浅谈陶瓷原料的化学除铁

刘锦程

天然的陶瓷原料石英、长石、高岭土等都或多或少含有铁的化合物这种杂质。陶瓷原料常因表面被铁质氧化物污染而带有深浅程度不一的黄色或褐色，这种含铁杂质的存在，对陶瓷制品的内在质量和外观产生严重的影响和危害，也降低了陶瓷原料本身的使用价值。

在陶瓷工业生产过程中 ，如何除去原料中的含铁杂质，一直是陶瓷制作者们最为重视的问题之一。目前陶瓷原料生产厂家普遍采用的除铁方法是磁选除铁，它的原理是基于石英、长石等非金属矿物是反磁性物质，在磁场中不被磁化，而含铁杂质如赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿等属于磁性物质，在一定强度的磁场中可以被磁化，利用这一性质差异，就可以使磁性物质与非磁性物质分离，从而除去陶瓷原料中的含铁杂质。除铁过程是通过磁选机来完成的。磁选机的磁场强度一般在10000奥斯特以上，磁选除铁需要定时清除磁选机芯片上的含铁杂质，劳动强度较大，除铁效果有限。

在生产实践中，我们还可以采用化学除铁的方法来除去陶瓷原料中的含铁杂质。这一方法的原理是基于以下化学反应：

通过上述反应，在酸性介质中或有还原剂存在的情况下，三价铁离子可以还原成二价铁离子，并随酸性洗液与原矿颗粒分离，从而达到除铁的目的。经过化学除铁，陶瓷原料原有的黄褐色不见了，可以变成几近纯白。

陶瓷原料的化学除铁通常采用酸液溶出的方法，其特点是操作简便，试剂和设备也较简单。

化学除铁要求酸的浓度要适当，酸的浓度过低则反应时间增长，除铁效率低；酸的浓度过高则增加生产成本，加重设备腐蚀，影响环境保护。酸液的温度对除铁效果也有较大的影响，温度越低，反应越慢，温度提高，可提高反应速度，但同时酸的挥发加快，使酸的用量增多，成本提高。因此必须根据原料含铁量的大小，确定适当的酸液浓度和温度。原料的细度及矿浆的搅拌强度也应控制在合理的范围，以达到最佳的除铁效果。

采用化学除铁的方法，必须满足日益严格的环境保护的要求。因为在化学除铁生产过程中会产生大量的酸性废液，必须确保这些酸性废液不外泄而污染周边环境。我们可以在化学除铁的工艺流程的终端建一个循环水池，池内放置碱性矿物如石灰石等，酸性废液流入池中，经过酸碱中和，上层清液可抽至第一级酸洗池配酸继续循环使用，这样就保证无酸性废液向外排出。

据资料介绍，为了防止酸性废液对环境的污染，还有使用草酸浸出矿物原料除铁，这种方法是利用草酸与矿物原料表面的三价铁离子反应生成络合物来达到除铁的目的。使用草酸除铁的优点是酸液浸出时形成的草酸铁络合物在日光作用下可被分解，不产生影响环境的有害物质，除铁效率高达90%。这也是可以采用的方法。

综上所述，只要选择好合理的工艺流程，陶瓷原料的化学除铁可以达到磁选除铁的同样效果，且不会影响环境保护。