淺談陶瓷原料的化學除鐵

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。陶瓷原料常因表面被鐵質氧化物污染而帶有深淺程度不一的黃色或褐色，這種含鐵雜質的存在，對陶瓷制品的內在質量和外觀產生嚴重的影響和危害，也降低了陶瓷原料本身的使用價值。

在陶瓷工業生產過程中 ，如何除去原料中的含鐵雜質，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，在磁場中不被磁化，而含鐵雜質如赤鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦等屬于磁性物質，在一定強度的磁場中可以被磁化，利用這一性質差異，就可以使磁性物質與非磁性物質分離，從而除去陶瓷原料中的含鐵雜質。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，勞動強度較大，除鐵效果有限。

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

通過上述反應，在酸性介質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。經過化學除鐵，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，試劑和設備也較簡單。

化學除鐵要求酸的濃度要適當，酸的濃度過低則反應時間增長，除鐵效率低；酸的濃度過高則增加生產成本，加重設備腐蝕，影響環境保護。酸液的溫度對除鐵效果也有較大的影響，溫度越低，反應越慢，溫度提高，可提高反應速度，但同時酸的揮發加快，使酸的用量增多，成本提高。因此必須根據原料含鐵量的大小，確定適當的酸液濃度和溫度。原料的細度及礦漿的攪拌強度也應控制在合理的范圍，以達到最佳的除鐵效果。

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

據資料介紹，為了防止酸性廢液對環境的污染，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生成絡合物來達到除鐵的目的。使用草酸除鐵的優點是酸液浸出時形成的草酸鐵絡合物在日光作用下可被分解，不產生影響環境的有害物質，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，陶瓷原料的化學除鐵可以達到磁選除鐵的同樣效果，且不會影響環境保護。