四川某陶罐用黏土加工性能研究

作者：洪胡 傅开彬 郭帅 石磊    单位：西南科技大学 环境与资源学院；非金属矿粉体改性与高质化利用技术四川省工程研究中心；固体废物处理与资源化教育部重点实验室；四川省矿产资源勘查集团有限责任公司

关键词：黏土矿；陶罐；工艺参数；热稳定性；重金属迁移；食品接触安全

摘  要：为了开发利用四川某地黏土矿资源，并探索其用于制备日用陶罐的可行性，以该地区黏土矿为研究对象，通过 X 射线衍射（XRD）、X 射线荧光光谱（XRF）等分析了原料的矿物组成和化学成分，并采用单因素焙烧试验，系统研究了烧结温度、保温时间等工艺参数对制品吸水率、抗压强度及体积收缩率的影响。同时，对黏土原料及烧制成品的物相变化进行了分析，并依据国家标准对陶罐的食品安全性进行了评估。结果表明 ，该黏土矿的主要化学成分为 Al₂ O₃ 、SiO₂ 和 Fe₂ O₃；矿物组成以石英（60.9%）、黏土矿物（32.8%）为主，并含有少量赤铁矿（4.5%）、方解石（1.1%）和斜长石（0.7%）。通过工艺优化，确定最佳烧制条件为：烧结温度 1 200 ℃，保温时间 2.0 h。在此条件下制备的陶罐，其吸水率为 1.01%，抗压强度达 75.2 MPa，体积收缩率为 17.60%，各项物理性能指标优良。食品安全性评估显示，制品中铅（Pb）、镉（Cd）的迁移量 分别为 0.013 mg/L 和 0.000 08 mg/L，远低于 GB 4806.4—2016《食品安全国家标准 陶瓷制品》中规定的铅（≤0.5 mg/L）、镉（≤0.25 mg/L）溶出量限值。该地区黏土矿适合作为原料用于烧制安全、高强度的陶罐产品。