不同铁含量的弋阳瓷石对陶瓷制品性能的影响

第３２卷第１期　２０１１年３月　《陶瓷学报》　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＣＥＲ　ＡＭＩＣＳ　Ｖｏ１．３２．Ｎｏ＋１　Ｍ２１１＂．２０１１　文章编号：１０００－２２７８（２０１１）０ｌ—ｏ０７７—０４　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）　摘要　就陶瓷坯体中使用的主要原料一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自度、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。　关键词弋阳瓷石，ＦｅａＯ。含量，分级　中图分类号：ＴＱ１７４．４文献标识码：Ａ　测试，其化学成分如下：　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　ｆｆｒＦ￣Ｏ。：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。　（￣）Ａ１２０３：全矿１２．８５％一１７．０６％，平均１５．０８％，　Ａｌ。（）３含量较稳定，且符合陶瓷生产的质量要求。　￣）ＳｉＯ　：全矿６８．１９％～７７．６９％，大部分样品为　７３．４２％一７６．６９％，平均值为７４．９７％，ＳｉＯ２含量也较为　稳定。　首位，陶瓷工业作为—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—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　￣）ＴｉＯ　：全矿０．０５％一０．１％，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ＳｉＯ。、Ａ１　０　总体变化较小，　Ｎａ２０、Ｋ　Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ２和ＳＯ。含量低。铁元素　（ＴＦ￣Ｏｓ）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　就陶瓷坯体中使用的主要原料一弋阳瓷石进行了研　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　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　矿石主要矿物成分为石英２５％　３０％，绢云母　４０％一６５％，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　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　结构、交代残余结构，块状构造。　２．２瓷石的化学成分　通过对弋阳大源岭一来龙岗地区瓷石进行化学　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　收稿日期：２０１０－１０－２５　通汛联系人：贺鹏　ｒ一一１…一ｒ　ｌＯ　２Ｏ　３０　４０　５０　６０　７０　图１弋阳瓷石不同煅烧温度后的ＸＲＤ图谱　Ｆｉｇ．１　ＸＲＤ　ｐａｔｔｅｒｎｓ　ｏｆ　Ｙｉｙａｎｇ　ｐｏｒｃｅｌａｉｎ　ｓｔｏｎｅ　ｃａｌｃｉｎｅｄ　ａｔ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ　品呈褐色釉面状。　瓷石原矿经７００　ｏｃ、１２００ｏｃ和１３００￣Ｃ煅烧后样　品的ＸＲＤ图谱见图ｌ。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＝ｌ：１Ａ：０．５０一Ｏ，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　｝｛　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＝ｌ：２．１：０．６０—０．６５），　出料后过２５０目筛（釉浆细度为：过２５０目筛筛余　％　图２一级瓷石样品白度变化曲线　Ｆｉｇ．２　Ｗｈｉｔｅｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓａｍｐｌｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｆｉｒｓｔ－ｇｒａｄｅ　ｐｏｒｃｅｌａｉｎ　ｓｔｏｎｅ　《陶瓷学报》２Ｏ１１年第１期　０．０２％一０．０５％），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（６Ｏ℃～　８０℃，２ｈ一３ｈ）、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一５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　图３一级瓷石样品光泽度变化曲线　Ｆｉｇ．３　Ｇｌｏｓｓｉｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓａｍｐｌｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｆｉｒｓｔ－ｇｒａｄｅ　ｐｏｒｃｅｌａｉｎ　ｓｔｏｎｅ　∞　《陶瓷学报）２０１１年第１期　图４二级瓷石样品白度变化曲线　Ｆｉｇ．４　Ｗｈｉｔｅｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓａｍｐｌｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｅｃｏｎｄ　－ｇｒａｄｅ　ｐｏｒｃｅｌａｉｎ　ｓｔｏｎｅ　图６三级瓷石样品白度变化曲线　Ｆｉｇ．６　Ｗｈｉｔｅｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓａｍｐｌｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｉｒｄ　－ｇｒａｄｅ　ｐｏｒｃｅｌａｉｎ　ｓｔｏｎｅ　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　图５二级瓷石样品光泽度变化曲线　Ｆｉｇ．５　Ｇｌｏｓｓｉｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓａｍｐｌｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｅｃｏｎｄ—－ｇｒａｄｅ　ｐｏｒｃｅｌａｉｎ　ｓｔｏｎｅ　％　１．３　１．４　１．５　１．６　１．７　１．８　１．９　２　图７三级瓷石样品光泽度变化曲线　Ｆｉｇ．７　Ｇｌｏｓｓｉｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓａｍｐｌｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｉｒｄ—ｇｒａｄｅ　ｐｏｒｃｅｌａｉｎ　ｓｔｏｎｅ　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ＴＦｅｚＯ３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０．７一１．４％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　８０　《陶瓷学报）２０１１年第１期　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，　趋势．２０１０。１９（３）：８６～８９　３李家驹，缪松兰等胸瓷工艺学．北京：中国轻工业出版社，２００６　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，　参考文献　４宋福生，彭永烽，魏恒勇，李小红．不同产地瓷石的化学与矿物　组成及其工艺性能研究．２００８，４１（５）：４—７　５宋振东。瓷石的工艺矿物学特征与选矿研究．化工矿山技术。　１９９７．２６（３）：１７—２０　６方府报．宁村瓷石的矿物工艺特性及其在高白度瓷中应用．景　德镇陶瓷，１９９０，（２）：９—１７　７祝桂洪，周健儿，曹春娥等．陶瓷釉配制基础．北京：轻工业出版　社，１９８９　１蔡作乾，王琏，杨根．陶瓷材料词典．北京：化学工业出版社，　２００２　８国家标准日用瓷器（ＧＢ［ｒ３５２２—１９９６）．北京：中国标准出版社，　１９９６　２褚强，王彬．陶瓷工业原料瓷石的划分与性能要求及其发展　ＥＦＦＥＣＴＳ　ｏＦ　ＹＩＹＡＮＧ　ＰｏＲＣＥＬＡＩＮ　ＳＴｏＮＥ　ＷＩＴＨ　ＤＩＦＦＥＲＥＮＴ　ＩＲｏＮ　ＣｏＮＴＥＮＴ　ｏＮ　ＣＥＲＡＭＩＣ　ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ　Ｈｅ　ｐｅｎｇ’Ｄｏｎｇ　Ｗｅｉｘｉａ。Ｂａｏ　Ｑｉｆｕ。Ｃｈｅｎ　Ｂｏ　（１．Ｈｕｎａｎ　Ｅｎｔｒｙ—Ｅｘｉｔ　Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｑｕａｒａｎｔｉｎｅ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　Ｈｕｎａｎ　４１　０００７，Ｃｈｉｎａ；２．Ｊｉｎｇｄｅｚｈｅｎ　Ｃｅｒａｍｉｃ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｊｉｎｇｄｅｚｈｅｎ　Ｊｉａｎｇｘｉ　３３３４０３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ａ　ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｙｉｙａｎｇ　ｓｌＯｎｅ。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　ｗｈ￣ｅｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｇｌｏｓｓ　ｏｆ　ａ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｅｎｔ　ｏｆ　Ｙｉｙａｎｇ　ｓｔｏｎｅ　ａｌｓｏ　ａｆｆｅｃｔｅｄ　ｉｔｓ　ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ　ｔｏ　ｏｔｈｅｒ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｒａＷ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｈｅ　ｐｏｒｃｅｌａｉｎ　ｓｔｏｎｅ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｅｎｔ　ｃａｎ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｐｒｏｄｕｃｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｃｅｒａｍｉｃｓ．　Ｋｅｙｗｅｒｄｓ　Ｙｉｙａｎｇ　ｐｏｒｃｅｌａｉｎ　ｓｔｏｎｅ，Ｆｅ２０３　ｃｏｎｔｅｎｔ。ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　ＯＩ１Ｏｃｔ．２５。２０１０　Ｈｅ　ｐｅｎｇ