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

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