高档卫生陶瓷用球粘土研究

摘 要：控制好原生粘土原矿、次生粘土原矿、叶蜡石原矿的粘度、干燥抗折强度和总线性收缩率，通过沉降法提纯，按比例混合均匀压滤可以制得理化指标优异，适用于高档卫生陶瓷用球粘土。叶蜡石理想加入比例为12%-18%。

关键词：卫生陶瓷;球粘土;原生粘土;次生粘土;叶蜡石;沉降法

1 引 言

随着人们生活水平的提高，人们对各种卫生陶瓷的质量要求也越来越高。卫生陶瓷的质量，也与生产过程使用的原料球粘土的质量密切相关。目前市场上，用于生产卫生陶瓷产品的球粘土的主要矿物为高岭石，而高岭石的粘度较高，总线性收缩率较大，用于生产高档卫生陶瓷产品时，在注浆成型时会因为粘度较高而导致化浆困难，入浆不满模具，脱模后坯体软，且在干燥和烧成过程中会因总线性收缩率较大而导致出现变形、开裂等问题，使生产的卫生陶瓷不能满足市场对高档卫生陶瓷的要求。

因此需要将球粘土的各原料的粘度、干燥抗折强度和总线性收缩率控制在一个适合的范围，从而满足各项指标，为生产出高档的卫生陶瓷提供一個良好的原料基础。

2  原矿测试

本研究高档卫生陶瓷用球粘土，其使用的所有原料包括原生粘土、次生粘土、叶蜡石、稀释剂、絮凝剂、水，生产前采用GB/T 26742规定的方法测试其粘度、干燥抗折强度和总线性收缩率等指标，详见表1。

3 试剂

分析纯：硅酸钠、腐植酸钠、碳酸钠、聚合氯化铝、氯化镁、硝酸。

4 样品制备

4.1 样品制备

4.1.1 原生粘土原矿提纯

将原生粘土投入1#化浆池，按比例依次投入水和稀释剂，化成浆料，将浆料输送到1#螺旋除沙机除去较粗的石英沙，再输送到1#刮沙机除去较细的石英沙，再输送到1#振动筛除去树皮、草根、云母或其它杂质，然后输送到1#斜池沉降0.5-60小时，再抽斜池上层浆料到1#中池，用1#搅拌机边搅拌边加入絮凝剂，使浆料充分絮凝，絮凝后的浆料输送到1#成品池，得到纯原生粘土浆。

4.1.2 次生粘土原矿提纯

将次生粘土投入2#化浆池，按比例依次投入水和稀释剂，化成浆料，将浆料输送到2#螺旋除沙机除去较粗的石英沙，再输送到2#刮沙机除去较细的石英沙，再输送到2#振动筛除去树皮、草根、云母或其它杂质，然后输送到2#斜池沉降0.5-60小时，再抽斜池上层浆料到2#中池，用2#搅拌机边搅拌边加入絮凝剂，使浆料充分絮凝，絮凝后的浆料输送到2#成品池，得到纯次生粘土浆。

4.1.3叶蜡石原矿提纯

将叶蜡石投入1#球磨机中，按比例依次投入水和稀释剂，研磨，将研磨后的浆料输送到3#振动筛除去较粗杂质，再输送到1#水力旋流器进行分选，较细浆料输送到3#中池，用3#搅拌机边搅拌边加入絮凝剂，使浆料充分絮凝，絮凝后输送到3#成品池，得到纯叶蜡石浆。

4.1.4 按比例配浆压滤

将纯原生粘土浆、纯次生粘土浆和纯叶蜡石浆按比例输送到4#成品池，用4#搅拌机搅拌混合均匀，再用柱塞泵输送到压滤机脱去部分水，得到球粘土产品。

本研究试验中，各原料的配方比例详见表2。

5 结果和讨论

（1）各试验结果见表3.

（2）试验球粘土样品的粘度（32-58）s，流动性优异;其干燥抗折强度为（4.9-6.9）MPa， 干燥强度优异;其总线性收缩率为5.3%-9.3%，收缩率优异。此次试验球粘土样品达到预期性能。

（3）球粘土样品的放射性指数、可溶性铅、可溶性镉合格。

（4）球粘土样品的干燥抗折强度、化学成分等理化指标优异，系列产品可以满足不同卫生陶瓷的使用要求。

（5）机理讨论：

卫生陶瓷形状很复杂，通常采用含水率为25%-35%的坭浆注浆成形，刚脱模的坯体因为含水率大，所以强度低、干燥收缩大、容易变形、容易开裂，干燥前的坯体的可塑性要足够高和控制好干燥收缩才能避免变形和开裂。适当干燥后的坯体还要施釉，其可塑性和干燥强度必须足够高才能避免变形、开裂。因此，其坯料的干燥收缩、可塑性和干燥强度要求很高，如果干燥收缩大、可塑性不够、干燥强度不够，就很容易产生变形、开裂等缺陷，所以其坯体用球粘土必须采用较高含量的次生粘土。卫生陶瓷表面有一层釉，它的坯体对白度要求稍低，可以加入较高含量的杂质较多的次生粘土来保证其具有优异的成形性能，进一步来保证其具有优异的使用性能。

叶蜡石主要由酸性火山凝灰岩经热液蚀变而成，在某些富铝的变质岩中也有产出。叶蜡石化学式为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矿物成分为高岭石，结构水占14.0%。而叶蜡石结构水只有5.0%，故在加热过程中因脱水产生的收缩小，灼减小，其脱水过程也比较缓慢，过程也较长，热膨胀系数小。叶蜡石层间以范德华力结合，层间离子不易被置换，也不易吸收水分和其它离子，具有离子交换性小、不吸湿膨胀、可塑性差、干燥抗折强度低、粘度低、干燥收缩很小的特点。

本研究综合了这三种原料的优点和缺点，完全解决了过去因原料的粘度高和总线性收缩率大而导致高档卫生陶瓷产品生产时化浆困难、注浆时模具没填满，脱模后坯体软，干燥和烧成时容易变形、开裂的缺点，为卫生陶瓷制造业生产高档卫生陶瓷产品提供了良好的质量保障。

本次试验显示，叶蜡石加入量<12%的球粘土的流速较慢，这种球粘土的流动性相对稍差，叶蜡石理想加入量为12%-18%。

6 结 论

控制好原生粘土原矿、次生粘土原矿、叶蜡石原矿的粘度、干燥抗折强度、总线收缩率，通过沉降法提纯，按比例混合均匀压滤可以制得粘度、干燥抗折强度、总线收缩率和其它理化指标优异，适用于高档卫生陶瓷的球粘土。叶蜡石加入量小于12%的球粘土的流动性相对稍差，叶蜡石理想加入量为12%-18%。

参考文献

[1] 谢汝忠，一种作为高档卫生陶瓷原料的球粘土及其生产方法，国家知识产权局，http：//pss-system.cnipa.gov.cn/sipopublicsearch/patentsearch/showViewList-jumpToView.shtml