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        摻配膨潤(rùn)土陶瓷泥漿用助磨減水劑的研制*

        2015-11-26 09:44:24秦晉國(guó)袁美玲麻桂萍
        陶瓷 2015年4期
        關(guān)鍵詞:效果

        秦晉國(guó) 袁美玲 麻桂萍 余 濤

        (國(guó)能神州高科技股份有限公司 山西 朔州 036000)

        前言

        在拋光磚生產(chǎn)過(guò)程中,坯料的球磨制漿是一關(guān)鍵工序。首先如何縮短球磨時(shí)間,從而既可降低生產(chǎn)能耗,又可提高設(shè)備產(chǎn)能;其次如何在保證原料性能的前提下降低泥漿的含水率,確保球磨機(jī)的使用效率,且可大幅降低噴霧干燥制粒時(shí)的能耗。在目前的拋光磚生產(chǎn)中,坯體多由底料和面料復(fù)合壓制而成。面料配入的瘠性料多,可塑性差,而優(yōu)質(zhì)粘土的產(chǎn)量小,價(jià)格高,一般廠家不愿意使用。摻入適量膨潤(rùn)土有助于提高面料的可塑性,但摻入膨潤(rùn)土后泥漿的流動(dòng)性變差,觸變性增大。采用傳統(tǒng)的偏硅酸鈉、腐殖酸鈉、三聚磷酸鈉類減水劑,對(duì)該類配方的泥漿不僅減水效果差,而且由于泥漿粘度成倍增大,導(dǎo)致研磨時(shí)間延長(zhǎng)。泥漿的觸變性變大,進(jìn)而造成磨好的泥漿不能從球磨機(jī)中放出的現(xiàn)象。為了克服這種現(xiàn)象,提高配方中膨潤(rùn)土的加入量,降低生產(chǎn)的成本。在剖析膨潤(rùn)土對(duì)陶瓷泥漿流變性影響的基礎(chǔ)上,我們針對(duì)該種配方的泥漿研究開發(fā)出了新型的助磨減水劑。

        1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

        本實(shí)驗(yàn)選用某陶瓷拋光磚企業(yè)的超白面料,其膨潤(rùn)土摻入量為3%,各種原料進(jìn)磨粒度小于5mm,泥漿含水率控制在36%以下,研磨時(shí)間以磨好的物料250目篩余物小于1%為準(zhǔn),添加偏硅酸鈉(WS)、腐殖酸鈉(FN)、三聚磷酸鈉(SJ)及其復(fù)配物,檢測(cè)其相應(yīng)的研磨時(shí)間,泥漿的流動(dòng)性和粘度,在具有良好助磨效果添加劑的基礎(chǔ)上,通過(guò)復(fù)配制備出可普遍適用于摻入膨潤(rùn)土泥漿的助磨減水劑。

        實(shí)驗(yàn)采用快速研磨機(jī)進(jìn)行,料∶球=1∶1.5。使用恩氏粘度計(jì)和旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 減水劑的助磨作用

        拋光磚面料配料時(shí)通常配入的瘠性原料較多,這些原料硬度大,比較難磨,需要添加助磨劑來(lái)提高球磨效率降低能耗。為提高面料坯料的可塑性和降低成本,面料中的粘土類物質(zhì),一般使用高嶺土和膨潤(rùn)土。因此,選用的助磨劑需針對(duì)膨潤(rùn)土具有高效的減水效果才能提高泥漿的流動(dòng)性。高嶺土為H-類粘土,適宜配入硅酸鈉;膨潤(rùn)土屬蒙脫石類,通常歸為Ca-類粘土,適合配入有機(jī)鈉鹽類助磨減水劑。

        表1為多種通常使用的各種減水劑與GN-3#減水劑助磨效果的對(duì)比。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見:以瓷料細(xì)磨至250目篩篩余量小于1%為準(zhǔn)對(duì)比,GN-3#的 助磨效果最為明顯,可節(jié)約球磨時(shí)間約15%。

        表1 各種減水劑的助磨效果

        圖1 研磨11min各種助磨劑效果圖

        2.2 減水劑的減水作用

        膨潤(rùn)土具有較高的吸水性,加入膨潤(rùn)土后,泥漿的粘度增大,特別是膨潤(rùn)土在水中溶解后會(huì)溶出較多的Ca2+、Mg2+,Ca2+、Mg2+帶正電荷,水化能力強(qiáng),束縛大量水,使泥漿流動(dòng)性變差,選擇可以使Ca2+、Mg2+形成沉淀物的減水劑,如碳酸鈉、硅酸鈉、三聚磷酸鈉有助于捕捉Ca2+、Mg2+,基于試驗(yàn)用各類減水劑的助磨效果,選擇在硅酸鈉基礎(chǔ)上,復(fù)配具有較強(qiáng)的絡(luò)合Ca2+、Mg2+的復(fù)鹽,在含水率設(shè)定為36%的前提下,與其它減水劑比對(duì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

        從表2實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見,添加GN-3#減水劑制備的泥漿粘度值小,流動(dòng)性好,放置30min后,仍具有一定的流動(dòng)性,基本能滿足磨制摻配膨潤(rùn)土拋光磚面料的泥漿的生產(chǎn)要求。

        表2 加入不同減水劑的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        2.3 減水劑中復(fù)鹽添加量對(duì)泥漿減水效果的影響

        復(fù)鹽是一種或多種能與Ca2+、Mg2+形成穩(wěn)定的絡(luò)合物的表面活性劑,為了進(jìn)一步提高GN-3#減水劑的減水性能,對(duì)復(fù)鹽在減水劑中配入量對(duì)泥漿減水效果也進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果見表3、表4。

        由表3可見,當(dāng)復(fù)鹽在減水劑中的加入量達(dá)到10%左右時(shí),其減水效果即可滿足生產(chǎn)要求;表中實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明,配入的復(fù)鹽對(duì)減水劑的性能起著主導(dǎo)作用。

        表3 不同復(fù)鹽添加量對(duì)減水效果的影響

        表4 助磨減水劑添加量對(duì)減水性能的影響

        硅酸鈉是摻配膨潤(rùn)土陶瓷泥漿較好的助磨劑。表4結(jié)果表明,以硅酸鈉為基礎(chǔ)配入10%復(fù)鹽及少量表面活性劑制備的GN-3#減水劑適宜球磨摻配膨潤(rùn)滑土陶瓷泥漿的制備,加入量以3‰~5‰為宜,可使泥漿在36%含水率下具有良好的流動(dòng)性。

        3 結(jié)語(yǔ)

        筆者針對(duì)拋光磚面料摻配膨潤(rùn)土后,磨制泥漿流變性差的現(xiàn)象,在驗(yàn)證硅酸鈉、腐殖酸鈉、三聚磷酸鈉及復(fù)配減水劑助磨減水作用的基礎(chǔ)上,研究出可有效抑制泥漿中Ca2+、Mg2+影響的GN-3#助磨減水劑。研究結(jié)果表明,GN-3??煽s短研磨時(shí)間15%,且具有明顯的減水效果,可使該種泥漿在36%含水率下具有良好的流動(dòng)性。

        1 曾令可.陶瓷減水劑的運(yùn)用及發(fā)展現(xiàn)狀.中國(guó)陶瓷,2008(9):12~14

        2 李文旭,宋英.陶瓷添加劑-配方性能應(yīng)用.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011

        3 王東升.衛(wèi)生瓷與墻地磚配方.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2013

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