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        可替代粘土的增強劑在建筑陶瓷生產(chǎn)中的應(yīng)用

        2014-10-19 03:40:22曾憲達
        陶瓷 2014年12期
        關(guān)鍵詞:坯體粘土配方

        曾憲達

        (佛山市嘉博陶瓷原料有限公司 廣東 佛山 528031)

        粘土是建筑陶瓷生產(chǎn)中的主要原料之一,除了提供建筑陶瓷需要的成分,更重要的是提供可塑性賦于坯體的成形性能。但粘土?xí)古浞綗Я吭龃?,既制約著燒成周期的縮短,同時又增加了煙氣排放量,給建筑陶瓷的環(huán)保生產(chǎn)帶來了較大的壓力。粘土主要存在于農(nóng)田、魚塘及丘陵低洼地帶,是難以再生的資源,大量的開采對環(huán)境造成了破壞。因此可替代粘土一直是陶瓷人心中的夢想。

        嘉博陶瓷原料近十年來專業(yè)研發(fā)及生產(chǎn)銷售陶瓷專用坯體增強劑,于2013年7月研發(fā)出可替代粘土的陶瓷專用增強劑,2013年9月在某建筑陶瓷企業(yè)大生產(chǎn)中成功應(yīng)用,并迅速在十幾家建筑陶瓷企業(yè)得到推廣應(yīng)用,到目前,部分廠家已將粘土的使用量降至5%,個別生產(chǎn)線已完全替代粘土??商娲惩恋难兄瞥晒ν黄屏私ㄖ沾缮a(chǎn)中粘土不可替代的瓶頸,為建筑陶瓷生產(chǎn)開啟了新的領(lǐng)域。

        從目前眾多廠家生產(chǎn)應(yīng)用的數(shù)據(jù)來看:只要加入0.1%的嘉博陶瓷專用坯體增強劑,就能增加大于0.25 MPa的生坯干燥強度,可替代3%的粘土原料,而且隨著加入量的增加強度累積增加。

        1 研究的范圍

        在實際生產(chǎn)中使用增強劑替代粘土?xí)r,配方性能會相應(yīng)的改變,因此對配方要做相應(yīng)的調(diào)整,如:

        1)配方元素結(jié)構(gòu)變化的調(diào)整;

        2)配方燒失量減少導(dǎo)致燒成收縮率變化的調(diào)整;

        3)配方調(diào)整后對色料呈色能力變化的調(diào)整;

        4)配方調(diào)整后引起燒失量的減少對干燥及燒成曲線的調(diào)整;

        5)由于調(diào)整帶來的其它各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的配合調(diào)整。

        結(jié)合各使用廠家的生產(chǎn)得出如下結(jié)論:初期使用應(yīng)先采用小量的粘土替代方案,初步使用后以0.2%嘉博增強劑替代配方中6%的粘土量為佳,再逐步加大粘土的替代量,以確保生產(chǎn)的穩(wěn)定過渡。

        針對初期替代配方中6%的粘土量,筆者將選取某生產(chǎn)廠家以40 t球磨機入中試超白料配方,球磨噴料,進行大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn),記錄各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù),并與試驗前生產(chǎn)線上生產(chǎn)的原超白配方的各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)進行對比,從而分析得出結(jié)論。試驗結(jié)果和流程可為產(chǎn)品使用者提供指導(dǎo)性思路,考慮到在粘土替代過程中要做相應(yīng)的調(diào)整,使用者應(yīng)做好充分的思想準(zhǔn)備,準(zhǔn)備好應(yīng)對措施,具體細節(jié)向我公司咨詢。

        2 試驗的目的

        1)驗證引入嘉博固體增強劑替代粘土后能否優(yōu)化配方結(jié)構(gòu)。

        2)優(yōu)化后各項數(shù)據(jù)是否有實際應(yīng)用價值。

        3)通過演示中試流程為使用者提供借鑒。

        3 試驗流程設(shè)計

        試驗配方設(shè)計→試驗配方投入40 t料球磨噴粉并陳腐24 h以上→各生產(chǎn)環(huán)節(jié)做好試驗準(zhǔn)備工作→試驗前做好原配方生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄整理→正式轉(zhuǎn)用試驗料大生產(chǎn)并調(diào)試穩(wěn)定→記錄試驗料各環(huán)節(jié)生產(chǎn)數(shù)據(jù)→試驗料生產(chǎn)完后轉(zhuǎn)回原生產(chǎn)配方料調(diào)試穩(wěn)定后繼續(xù)生產(chǎn)→數(shù)據(jù)整理、對比,并得出試驗結(jié)論。

        4 試驗過程

        4.1 試驗配方設(shè)計及新舊配方對比(見表1)

        表1 試驗配方設(shè)計及新舊配方對比

        4.2 配方具體數(shù)據(jù)調(diào)整(見表2)

        表2 配方調(diào)整

        注:涉及試驗廠家的商業(yè)及配方秘密的關(guān)健部分已進行保密(如原料具體名稱等)。重點說明的是:原配方中已加入總量0.1%的其它增強劑類材料,所以本配方中有0.1%嘉博增強劑是等量替代原配方中的其它增強劑類材料,另外0.2%嘉博增強劑實際替代配方中6%的粘土。

        4.3 新舊配方化學(xué)成分對照表(見表3)

        表3 試驗新舊化學(xué)成分對比(質(zhì)量%)

        4.4 各主要工序的工藝參數(shù)(見表4)

        表4 主要工序的工藝參數(shù)對比

        4.5 試驗數(shù)據(jù)分析

        1)干燥前坯體強度增大了0.03~0.05 MPa,提高了8.3%;干燥后強度增大了0.39 MPa,提高了23.78%,其結(jié)果充分證明嘉博固態(tài)增強劑性能優(yōu)良,在減少了6%塑性泥及不加原有增強類化工的情況下,中試料干燥前后的生坯強度不降反增,能更加確保生產(chǎn)過程中損耗的控制。

        2)在配方中,由于用白度高的中高溫料代替了鐵元素含量高的塑性泥,使產(chǎn)品的白度提升了3左右。

        3)基礎(chǔ)配方中塑性泥的減少,對色料的呈色更有利,發(fā)色能力和色澤的鮮艷程度有很大的改善。

        4)坯體白度增加3.3,可減少硅酸鋯的加入量,大大降低成本。

        5)漿料流速為45 s,可控合格。

        6)燒成產(chǎn)品尺寸增加3~5 mm,燒成收縮率減少了0.28%,這是由于替代塑性泥后配方燒失量降低了0.45%引起的,這有利于提高窯爐產(chǎn)量及節(jié)約能耗,還可提高單位原料產(chǎn)磚比例。

        5 結(jié)論與展望

        通過演示某建筑陶瓷廠家在配方中用嘉博陶瓷坯體增強劑替代6%的粘土的試驗過程,為將來建筑陶瓷行業(yè)生產(chǎn)取代粘土提供了借鑒作用。在建筑陶瓷配方中減少或不用粘土是建筑陶瓷行業(yè)多年的期望,無論從環(huán)保節(jié)能,還是對于廠家降低生產(chǎn)成本、提升竟?fàn)幜Ψ矫娑际怯幸娴?。通過應(yīng)用能夠擺脫粘土資源的制約,部分或完全的替代粘土。我公司將進一步研究,讓配方中粘土的替代更加便捷,使配方更加完善。

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