【摘 要】
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我国作为全球最大的陶瓷砖生产国,对资源和能源的消耗都维持在较高水平。陶瓷企业在生产过程中必须对矿物原料进行补充更新,在使用新的原料时,如何保证低含水率的浆料具有良好的流动性,是建筑陶瓷企业在实际生产中经常遇到的难题。因此,本文针对用于建筑陶瓷的矿物原料本身的性质和解胶(浆料由粘稠的胶状到液状的转变)差异展开研究,使用XRD、XRF、SEM、激光粒度仪和Zeta电位分析仪等测试手段,对矿物原料的各项
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我国作为全球最大的陶瓷砖生产国,对资源和能源的消耗都维持在较高水平。陶瓷企业在生产过程中必须对矿物原料进行补充更新,在使用新的原料时,如何保证低含水率的浆料具有良好的流动性,是建筑陶瓷企业在实际生产中经常遇到的难题。因此,本文针对用于建筑陶瓷的矿物原料本身的性质和解胶(浆料由粘稠的胶状到液状的转变)差异展开研究,使用XRD、XRF、SEM、激光粒度仪和Zeta电位分析仪等测试手段,对矿物原料的各项性质进行表征,通过旋转流变仪对浆料的流变性能进行测试,对影响浆料的流动性和解胶难易程度进行探讨,从而为生产含水率低且流动性良好的浆料提供指导。首先,坯料主要由高岭石、石英、长石等组成,故选取物相较纯的矿物原料进行研究。结果表明,高岭土的粘度对含水率的敏感性高,流变曲线随着含水率的降低,由简单的牛顿流体向复杂的塑性流体过渡;石英、长石在不同含水率下都表现出良好的流动性,流变曲线为简单的线性关系。因此,粘土是导致浆料流动性变差的主要矿物。通过模拟具有不同离子类型、浓度和p H值的高岭土,得出Ca2+由于水化分子数和特性吸附等原因相比Na+对浆料的粘度影响更大;较低的离子浓度使粘土颗粒表面的水化膜增厚,而过量的离子则会压缩水化膜的厚度;随着酸性和碱性的增强,浆料粘度降低,p H为4时接近龙岩高岭土的零电点,浆料表现出最低的屈服应力。高岭土中的离子类型、浓度和p H值都会影响其解胶性能,而Ca2+和酸性条件将显著提高浆料粘度。其次,选取几种高岭石类(广西土、厦门球土、马来土)和蒙脱石类(辽宁膨润土)矿物进行性质、流动性和解胶差异研究。结果表明,矿物形貌、粒度、物相、p H值、Zeta电位等对粘土的流动性有较大影响。在高岭石类矿物中,广西土的粘度受含水率的影响最大并且是最难解胶的矿物,主要原因是其粒度细,分散度高,腐殖质含量高,酸性强,Zeta电位低。选取常用的水玻璃、三聚磷酸钠和聚丙烯酸钠进行解胶实验,结果表明,无机和高分子减水剂对高岭石类矿物均有较好效果;无机减水剂对蒙脱石土类矿物解胶效果较差,使用聚丙烯酸钠对其解胶将更加有效。最后,对某企业实际配方土进行研究,其由粘土矿物和瘠性矿物组成。物相为石英、高岭石、白云母、钠长石和钾长石等,不含蒙脱石类矿物,p H值呈弱碱性,Zeta电位较大,流变性处于粘土矿物与瘠性矿物之间。解胶实验结果表明,三聚磷酸钠和聚丙烯酸钠的作用效果明显优于水玻璃,浆料在含水率为33wt%时,可以得到流动性较好的浆料。
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