逐渐降低，不同的铁含量可以生产各种要求的日用艺术及建筑陶瓷，故经济价值非常可观。

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8国家标准日用瓷器（GB/T3522-1996）.北京:中国标准出版社, 1996

Abstract

A classification study of Yiyang stone,a ceramic raw material from Jiangxi Province was carried out.Results show that the iron content of the porcelain stone has a significant effect on ceramic whiteness and gloss.With the increase of the iron content,the whiteness and the gloss of a ceramic product decreased.The iron content of Yiyang stone also affected its adaptability to other ceramic raw materials.The porcelain stone with different iron content can be used to produce different kinds of ceramics.

Keywords Yiyang porcelain stone,Fe2O3content,classification

EFFECTS OF YIYANG PORCELAIN STONE WITH DIFFERENT IRON CONTENT ON CERAMIC PROPERTIES

He peng1Dong Weixia2Bao Qifu2Chen Bo2
(1.Hunan Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau,Changsha Hunan 410007,China;2.Jingdezhen Ceramic Institute, Jingdezhen Jiangxi 333403,China)

TQ174.4

A

1000-2278（2011）01-0077-04

2010-10-25

贺鹏