对卫生陶瓷生产行业原料标准化和成品泥的认识*

2020-01-09岳邦仁

陶瓷 2020年10期

关键词：高岭土粒度泥浆

岳邦仁

(北京金隅集团有限责任公司北京 100013)

前言

卫生陶瓷生产行业很早就提出了原料标准化(或称标准化原料)的概念。近些年来，也出现了成品泥的提法，笔者根据自己的工作实践谈谈对其粗浅的认识。

1 卫生陶瓷坯用(泥浆)原料的现状

1.1 卫生陶瓷坯用(泥浆)原料的使用量和原料特点

(1)目前，我国卫生陶瓷产量为年产2亿件左右，以每件20 kg计算，考虑烧失量、合格率、原料拣选损失等因素，估计我国卫生陶瓷生产行业年使用(消耗)的原料约为500万t，其中的釉用原料按8%计算，则年使用坯用(泥浆)原料约460万t，釉用(釉浆)原料约40万t。

(2)卫生陶瓷坯用(泥浆)原料的特点。前面提到目前卫生陶瓷坯用(泥浆)原料的年使用量约为460万t，企业优先使用本地原料和本地区原料，每种原料的年使用量一般在几万吨。作为一个瓷区或行业普遍使用的原料，年使用量可以达到10万t以上或二、三十万吨。由于原料的销售价格较低，原料总体的经济价值不高。

由于对原料的矿物成分和化学成分要求不高，卫生陶瓷坯用(泥浆)原料的质量要求经常处于陶瓷行业质量要求的下层。

卫生陶瓷生产使用注浆成形工艺，要求将泥料制成泥浆使用，因此要求粘土类原料有好的解胶性能，如果某个原料含有蒙脱石矿物，将限制其使用。

1.2 坯料(泥浆)配方的情况

坯料(泥浆)配方中，塑性原料(包括高岭石型粘土、伊利石型粘土)一般占40%～60%，其余为非可塑性原料(如：石英砂、熔剂原料长石)和半可塑性原料(如：章村土、叶腊石、某些瓷石)。各地的卫生陶瓷生产企业优先使用本地原料(可称为地方原料)和本地区原料(可称为地区原料)，如有需要，也不得不使用其他地区的原料，其中主要为广东、福建的黑泥(球粘土)、广东潮州地区和福建永春县的伊利石型水洗瓷土，北方地区也使用广东、福建、广西的水洗高岭土。

由于坯料(泥浆)配方中优先使用本地原料和本地区原料，因此，各地区坯料(泥浆)配方中使用的原料各有特色。以下为几个地区坯料(泥浆)配方的实例。

(1)河北唐山某企业配方(质量%)为：子木节12.7，章村土12.1，彰武土9.6，浙江瓷石4.6，苏州土8.5，大同土11.6，石英砂13.0，广东黑泥8.0，钾长石12.9，辽宁瓷石5.0，白云石2.0，合计100。

(2)河南某企业配方(质量%)为：月牙土9，博山石16，青矸7，毛土9，广东黑泥10，白矸4，钾长石12，滑石2，瓷石16，青粘土7，永城土8，合计100。

(3)广东某企业配方(质量%)为：广东黑泥12，潮州泥32，湛江图26，钾砂16，东山石14，合计100。

(4)福建某企业配方(质量%)为：南安土10.0，永春土9.5，厦门土9.0，漳州土8.0，永春瓷土6.0，大田瓷土12.6，浙江瓷石6.3，星子土6.5，黑泥9.1，德化长石6.5，龙岩长石7.5，安徽瓷石7.0，白云石2.0，合计100。

1.3 坯用(泥浆)原料的质量标准情况

以下为与卫生陶瓷坯用原料(泥浆)直接有关的国家标准：

GB/T 14563-2008《高岭土及其试验方法》(其中的TC-0优级高岭土、TC-1一级高岭土、TC-2二级高岭土、TC-3三级高岭土都作为陶瓷工业用高岭土)。

GB/T 26742-2011《建筑卫生陶瓷用原料粘土》。

另外，还有今年发布的中国建筑卫生陶瓷协会标准T/CBCSA 24-2020《伊利石型水洗瓷土》。

各原料使用企业都要按各自的质量标准购买所需的原料。一般的基本质量要求包括：

对全部原料的要求：外观、粒度、水分、烧成呈色(1 200 ℃烧成)，以及对釉面的影响程度、吸浆厚度、化学成分等。

对塑性原料要增加的要求有：干燥抗折强度、稀释性能。

各原料使用企业根据自己的加工设备、原料的种类确定具体质量指标，各企业的指标大致相同，也有一些质量等级的差别。

原料生产企业(矿山)根据自己开采的原料的天然属性和加工的能力，制定原料的出厂(出售)标准。

1.4 矿山对原料的加工

1.4.1 卫生陶瓷用量很少的原料

对卫生陶瓷行业的使用量很少的原料，如：白云石、滑石、硅灰石，一般都不是行业专用矿山供应；石英砂、硬质瓷石、地开石、硬质高岭土、叶腊石由行业专用矿山行业或非行业专用矿山供应。

对白云石、滑石、硅灰石的粒度的要求一般为≤5 mm，即通常所说的“入磨粒度”，可直接加入球磨，磨制泥浆，也有的原料使用企业要求白云石的粒度是325目。而各原料使用企业对石英砂、硬质瓷石、地开石、硬质高岭土、叶腊石的粒度的要求不尽相同。一些企业具有原料的粗碎、中碎的加工设备，为了降低原料购买价格，要求原料的粒度≤200 mm；没有原料的粗碎、中碎的加工设备的企业，要求原料的粒度为≤10 mm或≤5 mm。

原料使用中有时存在的问题：矿山的质量分布不均匀，开采后没有均化或均化程度不够，使原料的化学成分波动较大。

1.4.2 长石类原料的情况

长石类原料在开采出来后有时因混有石英或部分料块含铁的杂质较多，要经过人工拣选，然后破碎，粒度的要求和石英砂、硬质瓷石等的粒度的要求相同。

使用中有时存在的问题：长石原料一般矿山储量少，经常遇到开采几年就枯竭了的矿山。另外，由于长石往往与石英共生，因此长石矿石的质量容易波动。总的趋势是矿山资源越来越紧张，质量逐步下降。

1.4.3 关于子木节类粘土

北方的粘土多为子木节类粘土，为二次粘土。这类粘土的特点是每个矿点的储量不大，以高岭石矿物为主，氧化铝含量高，一般可达到30%左右，但氧化铁含量比较高，含有一些碳素(粉末状的含碳有机物)；含有一定数量的硬质高岭土，粒径不大，其含量与产地、矿点有关。各地、各矿点的子木节类粘土的质量有些差异，使用企业最关注的是氧化铝含量、氧化铁含量、碳素含量。

由于淘洗加工的意义不大，所以大多数也没有必要进行破碎，因此一般开采出来后直接使用，有的出矿量大的矿点进行均化处理。也有的原料使用企业，对进厂的子木节进行粉碎，这样可以同时起到良好的均化作用。

1.4.4 一次高岭土的加工方法

广东、福建、广西等地出产的高岭土多为一次高岭土，这类粘土的特点是每个矿点的储量比较大，以高岭石矿物、石英矿物为主，氧化铝含量不高，一般在15%～20%，氧化铁含量不高，不含碳素(粉末状的含碳有机物)。

由于卫生陶瓷坯体的氧化铝含量在23%左右，因此，这类粘土除个别氧化铝含量较高(如含氧化铝18%)的原矿可直接在坯料配方中使用一部分外，绝大部分都要进行淘洗、压滤加工。

淘洗加工后，大大提高了氧化铝的含量，明显减少了石英的含量。氧化铁的含量略有增加，粒度已达到泥浆的要求。

由于淘洗加工，这类高岭土的质量比较稳定，但是矿山的质量变化和加工过程的波动可能造成质量的波动。

1.4.5 黑泥的加工

黑泥是二次高岭土，属于球粘土(球土)，是经过长距离自然淘洗搬运后，在低洼地带沉积形成，长期浸泡在含有有机腐殖酸成分的水中，是其产生优良可塑性和干燥(抗折)强度的重要条件。一般每个黑泥的矿点的储量不大，有的矿点含有较多树根等有机物质，雨季对开采的影响较大。黑泥的氧化铝含量很高，氧化铁的含量较高，含有碳素(粉末状的含碳有机物)，除杂质外，其粒度粒度已达到泥浆的要求。

黑泥的加工分3种情况，第一种是自然晾晒，直接出售；第二种是搅拌成泥段，搅拌前的黑泥原矿可以进行均化；第三种是淘洗、压滤，加工中可以除去杂质，也可以添加一些高岭土，进一步提高氧化铝的含量，粒度已达到泥浆的要求。

由于黑泥原矿位于农田土层的下面，黑泥的开采会破坏农田，据说许多产地的地方政府已禁止黑泥的开采。

1.4.6 伊利石型水洗瓷土的加工方法

坯用原料中有一类软质瓷土，包括飞天燕瓷土、介福瓷土、彰武土、法库土、后新秋土、宣化土等，这类软质瓷土都含有一定量的伊利石型矿物，氧化铝的含量为15%左右。其中飞天燕瓷土、介福瓷土以淘洗加工后使用为主，其他都是使用原矿。

飞天燕瓷土的矿山分布在广东省潮州地区，介福瓷土的矿山分布在福建省永春县，原矿由伊利石类矿物、石英和少量的高岭土等组成，化学成分中，氧化铝的含量一般为12%～15%，含有一定数量的氧化钾。原矿在卫生陶瓷配方中可少量使用，主要是通过电锥锥打、加水搅拌、过滤、压滤的加工后，制成伊利石型水洗瓷土，其化学成分与卫生陶瓷坯料十分相近，氧化铝的含量可以达到或超过20%，粒度已达到泥浆的要求，具有优良的成形和烧成性能。这种原料自上世纪80年代开始在卫生陶瓷配方中使用，如今越来越受到卫生陶瓷生产企业的重视。

2 卫生陶瓷坯用(泥浆)原料的标准化

原料经过破碎、淘洗、配料等加工方法，制成成分和性能比较稳定的原料，称为标准化原料。制作标准化原料必须具备以下条件：原料储量大、质量比较稳定，具有一定的加工设备和加工技术水平。

现在一些生产卫生陶瓷坯用(泥浆)标准化原料的企业，大多为粘土类产品，产品种类既有用于卫生陶瓷生产行业使用的，也有用于日用陶瓷生产行业使用的，还有供应耐火材料陶瓷行业使用的，从企业的经营工作出发，这是正确的作法。

生产标准化原料时，往往与以下因素有关：

(1)矿山储量是基础条件，对于只作为或主要作为卫生陶瓷坯用原料的矿山，要具有一定的储量，同时取得开采权。对矿山的储量的要求可以这样估算：供应一个卫生陶瓷产区，按全行业年使用量的五分之一考虑，在配方中的加入量按15%设计，则年使用量约为14万t，10年的使用量约为140万t，还要考虑利用率和淘洗原料的淘洗率，可以说，200万t的矿山的储量是一个平均的要求。更大的储量对矿山的经营更加有利；储量不大的矿山只能短时间的开采，也限制了对矿山的投入。

对使用量很少的白云石、滑石、硅灰石，且单一原料的纯度很高，更容易形成粒度统一的标准化原料。

(2)质量标准上文已经提到各原料使用企业提出的基本质量要求。除了粒度的控制和除去杂质之外，原料的质量状况都是先天存在的，许多原料生产企业如果能力有限，可以委托生产企业对自己生产的原料更多的性能进行测试，确定原料的质量指标。

(3)加工方法和设备要做好选矿和原矿的均化工作，开采出的原矿中存在的杂质要用适当的方法除去；矿山质量的波动是难免的，通过开采出的原矿的均化可以在一定程度上控制这个波动，对质量过差的部分矿山要放弃开采。

选择适当的加工方法和设备，按照实际情况的需要，添加除铁设备。

(4)加工技术水平加工技术的中心是维持加工出的原料的质量的稳定，遇到较大的质量波动时，要及时和使用企业联系。

根据原矿开采的原料的天然属性、按照用户的要求进行加工，可以较长时间地供应质量稳定在标准范围内的原料，这种原料就可称为标准化原料。

3 新原料的开发

随着现有矿山的不断消耗，需要不断发现和开发新的矿山。

3.1 重视低值原料的开发

要想发现新的储量大、质量优良的矿山已经十分困难了，开发和利用低质原料应作为发现和开发新的矿山的主要工作方向，如发现和使用低值矿山，利用采矿中的尾矿，已经发现和使用的低值原料的进一步加工等。

3.2 原料开发中的简要程序

现实中，常有一些矿山经营者没有按必要的程序进行原料的开发工作，盲目投资，最后弄得骑虎难下，造成经济损失。

在原料的开发中，一般可按如下步骤进行。

3.2.1 化学分析

对矿物进行常规的化学分析，初步判断其质量及价值。

3.2.2 矿物检测

对矿物进行矿物成分的检测，了解其所含的主要矿物、有害杂质矿物和无害杂质矿物。

3.2.3 用途咨询

根据化学分析和矿物检测的结果，向卫生陶瓷生产企业咨询矿物的实际用途，请生产企业通过各种试验进行判定和评价。为稳妥起见，可向多个企业咨询。

3.2.4 市场调查

当判断矿物具有使用价值后，要进行市场调研，包括销售量、价格、利润、市场前景等。

3.2.5 地质勘探

根据上述工作，得出此矿物具有开采价值后，进行地质勘探，确定矿山的储量和质量情况。

3.2.6 做可行性分析

经营者根据以上工作的成果，要进行认真的、实事求是的可行性分析，包括确定开采、加工工艺和设备的方案。

3.2.7 取得开采权

当最终确定此矿山具有开采价值以后，要取得开采权。

3.3 创新的课题

当前坯用原料遇到的突出困难是粘土类原料的可塑性和干燥抗折强度不够，因此许多企业不得不使用运输距离很远的黑泥和伊利石型水洗瓷土，黑泥又面临限制开采的局面。在泥浆中使用增强剂是提高干燥抗折强度、替代黑泥的有效方法；寻找有效的加工方法，提高粘土类原料的可塑性和抗折强度，这些是原料工作的创新的课题。

4 关于成品泥

成品泥是指从外部购买的、不需要球磨磨制加工即可使用的泥料。

目前，配方泥有3种做法，一种是生产方以压滤后的泥饼形式提供给使用方，使用方在车间里加入适量的水和解胶剂，将泥饼搅拌成泥浆后使用，泥饼可以远距离运输；另一种是生产方将磨制好的泥浆，用专用的泥罐车运送到使用方，使用方收到泥浆后可直接使用，这种形式适合较短距离的运输；还有一种是生产方将泥料配方中的各种原料加工到符合要求的粒度，制成干料，运输到使用方，使用方将各种干料按配方要求称重，然后加入适量的水和解胶剂，一起搅拌成泥浆后使用，这种做法只见到在外资企业中使用。

上述前3种做法的成品泥，对生产方提出了以下一些要求：

(1)要拥有泥料配方中的一种或几种原料，其他原料也可在本地区采购。

(2)要具有调配泥料配方的技术，同时可以按照用户的需要调整配方。

(3)成品泥的出厂价格有竞争力，运费比较少。

成品泥的使用(购买)方往往有以下一些考虑：

(1)成品泥的质量可否满足要求，当配方需要调整时，能否及时得到调整。

(2)企业泥浆的原有配方大多都是使用一部分本地原料，使用已有的破碎设备、球磨机进行加工，原有泥浆生产成本较低，与之相比，成品泥的价格是否可以接受。

(3)泥浆是卫生陶瓷生产的重要命脉之一，使用成品泥具有一定的风险，企业是否可以承担这个风险。

(4)使用质量优良的成品泥是减少原料加工方面压力的有效方法。

目前，成品泥的生产、销售的数量不大，还处在初期阶段，今后的发展前景有待关注。