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。

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