摘 要：本文主要使用赤泥代替部分化工原料生產(chǎn)棕色陶瓷顏料。通過試驗發(fā)現(xiàn)，當赤泥的含量為50%時，將其用于釉料中，其呈色效果較好，但用于坯料中，效果欠佳。本文的研究將為固體廢棄物赤泥找到一條可以利用的道路，對節(jié)能減排有一定的積極意義。

關(guān)鍵詞：赤泥；棕色陶瓷顏料；應(yīng)用

1 前言

赤泥亦稱紅泥，是用鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁過程中所排放的一種固體廢物，每生產(chǎn)一噸氧化鋁大概有0.8～1.5t的赤泥產(chǎn)生。預(yù)計到2015年，赤泥累計堆存量將達到3.5億噸，基于我國赤泥的綜合利用現(xiàn)狀，將對鋁生產(chǎn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展帶來嚴重的負面影響。長期以來，國內(nèi)外學(xué)者對赤泥的綜合利用做了大量的研究工作，取得了顯著進展。概括起來，赤泥有以下幾種用途:赤泥作土壤改良劑——硅肥是繼氮、磷、鉀肥之后的第四大元素肥料，它對多種農(nóng)作物具有較好的營養(yǎng)作用；富含鐵的赤泥可用于筑路材料；還可作為一次資源用于生產(chǎn)水泥、陶瓷及玻璃等。

赤泥的組成及其性質(zhì)復(fù)雜，并隨鋁土礦成分、生產(chǎn)工藝（燒結(jié)法、混聯(lián)法和拜耳法）及脫水、陳化程度不同而有所變化，其典型的化學(xué)成分如表1所示。

本文主要是用赤泥代替部分化工原料用于棕色陶瓷顏料中，以生產(chǎn)出可用于生產(chǎn)的棕色陶瓷顏料，達到了節(jié)能減排、廢物利用、提高經(jīng)濟效益的目的。

2 實驗內(nèi)容

2.1 實驗原料

實驗中所用的赤泥采自山東某氧化鋁廠赤泥堆場，赤泥外觀呈紅色土狀、質(zhì)地疏松。采取后，經(jīng)干燥、球磨后過60目篩，裝袋備用。分析表明，該赤泥中主要的礦物組成為方解石、二氧化硅、赤鐵礦、針鐵礦和伊利石。其化學(xué)組成見表2。

除赤泥代替部分化工原料外，還需用到的化工原料有氧化鉻、氧化鐵、氧化鋅、氫氧化鋁等。

2.2 實驗儀器與設(shè)備

實驗所用設(shè)備有:日本美能達公司生產(chǎn)的CM2500d色差儀、湘潭三聯(lián)儀器有限公司生產(chǎn)的DHF82多元素快速分析儀、洛陽永泰試驗電爐廠生產(chǎn)的快速節(jié)能電爐KSS-1600、電輥窯爐、磨樣機、球磨機、各種規(guī)格網(wǎng)篩等。

2.3 工藝參數(shù)

（1） 赤泥風(fēng)化期：>6個月；

（2） 料:球 ＝1:1.3；

（3） 施釉方式：噴釉；

（4） 燒成溫度：1075～1095℃；

（5） 燒成周期：55～65min。

2.4 顏料的制備

棕色陶瓷顏料的呈色機理是由于赤泥富含氧化鐵、氧化鋁，在配方中加入氧化鉻，并適當添加少量氧化鐵等配料，其中氧化鐵與氧化鉻在高溫下形成尖晶石型化合物，通過調(diào)節(jié)氧化鐵與氧化鉻的比例與含量，來獲得棕色顏料。通過對赤泥化學(xué)組成的分析可知，可用赤泥代替部分化工原料，這樣既可以利用部分固體廢料，又可以節(jié)省一部分化工原料，降低生產(chǎn)成本，達到變廢為寶的目的。顏料配方組成及效果如表3所示。

首先將干燥的赤泥球磨10min，過40目篩；然后按照表3的比例進行混料，于馬弗爐中按設(shè)定的升溫程序升溫至1250℃，保溫1h；最后對燒成結(jié)果進行觀察分析。

為了加大赤泥利用率，并有效降低生產(chǎn)成本，本研究以赤泥加入量為50%左右的配方進行了進一步的研究，其詳情如表4所示。

當赤泥的含量為50%左右時，改變其它組分的含量，燒成過程不變。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其中1、2、3、4、6、8號樣品的外觀及燒結(jié)情況較好。

2.5 棕色陶瓷顏料的釉用試驗

將燒制好的1、2、3、4、6、8號樣品的棕色顏料進行球磨，過60目篩，按一定比例與筆者廠的白坯料進行配料，然后混均、球磨、噴釉，在輥道窯中燒成，燒成溫度為1075～1095℃，燒成時間為60min左右。冷卻后，用色差計進行測試，并與筆者廠中原來生產(chǎn)的棕色顏料在相同條件下的噴釉效果進行對比，結(jié)果令人滿意。樣品的色度值如表5所示。

2.6 棕色陶瓷色料的坯用試驗

將燒制好的1、2、3、4、6、8號樣品的棕色顏料進行球磨，過60目篩，按一定比例與筆者廠的白坯料進行配料；然后混均、球磨，倒出后在240℃條件下進行干燥；最后粉碎，過60目篩，稱取23g，放入壓餅機中壓成餅狀（壓力30kg/cm2）。將壓好的餅放入電輥爐中進行煅燒，其燒成溫度為1195～1205℃。結(jié)果表明，燒出的樣品分別呈淺白、淺灰和淺棕色，效果均不理想。

3 結(jié)論

（1） 當赤泥引入量為50%時，可得到較為滿意的配方及產(chǎn)品。

（2） 赤泥引入棕色陶瓷顏料中，大大降低了生產(chǎn)成本，為生產(chǎn)企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效益。同時也將固體廢棄物有效利用，不僅開發(fā)了赤泥的新的資源價值，也減少了赤泥對環(huán)境的污染和對土地資源的占用，達到節(jié)能減排的目的。

（3） 在1250℃溫度下，保溫60min，利用赤泥可以用于制備呈色性能較好的低成本棕色顏料，釉用效果理想，但坯用效果較差，有待進一步的研究。

參考文獻

[1] 土瑞燕，何麗紅.赤泥一粉煤灰加氣混凝土技術(shù)性能及強度形

成機理研究[J].混凝土，2011，(12):45－48.

[2] 工信部和科技部聯(lián)合.赤泥綜合利用指導(dǎo)意見[R].2010.

[3] 楊重愚.氧化鋁生產(chǎn)工藝學(xué)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1982:8-10.

[4] 景英仁，楊奇，景英勤.赤泥的基本性質(zhì)及工程特性[J].山西建筑，

2001(6):80-81.

[5] 吳建鋒，徐曉虹，張明雷等.兩種赤泥制備多孔陶瓷濾球的研究[J].

武漢理工大學(xué)學(xué)報，2009，31(4):45-48.

[6] 林偉，李小雷，韓復(fù)興等.拜耳法赤泥改性陶瓷輕質(zhì)磚工藝研究[J].

陶瓷，2011( 8):22-25.

[7] 李孟，劉丹，吳梓鴻.赤泥基多孔陶瓷材料及其改性物除Cu2+研

究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報，2010，32(18):29-32.

[8] 吳建鋒，羅文輝，徐曉虹等.赤泥陶瓷保溫磚的制備及結(jié)構(gòu)與性

能[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報，2008，30(5):15-18.

[9] 吳建鋒，黃香魁，徐曉虹等.赤泥質(zhì)多孔陶瓷濾料氣孔率的調(diào)控

研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報，2010，32(18):24-28.

[10] 徐曉虹，滕方雄，吳建鋒.赤泥質(zhì)陶瓷內(nèi)墻磚的制備及結(jié)構(gòu)研究

[J].陶瓷學(xué)報，2007，28(3):164-169.

[11] 徐曉虹，周城，吳建鋒.赤泥質(zhì)陶瓷清水磚的制備及坯釉結(jié)合機

理[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報，2007，29(6):8-11.

[12] 吳建鋒，丁培，徐曉虹.富赤泥陶瓷清水磚的研制[J].武漢理工

大學(xué)學(xué)報，2007，29(7):22-25.

[13] 喬艷.利用赤泥研制黑色陶瓷顏料[J].江蘇陶瓷，2009，42(1):12-14.

[14] 蔣述興，賀深陽.利用赤泥制備建筑陶瓷[J].桂林工學(xué)院學(xué)報，

2008，28(3):385-388.

[15] 徐曉虹，滕方雄，吳建鋒等.利用赤泥制備陶瓷外墻磚的研究[J].

武漢理工大學(xué)學(xué)報，2008，30(12):15-18.

[16] 吳建鋒，郭子瑜，徐曉虹等.涂覆TiO2薄膜赤泥質(zhì)陶瓷濾球的

光催化性[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報，2005，27(9):23-25.

[17] 劉雪吟，姜斌，黃朝暉等.以粉煤灰和赤泥為原料燒結(jié)陶瓷工藝

與性能研究[J].硅酸鹽通報，2010，29(1):188-192.

[18] 吳建鋒，冷光輝，張明雷等.用Bayer法赤泥制備的多孔陶瓷濾

料的結(jié)構(gòu)與性能[J].硅酸鹽學(xué)報，2008，36(12):188-192.

[19] 劉作霖.用燒結(jié)法赤泥生產(chǎn)陶瓷釉面磚[J].輕金屬，1986( 7):12-14.

[20] 吳建鋒，張明雷，徐曉虹等.用燒結(jié)法赤泥制備多孔陶瓷濾球的

研究[J].陶瓷學(xué)報，2007，28(4):276-281.

[21] 劉萬超，楊家寬，肖波.拜耳法赤泥中鐵的提取及殘渣制備建材[J].

中國有色金屬學(xué)報，2008，18(1):187-192.

[22] 顧漢念，王寧，張乃從等.赤泥天然放射性水平及在建材領(lǐng)域制

約性研究[J].輕金屬，2011(5):19-21.