高檔衛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、干燥抗折強度和總線性收縮率，通過沉降法提純，按比例混合均勻壓濾可以制得理化指標優異，適用于高檔衛生陶瓷用球粘土。葉蠟石理想加入比例為12%-18%。

關鍵詞：衛生陶瓷;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，人們對各種衛生陶瓷的質量要求也越來越高。衛生陶瓷的質量，也與生產過程使用的原料球粘土的質量密切相關。目前市場上，用于生產衛生陶瓷產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，用于生產高檔衛生陶瓷產品時，在注漿成型時會因為粘度較高而導致化漿困難，入漿不滿模具，脫模后坯體軟，且在干燥和燒成過程中會因總線性收縮率較大而導致出現變形、開裂等問題，使生產的衛生陶瓷不能滿足市場對高檔衛生陶瓷的要求。

因此需要將球粘土的各原料的粘度、干燥抗折強度和總線性收縮率控制在一個適合的范圍，從而滿足各項指標，為生產出高檔的衛生陶瓷提供一個良好的原料基礎。

2? 原礦測試

本研究高檔衛生陶瓷用球粘土，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，生產前采用GB/T 26742規定的方法測試其粘度、干燥抗折強度和總線性收縮率等指標，詳見表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#螺旋除沙機除去較粗的石英沙，再輸送到1#刮沙機除去較細的石英沙，再輸送到1#振動篩除去樹皮、草根、云母或其它雜質，然后輸送到1#斜池沉降0.5-60小時，再抽斜池上層漿料到1#中池，用1#攪拌機邊攪拌邊加入絮凝劑，使漿料充分絮凝，絮凝后的漿料輸送到1#成品池，得到純原生粘土漿。

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#螺旋除沙機除去較粗的石英沙，再輸送到2#刮沙機除去較細的石英沙，再輸送到2#振動篩除去樹皮、草根、云母或其它雜質，然后輸送到2#斜池沉降0.5-60小時，再抽斜池上層漿料到2#中池，用2#攪拌機邊攪拌邊加入絮凝劑，使漿料充分絮凝，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#振動篩除去較粗雜質，再輸送到1#水力旋流器進行分選，較細漿料輸送到3#中池，用3#攪拌機邊攪拌邊加入絮凝劑，使漿料充分絮凝，絮凝后輸送到3#成品池，得到純葉蠟石漿。

4.1.4 按比例配漿壓濾

將純原生粘土漿、純次生粘土漿和純葉蠟石漿按比例輸送到4#成品池，用4#攪拌機攪拌混合均勻，再用柱塞泵輸送到壓濾機脫去部分水，得到球粘土產品。

本研究試驗中，各原料的配方比例詳見表2。

5 結果和討論

（1）各試驗結果見表3.

（2）試驗球粘土樣品的粘度（32-58）s，流動性優異;其干燥抗折強度為（4.9-6.9）MPa， 干燥強度優異;其總線性收縮率為5.3%-9.3%，收縮率優異。此次試驗球粘土樣品達到預期性能。

（3）球粘土樣品的放射性指數、可溶性鉛、可溶性鎘合格。

（4）球粘土樣品的干燥抗折強度、化學成分等理化指標優異，系列產品可以滿足不同衛生陶瓷的使用要求。

（5）機理討論：

衛生陶瓷形狀很復雜，通常采用含水率為25%-35%的坭漿注漿成形，剛脫模的坯體因為含水率大，所以強度低、干燥收縮大、容易變形、容易開裂，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裂。適當干燥后的坯體還要施釉，其可塑性和干燥強度必須足夠高才能避免變形、開裂。因此，其坯料的干燥收縮、可塑性和干燥強度要求很高，如果干燥收縮大、可塑性不夠、干燥強度不夠，就很容易產生變形、開裂等缺陷，所以其坯體用球粘土必須采用較高含量的次生粘土。衛生陶瓷表面有一層釉，它的坯體對白度要求稍低，可以加入較高含量的雜質較多的次生粘土來保證其具有優異的成形性能，進一步來保證其具有優異的使用性能。

葉蠟石主要由酸性火山凝灰巖經熱液蝕變而成，在某些富鋁的變質巖中也有產出。葉蠟石化學式為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，結構水占14.0%。而葉蠟石結構水只有5.0%，故在加熱過程中因脫水產生的收縮小，灼減小，其脫水過程也比較緩慢，過程也較長，熱膨脹系數小。葉蠟石層間以范德華力結合，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、干燥抗折強度低、粘度低、干燥收縮很小的特點。

本研究綜合了這三種原料的優點和缺點，完全解決了過去因原料的粘度高和總線性收縮率大而導致高檔衛生陶瓷產品生產時化漿困難、注漿時模具沒填滿，脫模后坯體軟，干燥和燒成時容易變形、開裂的缺點，為衛生陶瓷制造業生產高檔衛生陶瓷產品提供了良好的質量保障。

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

6 結 論

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

參考文獻

[1] 謝汝忠，一種作為高檔衛生陶瓷原料的球粘土及其生產方法，國家知識產權局，http：//pss-system.cnipa.gov.cn/sipopublicsearch/patentsearch/showViewList-jumpToView.shtml