CN111517808A - 一种陶瓷原料除铁增白方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种陶瓷原料除铁增白方法，所述方法包括以下步骤：(1)将陶瓷原料粉碎球磨，过筛并加水配制成浆料；(2)采用物理除铁法对浆料进行初步除铁；(3)加入解离药剂并用酸调节pH值，搅拌均匀，使得浆料中包裹的铁溶出，然后采用物理除铁法对浆料再次除铁；(4)加入除铁药剂，搅拌均匀，水洗数次，最后固液分离，固体压榨晾干，即得除铁增白后的陶瓷。本发明通过化学解离的作用，能将包裹磁性铁和非磁性铁打开，提高了后续物理除铁和化学除铁的效率；通过物理除铁、化学解离和化学除铁三者协同作用，能将陶瓷原料中的大部分铁去除，铁去除率高，原料增白效果明显。

Description

一种陶瓷原料除铁增白方法
技术领域
本发明涉及一种陶瓷原料除铁增白方法，属于陶瓷技术领域。
背景技术
原料是陶瓷工业的根本，由于近二十年来陶瓷产业的快速发展，大量的优质原料被开发利用，加之原料不可再生的特性，使得优质原料紧缺在陶瓷行业日益凸显。
随之而来的劣质原料可利用性研究被提上日程，目前也取得了一些研究进展。其中，将劣质原料除铁增白是主流方向，但在实际应用中原料除铁主要还是采用大型强磁力设备等物理方法，这类方法只能去除原料中裸露且具有磁性的那部分铁，对于非磁性铁和包裹铁无法去除。
针对于这种研究背景，本发明对陶瓷原料提出了物理去除、化学解离和化学去除三者结合的方法对其进行综合除铁，以期达到更高的去除率。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种陶瓷原料除铁增白方法，该方法能达到更高的去除率。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种陶瓷原料除铁增白方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将陶瓷原料粉碎球磨，过筛并加水配制成浆料；
(2)采用物理除铁法对浆料进行初步除铁；
(3)加入解离药剂并用酸调节pH值，搅拌均匀，使得浆料中包裹的铁溶出，然后采用物理除铁法对浆料再次除铁；
(4)加入除铁药剂，搅拌均匀，水洗数次，最后固液分离，固体压榨晾干，即得除铁增白后的陶瓷。
本发明方法中，最后固液分离的液体加碱可回收铁源，之前工序中物理除铁得到的铁也可回收，实现资源的综合利用。
作为本发明所述方法的优选实施方式，所述步骤(1)中，浆料中陶瓷原料的质量分数为10％～30％。
作为本发明所述方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，物理除铁法为采用永磁铁、电磁机或其他磁力设备除铁，初步除铁直至无法吸出物质为止。
作为本发明所述方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，解离药剂为低二亚硫酸钠、双氧水中的至少一种。
作为本发明所述方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，解离药剂的用量为浆料质量的1％～5％。
作为本发明所述方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，调节pH值为3～6，酸为稀硝酸、稀盐酸、稀硫酸中的至少一种。
作为本发明所述方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，物理除铁法为采用永磁铁、电磁机或其他磁力设备除铁，初步除铁直至无法吸出物质为止。
作为本发明所述方法的优选实施方式，所述步骤(4)中，除铁药剂为草酸、铁络合剂、柠檬酸中的至少一种。
作为本发明所述方法的优选实施方式，所述步骤(4)中，除铁药剂的用量为浆料质量的0.5％～2％。
作为本发明所述方法的优选实施方式，所述步骤(4)中，水洗操作为：自然沉降后去除上清液，固体加水清洗，反复数次，直至上清液无铁为止。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过化学解离的作用，能将包裹磁性铁和非磁性铁打开，提高了后续物理除铁和化学除铁的效率；通过物理除铁、化学解离和化学除铁三者协同作用，能将陶瓷原料中的大部分铁去除，铁去除率高，原料增白效果明显。本发明实现了变废为宝，可将陶瓷原料中作为杂质的铁收集再利用，应用于高附加值的铁源应用场合。
附图说明
图1为本发明陶瓷原料除铁增白方法的技术路线图。
图2为实施例1中陶瓷原料除铁前后的白度对比图，其中，左侧为除铁前的陶瓷原料，右侧为除铁后的陶瓷原料。
图3为实施例2中陶瓷原料除铁前后的白度对比图，其中，左侧为除铁前的陶瓷原料，右侧为除铁后的陶瓷原料。
图4为实施例3中陶瓷原料除铁前后的白度对比图，其中，左侧为除铁前的陶瓷原料，右侧为除铁后的陶瓷原料。
图5为对比例1中陶瓷原料除铁前后的白度对比图，其中，左侧为除铁前的陶瓷原料，右侧为除铁后的陶瓷原料。
图6为对比例2中陶瓷原料除铁前后的白度对比图，其中，左侧为除铁前的陶瓷原料，右侧为除铁后的陶瓷原料。
图7为对比例3中陶瓷原料除铁前后的白度对比图，其中，左侧为除铁前的陶瓷原料，右侧为除铁后的陶瓷原料。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明陶瓷原料除铁增白方法的技术路线图如图1所示。
实施例1
取一种盾构泥，首先将其粉碎球磨，过筛并加水配制成质量分数为20wt％的浆料，采用永磁铁对浆料进行初步除铁，直至无法吸出为止，接着加入2wt％低二亚硫酸钠，并用稀硝酸调节pH值为4，搅拌均匀，使得浆料中包裹的铁溶出，采用永磁铁对浆料再次除铁，直至无法吸出物质为止，然后在浆料中加入1wt％草酸，搅拌均匀，水洗4次，最后固液分离，固体压榨晾干即得到低含铁量原料。除铁前后成分的对比如表1所示，白度对比如图2所示，其中，左侧为除铁前的陶瓷原料，白度为15.2，右侧为除铁后的陶瓷原料，白度为32.1。
表1
Figure BDA0002435489160000041
由表1和图2可知，采用本发明的方法，铁去除率高，原料增白效果明显。
实施例2
取一种盾构泥，首先将其粉碎球磨，过筛并加水配制成质量分数为10wt％的浆料，采用电磁机对浆料进行初步除铁，直至无法吸出为止，接着加入1wt％双氧水，并用稀硫酸调节pH值为3，搅拌均匀，使得浆料中包裹的铁溶出，采用永磁铁对浆料再次除铁，直至无法吸出物质为止，然后在浆料中加入0.5wt％铁络合剂，搅拌均匀，水洗4次，最后固液分离，固体压榨晾干即得到低含铁量原料。除铁前后成分的对比如表2所示，白度对比如图3所示，其中，左侧为除铁前的陶瓷原料，白度为15.2，右侧为除铁后的陶瓷原料，白度为29.5。
表2
Figure BDA0002435489160000042
由表2和图3可知，采用本发明的方法，铁去除率高，原料增白效果明显。
实施例3
取一种盾构泥，首先将其粉碎球磨，过筛并加水配制成质量分数为30wt％的浆料，采用电磁机对浆料进行初步除铁，直至无法吸出为止，接着加入5wt％双氧水，并用稀盐酸调节pH值为6，搅拌均匀，使得浆料中包裹的铁溶出，采用永磁铁对浆料再次除铁，直至无法吸出物质为止，然后在浆料中加入2wt％柠檬酸，搅拌均匀，水洗4次，最后固液分离，固体压榨晾干即得到低含铁量原料。除铁前后成分的对比如表3所示，白度对比如图4所示，其中，左侧为除铁前的陶瓷原料，白度为15.2，右侧为除铁后的陶瓷原料，白度为27.4。
表3
Figure BDA0002435489160000051
由表3和图4可知，采用本发明的方法，铁去除率高，原料增白效果明显。
对比例1单独物理去除法
取一种盾构泥，首先将其粉碎球磨，过筛并加水配制成质量分数为20wt％的浆料，采用永磁铁对浆料进行初步除铁，直至无法吸出为止，然后浆料压榨晾干即得到处理后的陶瓷原料，除铁前后成分的对比如表4所示，白度对比如图5所示，其中，左侧为除铁前的陶瓷原料，白度为15.2，右侧为除铁后的陶瓷原料，白度为17.6。
表4
Figure BDA0002435489160000052
由表4和图5可知，单独物理去除法对陶瓷原料的除铁率较低，原料增白效果不明显。
对比例2单独化学解离法
取一种盾构泥，首先将其粉碎球磨，过筛并加水配制成质量分数为20wt％的浆料，然后加入2wt％低二亚硫酸钠和一定量稀硝酸调节pH值为4，搅拌均匀，使得浆料中包裹的铁解离出来，水洗4次，最后固液分离，固体压榨晾干即得到处理后的陶瓷原料。除铁前后成分的对比如表5所示，白度对比如图6所示，其中，左侧为除铁前的陶瓷原料，白度为15.2，右侧为除铁后的陶瓷原料，白度为18.5。
表5
Figure BDA0002435489160000061
由表5和图6可知，单独物理去除法对陶瓷原料的除铁率较低，原料增白效果不明显。
对比例3单独化学去除法
取一种盾构泥，首先将其粉碎球磨，过筛并加水配制成质量分数为20wt％的浆料，然后在浆料中加入1wt％草酸，搅拌均匀，水洗4次，最后固液分离，固体压榨晾干即得到处理后的陶瓷原料。除铁前后成分的对比如表6所示，白度对比如图7所示，其中，左侧为除铁前的陶瓷原料，白度为15.2，右侧为除铁后的陶瓷原料，白度为21.3。
表6
Figure BDA0002435489160000062
由表6和图7可知，单独物理去除法对陶瓷原料的除铁率较低，原料增白效果不明显。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种陶瓷原料除铁增白方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将陶瓷原料粉碎球磨，过筛并加水配制成浆料；
(2)采用物理除铁法对浆料进行初步除铁；
(3)加入解离药剂并用酸调节pH值，搅拌均匀，使得浆料中包裹的铁溶出，然后采用物理除铁法对浆料再次除铁；
(4)加入除铁药剂，搅拌均匀，水洗数次，最后固液分离，固体压榨晾干，即得除铁增白后的陶瓷。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，浆料中陶瓷原料的质量分数为10％～30％。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，物理除铁法为采用永磁铁、电磁机或其他磁力设备除铁，初步除铁直至无法吸出物质为止。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，解离药剂为低二亚硫酸钠、双氧水中的至少一种。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，解离药剂的用量为浆料质量的1％～5％。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，调节pH值为3～6，酸为稀硝酸、稀盐酸、稀硫酸中的至少一种。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，物理除铁法为采用永磁铁、电磁机或其他磁力设备除铁，初步除铁直至无法吸出物质为止。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，除铁药剂为草酸、铁络合剂、柠檬酸中的至少一种。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，除铁药剂的用量为浆料质量的0.5％～2％。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，水洗操作为：自然沉降后去除上清液，固体加水清洗，反复数次，直至上清液无铁为止。
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