黑滑石增白实验研究＊

王明华 李 钢 李 济

（江西陶瓷工艺美术职业技术学院 江西景德镇 333001）

黑滑石增白实验研究＊

王明华 李 钢 李 济

（江西陶瓷工艺美术职业技术学院 江西景德镇 333001）

研究了酸洗、漂白剂氯化钠、煅烧温度对江西某地区黑滑石的煅烧增白效果。实验结果表明：试样经过酸洗后，漂白剂氯化钠的用量为3%，煅烧温度为1 100℃时，试样的白度最高，由原来的73．2°提高到了84．5°。

除铁增白 滑石 白度

前言

在江西省各地区，发现大量黑滑石矿，预计省内黑滑石储量达到数百亿吨以上，而目前省内的黑滑石开采量不足2 000万t，且主要集中在上饶广丰地区。其主要原因是江西省内各地区已开采的优质黑滑石量少，且成分波动大。在省内各地区存在大量的黑滑石矿含铁较高，含铁量在0．4%以上，白度为50°～80°，其通常伴生大量的石英、方解石、白云石、绿泥石等。

陶瓷行业所用的一级滑石一般要求Mg O含量达到30%，烧后白度达到90°。目前江西省内各地区已开采的优质黑滑石量少，且成分波动大。在省内各地区存在大量含铁量较高的黑滑石矿，含铁量通常在0．6%以上，白度为50°～80°。这些滑石矿的储量大，但品质不一，无法广泛应用于陶瓷行业。这主要是由于江西省黑滑石总体开发利用尚处于初级阶段，主要开发方式为原矿直接开采或者经简单的煅烧处理之后销售，而对于原料的精加工处理极少［1］。这使得滑石产品的使用不仅范围小，而且多用于低档产品生产，严重的影响到江西黑滑石的品牌推广。

笔者以江西新余某地黑滑石原矿为实验样品，用酸洗、添加高温漂白剂的处理方式对原料进行增白处理，并对其工艺进行了探讨。

1 实验部分

1．1 试剂和仪器

1）试剂。氯化钠、氢氧化钠、浓盐酸等，均为化学纯。

2）仪器。高磁磁铁棒、快速球磨机、电子天平、烘箱、p H计、wsb－2白度计、KYH－V型化学成分快速分析仪。

1．2 原料成分

对原料进行了化学全分析实验，实验结果见表1。将原料球磨、烘干、打饼，再置于电炉中，以5℃／min的速率升温，冷却后进行白度测试。

表1 实验前黑滑石化学成分（质量%）

1．3 实验原理

在陶瓷生产使用的天然矿物原料中，铁的存在方式多种多样，有FeS、Fe2O3、FeO、Fe3O4等一系列铁的化合物以及在机械加工过程中残余的金属铁屑。其中，Fe和Fe3O4可以通过磁选的方式除去，而其他铁的化合物采用磁选方式无法排除［2］。采用酸洗的方式除铁，可以将非磁性铁化合物溶解在酸中，然后再经过水洗，将铁除去。同时，还可以将滑石矿中的钙也一并除去。因此，将黑滑石进行破碎、拣选、球磨、磁选、酸洗、煅烧，即可以提高黑滑石的品质。

1．4 实验流程

1．4．1 试样制备

将黑滑石原料放入快速球磨机中，以800 r／min的速率球磨30 min，过120目筛，再加水调和成浓度为20%的浆料备用。

1．4．2 酸洗

在20%浓度的黑滑石浆料中加入稀释过的盐酸，慢慢添加至浆料的p H值为5时，搅拌0．5 h，然后静置2 h。待溶液沉淀后，将表层液体排除，排除的废液用氢氧化钠中和至p H值为7，然后加水冲洗2遍，再放入烘箱干燥，所制得黑滑石粉备用。

1．4．3 氯化钠加入量

取酸洗干燥后的黑滑石粉200 g样品6份，分别加入0、1%、2%、3%、4%、5%的氯化钠溶液，搅拌均匀，置于烘箱内干燥。

1．4．4 烧成实验

将干燥后的样品压饼。考虑到黑滑石中有5%左右的碳含量（江西省黑滑石在使用过程中，如果黑滑石用量过高，容易导致产品黑心），黑滑石样品的烧成升温速率为5℃／min。将样品置于高温电炉中分别于800℃、900℃、1 000℃、1 100℃、1 200℃、1 300℃条件下煅烧，在烧成最高温度时保温1 h。

2 结果与讨论

2．1 酸洗对样品内铁含量的影响

在酸性条件下，铁的氧化物能与酸发生反应，从而降低了黑滑石中的铁含量。同时，对于黑滑石样品中的碳酸盐矿物也能发生化学反应，使试样中的钙含量降低［3］，结果如表2所示。

表2 酸洗前后样品的化学成分（质量%）

2．2 氯化钠对于酸洗后黑滑石煅烧白度的影响

取酸洗后的样品，分别加入0、1%、2%、3%、4%、5%氯化钠，以5℃／min的速率升温至1 100℃，保温30 min，样品的测试结果如表3所示。

从表3可以看出，随着氯化钠加入量的变化，白度逐渐上升，但在氯化钠添加量为2%时，白度达到最大值。这主要是由于在电炉内铁的氧化物和氯化钠反应的程度导致铁含量的减少，从而使白度提高。氯化钠含量的持续增加，导致试样的烧结度相应增加，试样内的玻璃相含量增大，使得试样的颜色由粉白色向青白色过渡，并使试样白度有所下降。氯化钠的添加量为5%时，滑石粉呈淡黄色，其主要是由于钛酸二镁的产生，导致试样开始带黄色调。

表3 氯化钠的添加量对酸洗后试样白度的影响（质量%）

2．3 煅烧温度对样品的影响

将加入3%氯化钠的试样，分别置于电炉内并分别升温至800℃、900℃、1 000℃、1 100℃、1 200℃、1 300℃煅烧，得到的结果如表4所示。由文献资料［2］可知，Fe2O3和氯化钠的反应温度为950℃左右，在1 100℃反应最为剧烈。将温度继续升高时，碱金属钠熔解，导致试样玻璃相含量增大。故而虽然煅烧至高温，铁含量下降，但白度也会降低。在将温度升至1 200℃时，Mg O和TiO2开始发生反应导致试样颜色变黄。

表4 不同煅烧温度对氯化钠添加量为3%试样白度的影响（质量%）

3 结论

1）本实验以江西新余某地黑滑石原矿为实验样品，原矿铁含量为0．72%，白度为73．2°。

2）原矿样品经过球磨过120目筛后，用盐酸混合，酸洗0．5 h后，静置2 h，铁含量降低到0．47%，白度提高到84．5°。

3）氯化钠对于黑滑石煅烧实验，对白度提升的有一定作用。随氯化钠添加量的增加，由于钠玻璃的出现，试样烧结度提高，但氯化钠增白效果降低。

4）煅烧温度对黑滑石白度的提高有影响。在1 000～1 200℃煅烧，可以有效提高黑滑石的白度。

5）升温到1 200℃时，由于钛酸镁的产生，导致滑石开始呈黄色调。

1 章云泉．广东某滑石矿提纯工艺的初步研究．非金属矿，1992（1）：11～14

2 陈正国，邱素梅，等．广丰黑滑石的增白实验及致黑机理研究．非金属矿，1993（6）：6～8

3 邓敦彪．浅谈永丰滑石矿开发与利用．矿产保护与利用，1995（4）：16～18

TQ174．4＋7 文献表示码：B

：1002－2872（2012）09－0021－02

王明华（1983－），硕士，讲师；主要从事日用陶瓷、建筑陶瓷的研究工作。