一、原料
黃金礦山的開采生產(chǎn)過程中，尾礦的產(chǎn)率高達90%以上，就福建省雙旗山金礦的生產(chǎn)而言，每年尾礦堆放量可達7-8萬噸，大量的尾礦不僅占用了林地，而且還需要花費大量的人力、物力、財力來維護正常的生產(chǎn)管理，因而如何利用尾礦是個急需解決的問題，也是極具開發(fā)利用前景的課題。早在2000年，福建省陶瓷產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)基地和福建省雙旗山金礦就開展科研合作，確定以尾礦綜合利用為技術(shù)創(chuàng)新的首要課題，查閱了大量關(guān)于尾礦綜合利用的文獻資料，并對不同時期的尾礦進行綜合物化測試。通過初步探索，科研人員確定利用尾礦制取白碳黑、陶瓷坯土、陶瓷釉料三種產(chǎn)品的方案，并分別做了大量的探索性試驗，通過實驗數(shù)據(jù)分析和產(chǎn)品質(zhì)量經(jīng)濟效益比較，認為利用尾礦開發(fā)研制陶瓷坯土、陶瓷色釉料是確實可行的，有較大的發(fā)展空間。
二、尾礦試驗
利用黃金尾礦生產(chǎn)的色釉陶瓷，其核心技術(shù)是色釉的配方及生產(chǎn)工藝流程。色釉研制成功與否是本項目能否順利實施的關(guān)鍵。
陶瓷色釉的配方是以分選出黃金尾礦中的有效礦物成份，并添加適量顯色礦物(如Fe2O3、MnO2)或直接以礦物原有的氧化鐵、錳鈦鐵礦、金銀、鎢等微量元素作為著色(發(fā)色)原料配制而成，其中，在每100重量份色釉中所含的各金屬氧化物原料的重量份之比是：Fe2O3為4~6.5，K2O+Na2O為3~5，CaO+MgO為7~11。其燒成溫度范圍是為1100~1250℃，不同的燒成氣氛可獲得不同顏色的釉面效果。
(1)尾礦篩選技術(shù)方案
原生礦石通過球磨浮選產(chǎn)生的尾礦其產(chǎn)率達97.18%，通過成份分析，其結(jié)果如表1：
由此可以看出，尾礦礦物成份中，具有較高含量的鉀、鈉、鈣、鎂等成份，但硅鋁摩爾比偏高，燒失量較大，應(yīng)用有一定難度。
但通過大量的實驗發(fā)現(xiàn)：上述尾礦可以通過有效的選礦方法，使SiO2含量降低，其它礦物質(zhì)成份相對富集。在此基礎(chǔ)上進行嚴格二次物理分選可得到精制尾礦。其成份見表2。
上表結(jié)果顯示，精選尾礦成份波動范圍小，通過示性礦物計算長石含量達36~37%，高嶺土15~17%，石英24~26%，白云石14~16%，氧化鐵5~6%。精選尾礦含堿性氧化物活性成分含量較高，具備釉用原材料的基本特性，經(jīng)化驗尾礦還含有特征礦物錳鈦鐵礦、氧化鎢、微量金銀鈦等礦物，有利于釉面顯色，但含鐵量高，只宜研制深色釉料，另外應(yīng)添加部分其它陶瓷原料及所需顯色礦物原料。
三、坯、釉料配方的研制
(1)主要原料的選擇
輕質(zhì)粘土的質(zhì)量、種類在坯體配方中起著重要作用，為了使坯料、釉料漿料的物理性能穩(wěn)定，選用永安粘土、大坪山瓷土淘洗泥、漳州黑泥等原料輔助使用。
(2)所用主要原料化學(xué)成份
所用主要原料的化學(xué)成份見表3
(3)坯體配方的研制
利用選擇的原料參考相關(guān)成熟配方初步設(shè)計出10個配方分別進行小規(guī)模配料試驗，考察其工藝性能和產(chǎn)品性能，最終確定了編號為JK21的配方。該配方經(jīng)過中試效果良好，其坯體化學(xué)組成見表4。
(4)釉料配方的研制(以窯變黑釉為例)
試驗材料：黃金尾礦(325目)、Ep粉劑、氧化鐵、二氧化錳、長石、粘土等其他原料及添加劑。
試驗思路：
a.利用黃金尾礦替代部分色料、熔劑性原料。
b.達到黃金尾礦的最大加入量。
根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)實際條件，編制出試驗方案表，進行正交試驗，考察產(chǎn)品燒成效果，最終確定了編號為JKY601的配方，該配方經(jīng)過中試效果良好，其化學(xué)組成見表5。
(5)坯釉料生產(chǎn)工藝流程及工藝參數(shù)
坯料工藝流程：黃金尾礦篩選→陳腐→配料→濕法球磨→過篩→陳鐵→入泥漿池→雙缸泥漿泵→過篩→陳鐵→陳腐→注漿成形→干燥修坯(待用)
釉料工藝流程：黃金尾礦篩選(325目)→陳腐→配料→球磨→過篩→施釉→燒成→產(chǎn)品
坯料工藝參數(shù)：泥漿細度過200目篩余1.0~1.8%；總收縮(干燥+燒成)12.5~13.5%；干燥強度2.45MPa。
釉漿工藝參數(shù)：釉漿細度萬孔篩余0.05~0.1%；釉漿相對密度1.70~1.75；施釉方法為噴釉和浸釉；釉燒溫度為1210±10℃；施釉厚度：0.7~1.0mm。
(6)燒成制度
燒成采用寬斷面節(jié)能隧道窯，燒成溫度1200℃~1230℃，因原料中含有較多有機物、碳酸鹽等，升溫前期宜較慢，接近釉料熔化溫度宜較長時間保溫，以保證高亮度效果的釉面。
四、結(jié)語
t>(1)利用黃金尾礦研制的各種窯變色釉陶瓷，色彩豐富絢麗，釉面光亮平整，完全能夠生產(chǎn)出藝術(shù)水平較高的窯變色釉藝術(shù)瓷。
t>(2)黃金尾礦中除了含有鐵、鋁、鈦等金屬元素外，還含有金、銀、鎢等微量金屬元素，這些金屬元素在不同礦物組合、不同燒成條件下能產(chǎn)生顏色豐富的窯變現(xiàn)象。
t>(3)因為黃金尾礦具有促進燒結(jié)的作用，使得窯變釉陶瓷產(chǎn)品比傳統(tǒng)燒成溫度降低了50~80℃，減少了陶瓷產(chǎn)品的生產(chǎn)能耗。
t>(4)黃金尾礦儲量較多、質(zhì)量穩(wěn)定、運輸方便，其在坯料中的加入量可達20~30%，釉料中更可高達50~85%，這不僅合理利用了“三廢資源”減少了環(huán)境污染，減少了黃金生產(chǎn)企業(yè)的治污投入，而且降低了窯變色釉陶瓷的生產(chǎn)成本，具有較好的經(jīng)濟和社會效益。
t>(5)本項目成果獲得了發(fā)明專利申請?zhí)?02145036.6)并在2002年12月27日取得了國家知識產(chǎn)權(quán)局發(fā)明專利申請初步審查合格通知，2003年通過福建省經(jīng)貿(mào)委組織的技術(shù)鑒定，鑒定委員會認為：該項目工藝技術(shù)獨特可行，尾礦利用率高，符合國家環(huán)保“減量化、無害化、資源化”的要求，對保護生態(tài)、減輕污染具有重要意義，該項目的研制成功填補了國內(nèi)空白。
