高檔衛(wèi)生陶瓷用球粘土研究

摘 要：控制好原生粘土原礦、次生粘土原礦、葉蠟石原礦的粘度、干燥抗折強(qiáng)度和總線性收縮率，通過(guò)沉降法提純，按比例混合均勻壓濾可以制得理化指標(biāo)優(yōu)異，適用于高檔衛(wèi)生陶瓷用球粘土。葉蠟石理想加入比例為12%-18%。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)生陶瓷;球粘土;原生粘土;次生粘土;葉蠟石;沉降法

1 引 言

隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)各種衛(wèi)生陶瓷的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。衛(wèi)生陶瓷的質(zhì)量，也與生產(chǎn)過(guò)程使用的原料球粘土的質(zhì)量密切相關(guān)。目前市場(chǎng)上，用于生產(chǎn)衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品的球粘土的主要礦物為高嶺石，而高嶺石的粘度較高，總線性收縮率較大，用于生產(chǎn)高檔衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品時(shí)，在注漿成型時(shí)會(huì)因?yàn)檎扯容^高而導(dǎo)致化漿困難，入漿不滿模具，脫模后坯體軟，且在干燥和燒成過(guò)程中會(huì)因總線性收縮率較大而導(dǎo)致出現(xiàn)變形、開(kāi)裂等問(wèn)題，使生產(chǎn)的衛(wèi)生陶瓷不能滿足市場(chǎng)對(duì)高檔衛(wèi)生陶瓷的要求。

因此需要將球粘土的各原料的粘度、干燥抗折強(qiáng)度和總線性收縮率控制在一個(gè)適合的范圍，從而滿足各項(xiàng)指標(biāo)，為生產(chǎn)出高檔的衛(wèi)生陶瓷提供一個(gè)良好的原料基礎(chǔ)。

2? 原礦測(cè)試

本研究高檔衛(wèi)生陶瓷用球粘土，其使用的所有原料包括原生粘土、次生粘土、葉蠟石、稀釋劑、絮凝劑、水，生產(chǎn)前采用GB/T 26742規(guī)定的方法測(cè)試其粘度、干燥抗折強(qiáng)度和總線性收縮率等指標(biāo)，詳見(jiàn)表1。

3 試劑

分析純：硅酸鈉、腐植酸鈉、碳酸鈉、聚合氯化鋁、氯化鎂、硝酸。

4 樣品制備

4.1 樣品制備

4.1.1 原生粘土原礦提純

將原生粘土投入1#化漿池，按比例依次投入水和稀釋劑，化成漿料，將漿料輸送到1#螺旋除沙機(jī)除去較粗的石英沙，再輸送到1#刮沙機(jī)除去較細(xì)的石英沙，再輸送到1#振動(dòng)篩除去樹(shù)皮、草根、云母或其它雜質(zhì)，然后輸送到1#斜池沉降0.5-60小時(shí)，再抽斜池上層漿料到1#中池，用1#攪拌機(jī)邊攪拌邊加入絮凝劑，使?jié){料充分絮凝，絮凝后的漿料輸送到1#成品池，得到純?cè)惩翝{。

4.1.2 次生粘土原礦提純

將次生粘土投入2#化漿池，按比例依次投入水和稀釋劑，化成漿料，將漿料輸送到2#螺旋除沙機(jī)除去較粗的石英沙，再輸送到2#刮沙機(jī)除去較細(xì)的石英沙，再輸送到2#振動(dòng)篩除去樹(shù)皮、草根、云母或其它雜質(zhì)，然后輸送到2#斜池沉降0.5-60小時(shí)，再抽斜池上層漿料到2#中池，用2#攪拌機(jī)邊攪拌邊加入絮凝劑，使?jié){料充分絮凝，絮凝后的漿料輸送到2#成品池，得到純次生粘土漿。

4.1.3葉蠟石原礦提純

將葉蠟石投入1#球磨機(jī)中，按比例依次投入水和稀釋劑，研磨，將研磨后的漿料輸送到3#振動(dòng)篩除去較粗雜質(zhì)，再輸送到1#水力旋流器進(jìn)行分選，較細(xì)漿料輸送到3#中池，用3#攪拌機(jī)邊攪拌邊加入絮凝劑，使?jié){料充分絮凝，絮凝后輸送到3#成品池，得到純?nèi)~蠟石漿。

4.1.4 按比例配漿壓濾

將純?cè)惩翝{、純次生粘土漿和純?nèi)~蠟石漿按比例輸送到4#成品池，用4#攪拌機(jī)攪拌混合均勻，再用柱塞泵輸送到壓濾機(jī)脫去部分水，得到球粘土產(chǎn)品。

本研究試驗(yàn)中，各原料的配方比例詳見(jiàn)表2。

5 結(jié)果和討論

（1）各試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3.

（2）試驗(yàn)球粘土樣品的粘度（32-58）s，流動(dòng)性優(yōu)異;其干燥抗折強(qiáng)度為（4.9-6.9）MPa， 干燥強(qiáng)度優(yōu)異;其總線性收縮率為5.3%-9.3%，收縮率優(yōu)異。此次試驗(yàn)球粘土樣品達(dá)到預(yù)期性能。

（3）球粘土樣品的放射性指數(shù)、可溶性鉛、可溶性鎘合格。

（4）球粘土樣品的干燥抗折強(qiáng)度、化學(xué)成分等理化指標(biāo)優(yōu)異，系列產(chǎn)品可以滿足不同衛(wèi)生陶瓷的使用要求。

（5）機(jī)理討論：

衛(wèi)生陶瓷形狀很復(fù)雜，通常采用含水率為25%-35%的坭漿注漿成形，剛脫模的坯體因?yàn)楹蚀螅詮?qiáng)度低、干燥收縮大、容易變形、容易開(kāi)裂，干燥前的坯體的可塑性要足夠高和控制好干燥收縮才能避免變形和開(kāi)裂。適當(dāng)干燥后的坯體還要施釉，其可塑性和干燥強(qiáng)度必須足夠高才能避免變形、開(kāi)裂。因此，其坯料的干燥收縮、可塑性和干燥強(qiáng)度要求很高，如果干燥收縮大、可塑性不夠、干燥強(qiáng)度不夠，就很容易產(chǎn)生變形、開(kāi)裂等缺陷，所以其坯體用球粘土必須采用較高含量的次生粘土。衛(wèi)生陶瓷表面有一層釉，它的坯體對(duì)白度要求稍低，可以加入較高含量的雜質(zhì)較多的次生粘土來(lái)保證其具有優(yōu)異的成形性能，進(jìn)一步來(lái)保證其具有優(yōu)異的使用性能。

葉蠟石主要由酸性火山凝灰?guī)r經(jīng)熱液蝕變而成，在某些富鋁的變質(zhì)巖中也有產(chǎn)出。葉蠟石化學(xué)式為Al2[Si4O10]（OH）2，其中Al2O3占28.3%，SiO2占66.7%，H2O占5.0%。原生粘土和次生粘土的主要礦物成分為高嶺石，結(jié)構(gòu)水占14.0%。而葉蠟石結(jié)構(gòu)水只有5.0%，故在加熱過(guò)程中因脫水產(chǎn)生的收縮小，灼減小，其脫水過(guò)程也比較緩慢，過(guò)程也較長(zhǎng)，熱膨脹系數(shù)小。葉蠟石層間以范德華力結(jié)合，層間離子不易被置換，也不易吸收水分和其它離子，具有離子交換性小、不吸濕膨脹、可塑性差、干燥抗折強(qiáng)度低、粘度低、干燥收縮很小的特點(diǎn)。

本研究綜合了這三種原料的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，完全解決了過(guò)去因原料的粘度高和總線性收縮率大而導(dǎo)致高檔衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)化漿困難、注漿時(shí)模具沒(méi)填滿，脫模后坯體軟，干燥和燒成時(shí)容易變形、開(kāi)裂的缺點(diǎn)，為衛(wèi)生陶瓷制造業(yè)生產(chǎn)高檔衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品提供了良好的質(zhì)量保障。

本次試驗(yàn)顯示，葉蠟石加入量<12%的球粘土的流速較慢，這種球粘土的流動(dòng)性相對(duì)稍差，葉蠟石理想加入量為12%-18%。

6 結(jié) 論

控制好原生粘土原礦、次生粘土原礦、葉蠟石原礦的粘度、干燥抗折強(qiáng)度、總線收縮率，通過(guò)沉降法提純，按比例混合均勻壓濾可以制得粘度、干燥抗折強(qiáng)度、總線收縮率和其它理化指標(biāo)優(yōu)異，適用于高檔衛(wèi)生陶瓷的球粘土。葉蠟石加入量小于12%的球粘土的流動(dòng)性相對(duì)稍差，葉蠟石理想加入量為12%-18%。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝汝忠，一種作為高檔衛(wèi)生陶瓷原料的球粘土及其生產(chǎn)方法，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，http：//pss-system.cnipa.gov.cn/sipopublicsearch/patentsearch/showViewList-jumpToView.shtml