膨润土掺入量对抛光砖面料泥浆流变性的影响*

2015-02-24秦晋国,麻桂萍,袁美玲

陶瓷 2015年3期

关键词：美标卫生陶瓷膨润土

秦晋国麻桂萍袁美玲

(国能神州高科技股份有限公司山西朔州036000)

摘要主要研究了钠质膨润土对水质硬度的影响，完成了在不同的掺入量下抛光砖面料泥浆流变性的检测试验。结果表明，导致泥浆流变性变差的根本原因是膨润土自身的特性和带入的Ca2+、Mg2+对泥浆流变性的影响。

关键词膨润土泥浆流变性粘度流动性触变性

前言

抛光砖面料配方中配入的瘠性原料多，需在球磨制浆前加入一些增塑剂来提高粉料的可塑性。常用的增塑剂可分为有机类增塑剂和无机类增塑剂两类[1]：有机类增塑剂性能好，价格高，其添加量需根据企业所用配料进行充分试验确定，还需注意避免在烧成时有机质烧失对制品性能的影响，因而影响了其推广应用；无机类增塑剂主要是高塑性粘土如膨润土，后者是目前陶瓷行业广泛使用的增塑剂。

膨润土物相结构特殊，兼具多项特殊性能[2]，如膨胀性、吸附性、悬浮性、粘结性、触变性等。由于其可塑性、分散性和悬浮性好，烧成时可与配料很好的化学结合，加之价格便宜又容易获得，因此，非常适用于瓷料增塑。但膨润土触变性强，掺入量不当会对泥浆的流变性产生很大的影响。如北方某厂在掺入膨润土制备抛光砖面料泥浆时，经常发生因泥浆触变性大，导致泥浆自磨机中不能自动排出的现象。采用水稀释泥浆毋庸置疑会增大喷雾干燥能耗，降低设备产能；若采用添加大量三聚磷酸钠重磨，不仅使生产效率降低，而且增加了泥浆制作成本。因此，剖析膨润土掺入量对泥浆触变性的影响，对企业选择或开发适宜的助磨减水剂，顺利地制备合格泥浆具有现实意义。

1实验过程

1.1　膨润土掺入量对水硬度的影响

将陶瓷厂配制抛光砖面料所用的钠质膨润土，磨细过250目筛，并用自来水溶解，配制成质量比分别为1.1%、2.2%、3.3%、4.4%的混合液，搅拌均匀后，静置10 min，取上部清液分别测其硬度。

1.2　膨润土掺入量对面料泥浆流变性的影响

称取配好的抛光砖面料200 g，置于高能球磨机中，按料∶球∶水=1.00∶2.00∶0.56比例(质量比)配料；球级配为大∶中∶小=4∶3∶3；研磨13 min至250目筛余小于1%，在23 ℃下测其泥浆的粘度和流动性。

1.3　Ca2+、Mg2+对面料泥浆流变性的影响

称取200 g配制好的抛光砖面料置于高能球磨机中，滴入不同量的Ca2+、Mg2+溶液，研磨13 min，在23 ℃下测其泥浆的粘度和流动性。

1.4　去离子水水洗膨润土掺入量对面料泥浆流变性的影响

用4倍于膨润土量的去离子水(质量比)洗涤膨润土，再将其烘干，烘干后掺入抛光砖面料，置于高能球磨机中研磨13 min，后在23 ℃下测定不同膨润土掺入量泥浆的粘度和流动性。

2实验结果及讨论

2.1　膨润土对水硬度的影响

膨润土属蒙脱石类粘土，其Al2O3和SiO2含量都比较高，用高岭土和蒙脱石类粘土细磨制造的泥浆本身流动性较差，易触变[3]，加之高岭土和膨润土都非纯净物，水溶后会释放出较多的对泥浆流变性极其有害的Ca2+、Mg2+。表1为水溶膨润土的掺入量对自来水硬度的影响。

表1　膨润土掺入量对自来水硬度的影响

由表1可见，当膨润土掺入量超过4%后即可达到极硬水，陶瓷生产厂家一般使用的自来水的总硬度值(Ca2++Mg2+)为13左右，有些企业使用直抽自备井水，水的总硬度值高达20左右，再掺入膨润土后，泥浆中游离的Ca2+、Mg2+含量更多，即会导致泥浆的流动性变差。

2.2　膨润土掺入量对面料泥浆流变性的影响

生产抛光砖通常采用坯料和面料复合压制后烧结而成，面料中配入的瘠料多，使用的膨润土量就大一些。企业在制备面料泥浆时，可添加适量的减水剂，如加入5‰的偏硅酸钠，将泥浆的含水率控制在36%以下。泥浆静置30 s后，用流速杯测量其流速为45 s左右。实验中严格按企业生产配方配料，再掺入不同量膨润土后，所测出放置30 s的粘度和30 min后的粘度结果，以及用流速杯测其对应的流动性结果见表2。

表2　不同膨润土掺入量的实验结果

由表2可见，随膨润土添加量的增大，泥浆的粘度和触变性随之增大。

2.3　Ca2+、Mg2+对泥浆流变性的影响

配制浓度为1.12 g/L的Ca(OH)2溶液和0.87 g/L的MgCl2溶液，分别取0.005 g、0.010 g、0.015 g、0.020 g加入球磨机中，泥浆含水率控制在36%，与瓷料一起研磨13 min，测得的泥浆粘度和流动性结果见表3。

表3　加入不同量的Ca2+、Mg2+的实验结果

与前面掺入不同量膨润土后制备的泥浆相比，滴入Ca2+、Mg2+制得的泥浆，放置30 s的流速和粘度要好一些，但泥浆的触变性大；放置30 min后，泥浆流动性变差。

2.4　去离子水水洗膨润土对面料泥浆流变性的影响

为了确定是Ca2+、Mg2+，还是膨润土本身触变性对面料泥浆流变性的影响，我们用4倍膨润土量的去离子水水洗膨润土，然后将其烘干，再置于球磨机中制备成泥浆，研磨13 min后，在23 ℃下测得的泥浆的粘度和流动性结果见表4。

表4　水洗膨润土添加量的实验结果

由表4可见，泥浆的粘度和触变性较未洗膨润土制得的泥浆(见表2)明显增大，但泥浆触变性有所改善。实验室结果也在工业生产中得到证实，即膨润土掺入量在3%左右时，添加5‰的五水偏硅酸钠能生产含水率36%的泥浆，但泥浆不能一次性地自球磨机中排出。

3结论

掺入膨润土后的泥浆流动性下降、触变性增大是膨润土本身特殊性能和其带入的Ca2+、Mg2+共同作用的结果，其掺入量应尽量控制在3%以内。研磨这类瓷料泥浆时可选择易与Ca2+、Mg2+生成稳定化合物的助磨减水剂。

参考文献

1李文旭，宋英.陶瓷添加剂.北京：化学工业出版社,2011

2韩跃新，印万忠，毛泽红，等．矿物材料．北京: 科学出版社，2006

3胡飞,熊伟.粘土特性及球磨时间对陶瓷原料减水性能的研究.广东建材,2012(12):29~31

2014年10~11月卫浴领域节水认证(CQC)证书清单

序号证书编号产品名称制造商发证日期证书截止时间11CQC14704116723非接触式便器冲洗阀(小便器感知式冲水阀)东陶(上海)有限公司2014-10-142017-10-1412CQC14704116722非接触式便器冲洗阀(小便器感知式冲水阀)东陶(上海)有限公司2014-10-142017-10-1413CQC14704116717非接触式便器冲洗阀(小便器感知式冲水阀)东陶(上海)有限公司2014-10-142017-10-1414CQC14704116724非接触式便器冲洗阀(小便器感知式冲水阀)东陶(上海)有限公司2014-10-142017-10-1415CQC14704116699节水型3"双档排水阀厦门安百利塑胶有限公司2014-10-142017-10-1416CQC14704116766坐便器科马印象实业有限公司2014-10-152017-10-1517CQC14704116765坐便器科马印象实业有限公司2014-10-152017-10-1518CQC14704116764坐便器科马印象实业有限公司2014-10-152017-10-1519CQC14704116762坐便器科马印象实业有限公司2014-10-152017-10-1520CQC14704116767坐便器科马印象实业有限公司2014-10-152017-10-1521CQC147041166932"双控除臭排水阀厦门惠尔洁卫浴科技有限公司2014-10-202017-10-2022CQC147041166942"机械式单控除臭排水阀厦门惠尔洁卫浴科技有限公司2014-10-202017-10-2023CQC147041166953"双控除臭排水阀厦门惠尔洁卫浴科技有限公司2014-10-202017-10-2024CQC14704116975入墙水箱厦门威迪亚科技有限公司2014-10-212017-10-2125CQC14704117032入墙水箱厦门威迪亚科技有限公司2014-10-222017-10-2226CQC14704117031入墙水箱厦门威迪亚科技有限公司2014-10-222017-10-2227CQC14704117030入墙水箱厦门威迪亚科技有限公司2014-10-222017-10-22

28CQC13704094864陶瓷片密封水嘴江门骊住美标卫生洁具五金制造有限公司2014-10-242016-5-3129CQC13704094861非接触式水嘴江门骊住美标卫生洁具五金制造有限公司2014-10-242016-5-3130CQC13704094856陶瓷片密封水嘴江门骊住美标卫生洁具五金制造有限公司2014-10-242016-5-3131CQC13704094853陶瓷片密封水嘴江门骊住美标卫生洁具五金制造有限公司2014-10-242016-5-3132CQC13704094844非接触式便器冲洗阀江门骊住美标卫生洁具五金制造有限公司2014-10-242016-5-3133CQC13704094843非接触式便器冲洗阀江门骊住美标卫生洁具五金制造有限公司2014-10-242016-5-3134CQC13704094845非接触式便器冲洗阀江门骊住美标卫生洁具五金制造有限公司2014-10-242016-5-3135CQC13704094855陶瓷片密封水嘴江门骊住美标卫生洁具五金制造有限公司2014-10-242016-5-3136CQC12704078992进水阀福马有限公司2014-10-272015-7-3037CQC12704078995排水阀福马有限公司2014-10-272015-7-3038CQC12704078994排水阀福马有限公司2014-10-272015-7-3039CQC12704078993400系列进水阀福马有限公司2014-10-272015-7-3040CQC13704094867陶瓷片密封水嘴江门骊住美标卫生洁具五金制造有限公司2014-10-292016-5-3141CQC13704094862非接触式水嘴江门骊住美标卫生洁具五金制造有限公司2014-10-292016-5-3142CQC14704117283非接触式水嘴江门骊住美标卫生洁具五金制造有限公司2014-10-292017-10-2943CQC13704090930面盆龙头广东彩洲卫浴实业有限公司2014-10-302016-4-2244CQC13704090931面盆龙头广东彩洲卫浴实业有限公司2014-10-302016-4-2245CQC13704090932厨用龙头广东彩洲卫浴实业有限公司2014-10-302016-4-2246CQC13704090929厨房龙头广东彩洲卫浴实业有限公司2014-10-302016-4-2247CQC14704117337排水阀厦门倍杰特科技有限公司2014-11-62017-6-1348CQC14704117336排水阀厦门倍杰特科技有限公司014-11-62017-6-1349CQC14704117485陶瓷片密封水嘴(单柄双控面盆水嘴)兴达建材(中国)有限公司2014-11-62017-11-650CQC14704117476B265的2″新桶式双冲排水阀厦门立业卫浴工业有限公司2014-11-62017-11-6

(未完待续)

认证问答

问：实施能源管理体系有哪些益处？答：近年来，随着能源危机、环境保护等因素的影响，能源的有效利用已成为影响各行业经济效益提高及可持续发展的重要因素。对于我国的能源发展战略而言，提高能源的开发和利用效率应摆在首位。各种统计数据表明，我国建筑卫生陶瓷行业的单位产品综合能耗为350~400 kgce/t、单位产品综合电耗为300 kW·h/t，是世界先进水平的近两倍。这说明我国在技术水平、管理水平和经济结构方面还比较粗放，存在着较大的节能潜力。解决能源问题的根本途径之一，便是加强企业的能源管理体系建设，推进和深化节能减排工作。节约能源是中国经济发展和提高人民生活水平的长期战略方针，是缓解能源供应与需求矛盾的重要手段之一。

目前陶瓷行业的能源成本约占陶瓷生产成本的35%，这也就是说陶瓷企业每降低1%的能源消耗就相当于每年为企业创造近百万的利润。

问：国家及地方政府就能源管理体系认证工作已发布了哪些法律法规及相关规定？答：国家和地方政府已发布了以下法律法规：

1)2011年12月7日国家发改委等十二个部委联合发布了“关于印发万家企业节能低碳行动实施方案的通知”；

2)2012年2月1日国家认监委发布了“关于扩大能源管理体系认证试点工作范围的通知”；

3)2012年11月28日国家发改委和国家认监委联合发布了“关于加强万家企业能源管理体系建设工作的通知”；

4)2012年12月24日广东省经济和信息化委等4部门下发了“关于印发广东省能源管理体系建设及认证试点名单(第一批)的通知”(粤经信节能〔2012〕980号)。

问：国建联信认证中心为哪些陶瓷企业开展了能源管理体系认证？答：国建联信认证中心(简称GJC)至今已为广东嘉俊陶瓷有限公司、广东萨米特陶瓷有限公司、恩平百强陶瓷有限公司、广东博德精工建材有限公司、佛山市博华陶瓷有限公司等多家企业开展了能源管理体系认证工作。通过实施能源管理体系,各企业均有效地提升了能源管理水平，节能管理工作也取得了良好的成绩，单位产品综合能耗和单位产品综合电耗均有较大幅度下降。

问：国建联信认证中心何时获得能源管理体系认证资质？答：能源管理体系认证试点工作于2010年开始，国建联信认证中心于同年获得认证资质，是首批获得在建材行业开展能源管理体系认证的机构。批准时间为2010年5月1日，批准号为：CNCA-R-2002-025。

问：申请能源管理体系认证的流程有哪些？答：通常情况下，申请能源管理体系认证的流程为：

1)向认证机构递交认证申请书，并同时与认证机构签订认证合同；

2)开展GB/T 23331-2009标准培训，内审员培训、指定管理者代表、成立能源管理体系推进小组等；

3)应按GB/T 23331-2009的要求编制相应的管理文件；

4)运行并改进能源管理体系(如开展内部审核、合规性评价及管理评审等)；

5)向认证机构提交相关文件如营业执照复印件、组织机构代码证复印件、CCC认证证书(瓷质砖企业)复印件等；

6)迎接外审；

7)颁发认证证书。

问：实施能源管理体系认证的标准是什么？答：目前，建筑卫生陶瓷企业实施能源管理体系认证的标准是《能源管理体系要求》(GB/T 23331-2009)。待《能源管理体系陶瓷企业认证要求》标准发布实施后(预计2013年6月发布)，将同时作为陶瓷企业的认证标准。

问：能源管理体系认证证书的有效期是多少年?答：按照国家认证认可监督管理委员会的要求，试点期间能源管理体系认证证书有效期为2年，每年监督审核4次，监督审核实施的方式视乙方能源管理体系运行情况决定是否到现场监督审核。试点工作完成后，按照国家要求实施年度监督。再认证审核的现场审核时间应在证书到期前2个月实施，以确保认证证书有连续性。若获证企业的认证内容发生重大变更、或发生影响能源绩效的重大事故时,认证机构将会及时实施非例行的监督审核。

问：建筑卫生陶瓷综合能耗和综合电耗的统计范围是如何规定的？答：按照《建筑卫生陶瓷单位产品能源消耗限额》 GB 21252-2007的规定，其统计范围分别为：

1卫生陶瓷综合能耗和综合电耗的范围

包括原料粗中细碎、原料制备输送、模型制作、釉料制备、成形、干燥、施釉、烧成、冷修、检验包装等生产过程，供水、供热、供气、供油、机修等辅助和附属生产系统及生产管理部门等所消耗的燃料和电力。

不包括：石膏加工过程、匣钵及窑具加工制作、熔快制备、色料制备、生活设施(如：宿舍、学校、文化娱乐、医疗保健、商业服务和托儿幼教等)及运输保管、采暖、技改等所消耗的燃料和电力。

2陶瓷砖综合能耗和综合电耗的范围

包括原料粗中细碎、原料制备输送、粉料制备、成形、干燥、施釉、烧成、冷修、抛光、检验包装等生产过程，供水、供热、供气、供油、机修等辅助和附属生产系统及生产管理部门等所消耗的燃料和电力。

不包括：熔快制备、色料制备、窑具加制作、生活设施(如：宿舍、学校、文化娱乐、医疗保健、商业服务和托儿幼教等)及运输保管、采暖、技改等所消耗的燃料和电力。

问：按照《建筑卫生陶瓷单位产品能源消耗限额》GB 21252-2007的规定，建筑卫生陶瓷产品分为哪几类？答：按照《建筑卫生陶瓷单位产品能源消耗限额》GB 21252-2007的规定，建筑卫生陶瓷产品应按"卫生陶瓷、吸水率E≤0.5%的陶瓷砖、吸水率0.5% 10%的陶瓷砖"进行分类。

问：何谓建筑卫生陶瓷产品综合能耗？答：在报告期内及建筑卫生陶瓷生产全过程中，用于生产实际消耗的各种能源总量。包括生产系统、辅助生产系统和附属生产系统的各种能源消耗量和损失量，不包括基建、技改等项目建设消耗的、生产界区内回收利用的和向外输出的能源量。

问：何谓建筑卫生陶瓷生产界区？答：从原料、釉料、煤、油、气等原材料和能源，从进入计量工序开始，到成品建筑卫生陶瓷计量入库和辅助生产系统、附属生产系统整个建筑卫生陶瓷产品生产过程，由生产系统工艺装置、辅助生产系统和附属生产系统设施3部分用能构成。

问：何谓建筑卫生陶瓷单位产品综合电耗？答：以建筑卫生陶瓷单位产量表示的直接消耗的电量，即建筑卫生陶瓷产品单位电耗，不包括动和设备等的耗电量。

中图分类号：TQ174.4