膨潤土摻入量對拋光磚面料泥漿流變性的影響*

膨潤土摻入量對拋光磚面料泥漿流變性的影響*

秦晉國麻桂萍袁美玲

(國能神州高科技股份有限公司山西 朔州036000)

摘要主要研究了鈉質(zhì)膨潤土對水質(zhì)硬度的影響，完成了在不同的摻入量下拋光磚面料泥漿流變性的檢測試驗。結(jié)果表明，導(dǎo)致泥漿流變性變差的根本原因是膨潤土自身的特性和帶入的Ca2+、Mg2+對泥漿流變性的影響。

關(guān)鍵詞膨潤土泥漿流變性粘度流動性觸變性

前言

拋光磚面料配方中配入的瘠性原料多，需在球磨制漿前加入一些增塑劑來提高粉料的可塑性。常用的增塑劑可分為有機(jī)類增塑劑和無機(jī)類增塑劑兩類[1]：有機(jī)類增塑劑性能好，價格高，其添加量需根據(jù)企業(yè)所用配料進(jìn)行充分試驗確定，還需注意避免在燒成時有機(jī)質(zhì)燒失對制品性能的影響，因而影響了其推廣應(yīng)用；無機(jī)類增塑劑主要是高塑性粘土如膨潤土，后者是目前陶瓷行業(yè)廣泛使用的增塑劑。

膨潤土物相結(jié)構(gòu)特殊，兼具多項特殊性能[2]，如膨脹性、吸附性、懸浮性、粘結(jié)性、觸變性等。由于其可塑性、分散性和懸浮性好，燒成時可與配料很好的化學(xué)結(jié)合，加之價格便宜又容易獲得，因此，非常適用于瓷料增塑。但膨潤土觸變性強(qiáng)，摻入量不當(dāng)會對泥漿的流變性產(chǎn)生很大的影響。如北方某廠在摻入膨潤土制備拋光磚面料泥漿時，經(jīng)常發(fā)生因泥漿觸變性大，導(dǎo)致泥漿自磨機(jī)中不能自動排出的現(xiàn)象。采用水稀釋泥漿毋庸置疑會增大噴霧干燥能耗，降低設(shè)備產(chǎn)能；若采用添加大量三聚磷酸鈉重磨，不僅使生產(chǎn)效率降低，而且增加了泥漿制作成本。因此，剖析膨潤土摻入量對泥漿觸變性的影響，對企業(yè)選擇或開發(fā)適宜的助磨減水劑，順利地制備合格泥漿具有現(xiàn)實(shí)意義。

1實(shí)驗過程

1.1　膨潤土摻入量對水硬度的影響

將陶瓷廠配制拋光磚面料所用的鈉質(zhì)膨潤土，磨細(xì)過250目篩，并用自來水溶解，配制成質(zhì)量比分別為1.1%、2.2%、3.3%、4.4%的混合液，攪拌均勻后，靜置10 min，取上部清液分別測其硬度。

1.2　膨潤土摻入量對面料泥漿流變性的影響

稱取配好的拋光磚面料200 g，置于高能球磨機(jī)中，按料∶球∶水=1.00∶2.00∶0.56比例(質(zhì)量比)配料；球級配為大∶中∶小=4∶3∶3；研磨13 min至250目篩余小于1%，在23 ℃下測其泥漿的粘度和流動性。

1.3　Ca2+、Mg2+對面料泥漿流變性的影響

稱取200 g配制好的拋光磚面料置于高能球磨機(jī)中，滴入不同量的Ca2+、Mg2+溶液，研磨13 min，在23 ℃下測其泥漿的粘度和流動性。

1.4　去離子水水洗膨潤土摻入量對面料泥漿流變性的影響

用4倍于膨潤土量的去離子水(質(zhì)量比)洗滌膨潤土，再將其烘干，烘干后摻入拋光磚面料，置于高能球磨機(jī)中研磨13 min，后在23 ℃下測定不同膨潤土摻入量泥漿的粘度和流動性。

2實(shí)驗結(jié)果及討論

2.1　膨潤土對水硬度的影響

膨潤土屬蒙脫石類粘土，其Al2O3和SiO2含量都比較高，用高嶺土和蒙脫石類粘土細(xì)磨制造的泥漿本身流動性較差，易觸變[3]，加之高嶺土和膨潤土都非純凈物，水溶后會釋放出較多的對泥漿流變性極其有害的Ca2+、Mg2+。表1為水溶膨潤土的摻入量對自來水硬度的影響。

表1　膨潤土摻入量對自來水硬度的影響

由表1可見，當(dāng)膨潤土摻入量超過4%后即可達(dá)到極硬水，陶瓷生產(chǎn)廠家一般使用的自來水的總硬度值(Ca2++Mg2+)為13左右，有些企業(yè)使用直抽自備井水，水的總硬度值高達(dá)20左右，再摻入膨潤土后，泥漿中游離的Ca2+、Mg2+含量更多，即會導(dǎo)致泥漿的流動性變差。

2.2　膨潤土摻入量對面料泥漿流變性的影響

生產(chǎn)拋光磚通常采用坯料和面料復(fù)合壓制后燒結(jié)而成，面料中配入的瘠料多，使用的膨潤土量就大一些。企業(yè)在制備面料泥漿時，可添加適量的減水劑，如加入5‰的偏硅酸鈉，將泥漿的含水率控制在36%以下。泥漿靜置30 s后，用流速杯測量其流速為45 s左右。實(shí)驗中嚴(yán)格按企業(yè)生產(chǎn)配方配料，再摻入不同量膨潤土后，所測出放置30 s的粘度和30 min后的粘度結(jié)果，以及用流速杯測其對應(yīng)的流動性結(jié)果見表2。

表2　不同膨潤土摻入量的實(shí)驗結(jié)果

由表2可見，隨膨潤土添加量的增大，泥漿的粘度和觸變性隨之增大。

2.3　Ca2+、Mg2+對泥漿流變性的影響

配制濃度為1.12 g/L的Ca(OH)2溶液和0.87 g/L的MgCl2溶液，分別取0.005 g、0.010 g、0.015 g、0.020 g加入球磨機(jī)中，泥漿含水率控制在36%，與瓷料一起研磨13 min，測得的泥漿粘度和流動性結(jié)果見表3。

表3　加入不同量的Ca2+、Mg2+的實(shí)驗結(jié)果

與前面摻入不同量膨潤土后制備的泥漿相比，滴入Ca2+、Mg2+制得的泥漿，放置30 s的流速和粘度要好一些，但泥漿的觸變性大；放置30 min后，泥漿流動性變差。

2.4　去離子水水洗膨潤土對面料泥漿流變性的影響

為了確定是Ca2+、Mg2+，還是膨潤土本身觸變性對面料泥漿流變性的影響，我們用4倍膨潤土量的去離子水水洗膨潤土，然后將其烘干，再置于球磨機(jī)中制備成泥漿，研磨13 min后，在23 ℃下測得的泥漿的粘度和流動性結(jié)果見表4。

表4　水洗膨潤土添加量的實(shí)驗結(jié)果

由表4可見，泥漿的粘度和觸變性較未洗膨潤土制得的泥漿(見表2)明顯增大，但泥漿觸變性有所改善。實(shí)驗室結(jié)果也在工業(yè)生產(chǎn)中得到證實(shí)，即膨潤土摻入量在3%左右時，添加5‰的五水偏硅酸鈉能生產(chǎn)含水率36%的泥漿，但泥漿不能一次性地自球磨機(jī)中排出。

3結(jié)論

摻入膨潤土后的泥漿流動性下降、觸變性增大是膨潤土本身特殊性能和其帶入的Ca2+、Mg2+共同作用的結(jié)果，其摻入量應(yīng)盡量控制在3%以內(nèi)。研磨這類瓷料泥漿時可選擇易與Ca2+、Mg2+生成穩(wěn)定化合物的助磨減水劑。

參考文獻(xiàn)

1李文旭，宋英.陶瓷添加劑.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2011

2韓躍新，印萬忠，毛澤紅，等．礦物材料．北京: 科學(xué)出版社，2006

3胡飛,熊偉.粘土特性及球磨時間對陶瓷原料減水性能的研究.廣東建材,2012(12):29~31

2014年10~11月衛(wèi)浴領(lǐng)域節(jié)水認(rèn)證(CQC)證書清單

序號證書編號產(chǎn)品名稱制造商發(fā)證日期證書截止時間11CQC14704116723非接觸式便器沖洗閥(小便器感知式?jīng)_水閥)東陶(上海)有限公司2014-10-142017-10-1412CQC14704116722非接觸式便器沖洗閥(小便器感知式?jīng)_水閥)東陶(上海)有限公司2014-10-142017-10-1413CQC14704116717非接觸式便器沖洗閥(小便器感知式?jīng)_水閥)東陶(上海)有限公司2014-10-142017-10-1414CQC14704116724非接觸式便器沖洗閥(小便器感知式?jīng)_水閥)東陶(上海)有限公司2014-10-142017-10-1415CQC14704116699節(jié)水型3"雙檔排水閥廈門安百利塑膠有限公司2014-10-142017-10-1416CQC14704116766坐便器科馬印象實(shí)業(yè)有限公司2014-10-152017-10-1517CQC14704116765坐便器科馬印象實(shí)業(yè)有限公司2014-10-152017-10-1518CQC14704116764坐便器科馬印象實(shí)業(yè)有限公司2014-10-152017-10-1519CQC14704116762坐便器科馬印象實(shí)業(yè)有限公司2014-10-152017-10-1520CQC14704116767坐便器科馬印象實(shí)業(yè)有限公司2014-10-152017-10-1521CQC147041166932"雙控除臭排水閥廈門惠爾潔衛(wèi)浴科技有限公司2014-10-202017-10-2022CQC147041166942"機(jī)械式單控除臭排水閥廈門惠爾潔衛(wèi)浴科技有限公司2014-10-202017-10-2023CQC147041166953"雙控除臭排水閥廈門惠爾潔衛(wèi)浴科技有限公司2014-10-202017-10-2024CQC14704116975入墻水箱廈門威迪亞科技有限公司2014-10-212017-10-2125CQC14704117032入墻水箱廈門威迪亞科技有限公司2014-10-222017-10-2226CQC14704117031入墻水箱廈門威迪亞科技有限公司2014-10-222017-10-2227CQC14704117030入墻水箱廈門威迪亞科技有限公司2014-10-222017-10-22

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(未完待續(xù))

認(rèn)證問答

問：實(shí)施能源管理體系有哪些益處？答：近年來，隨著能源危機(jī)、環(huán)境保護(hù)等因素的影響，能源的有效利用已成為影響各行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提高及可持續(xù)發(fā)展的重要因素。對于我國的能源發(fā)展戰(zhàn)略而言，提高能源的開發(fā)和利用效率應(yīng)擺在首位。各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，我國建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)的單位產(chǎn)品綜合能耗為350~400 kgce/t、單位產(chǎn)品綜合電耗為300 kW·h/t，是世界先進(jìn)水平的近兩倍。這說明我國在技術(shù)水平、管理水平和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)方面還比較粗放，存在著較大的節(jié)能潛力。解決能源問題的根本途徑之一，便是加強(qiáng)企業(yè)的能源管理體系建設(shè)，推進(jìn)和深化節(jié)能減排工作。節(jié)約能源是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高人民生活水平的長期戰(zhàn)略方針，是緩解能源供應(yīng)與需求矛盾的重要手段之一。

目前陶瓷行業(yè)的能源成本約占陶瓷生產(chǎn)成本的35%，這也就是說陶瓷企業(yè)每降低1%的能源消耗就相當(dāng)于每年為企業(yè)創(chuàng)造近百萬的利潤。

問：國家及地方政府就能源管理體系認(rèn)證工作已發(fā)布了哪些法律法規(guī)及相關(guān)規(guī)定？答：國家和地方政府已發(fā)布了以下法律法規(guī)：

1)2011年12月7日國家發(fā)改委等十二個部委聯(lián)合發(fā)布了“關(guān)于印發(fā)萬家企業(yè)節(jié)能低碳行動實(shí)施方案的通知”；

2)2012年2月1日國家認(rèn)監(jiān)委發(fā)布了“關(guān)于擴(kuò)大能源管理體系認(rèn)證試點(diǎn)工作范圍的通知”；

3)2012年11月28日國家發(fā)改委和國家認(rèn)監(jiān)委聯(lián)合發(fā)布了“關(guān)于加強(qiáng)萬家企業(yè)能源管理體系建設(shè)工作的通知”；

4)2012年12月24日廣東省經(jīng)濟(jì)和信息化委等4部門下發(fā)了“關(guān)于印發(fā)廣東省能源管理體系建設(shè)及認(rèn)證試點(diǎn)名單(第一批)的通知”(粵經(jīng)信節(jié)能〔2012〕980號)。

問：國建聯(lián)信認(rèn)證中心為哪些陶瓷企業(yè)開展了能源管理體系認(rèn)證？答：國建聯(lián)信認(rèn)證中心(簡稱GJC)至今已為廣東嘉俊陶瓷有限公司、廣東薩米特陶瓷有限公司、恩平百強(qiáng)陶瓷有限公司、廣東博德精工建材有限公司、佛山市博華陶瓷有限公司等多家企業(yè)開展了能源管理體系認(rèn)證工作。通過實(shí)施能源管理體系,各企業(yè)均有效地提升了能源管理水平，節(jié)能管理工作也取得了良好的成績，單位產(chǎn)品綜合能耗和單位產(chǎn)品綜合電耗均有較大幅度下降。

問：國建聯(lián)信認(rèn)證中心何時獲得能源管理體系認(rèn)證資質(zhì)？答：能源管理體系認(rèn)證試點(diǎn)工作于2010年開始，國建聯(lián)信認(rèn)證中心于同年獲得認(rèn)證資質(zhì)，是首批獲得在建材行業(yè)開展能源管理體系認(rèn)證的機(jī)構(gòu)。批準(zhǔn)時間為2010年5月1日，批準(zhǔn)號為：CNCA-R-2002-025。

問：申請能源管理體系認(rèn)證的流程有哪些？答：通常情況下，申請能源管理體系認(rèn)證的流程為：

1)向認(rèn)證機(jī)構(gòu)遞交認(rèn)證申請書，并同時與認(rèn)證機(jī)構(gòu)簽訂認(rèn)證合同；

2)開展GB/T 23331-2009標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)，內(nèi)審員培訓(xùn)、指定管理者代表、成立能源管理體系推進(jìn)小組等；

3)應(yīng)按GB/T 23331-2009的要求編制相應(yīng)的管理文件；

4)運(yùn)行并改進(jìn)能源管理體系(如開展內(nèi)部審核、合規(guī)性評價及管理評審等)；

5)向認(rèn)證機(jī)構(gòu)提交相關(guān)文件如營業(yè)執(zhí)照復(fù)印件、組織機(jī)構(gòu)代碼證復(fù)印件、CCC認(rèn)證證書(瓷質(zhì)磚企業(yè))復(fù)印件等；

6)迎接外審；

7)頒發(fā)認(rèn)證證書。

問：實(shí)施能源管理體系認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)是什么？答：目前，建筑衛(wèi)生陶瓷企業(yè)實(shí)施能源管理體系認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)是《能源管理體系要求》(GB/T 23331-2009)。待《能源管理體系陶瓷企業(yè)認(rèn)證要求》標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施后(預(yù)計2013年6月發(fā)布)，將同時作為陶瓷企業(yè)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

問：能源管理體系認(rèn)證證書的有效期是多少年?答：按照國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會的要求，試點(diǎn)期間能源管理體系認(rèn)證證書有效期為2年，每年監(jiān)督審核4次，監(jiān)督審核實(shí)施的方式視乙方能源管理體系運(yùn)行情況決定是否到現(xiàn)場監(jiān)督審核。試點(diǎn)工作完成后，按照國家要求實(shí)施年度監(jiān)督。再認(rèn)證審核的現(xiàn)場審核時間應(yīng)在證書到期前2個月實(shí)施，以確保認(rèn)證證書有連續(xù)性。若獲證企業(yè)的認(rèn)證內(nèi)容發(fā)生重大變更、或發(fā)生影響能源績效的重大事故時,認(rèn)證機(jī)構(gòu)將會及時實(shí)施非例行的監(jiān)督審核。

問：建筑衛(wèi)生陶瓷綜合能耗和綜合電耗的統(tǒng)計范圍是如何規(guī)定的？答：按照《建筑衛(wèi)生陶瓷單位產(chǎn)品能源消耗限額》 GB 21252-2007的規(guī)定，其統(tǒng)計范圍分別為：

1衛(wèi)生陶瓷綜合能耗和綜合電耗的范圍

包括原料粗中細(xì)碎、原料制備輸送、模型制作、釉料制備、成形、干燥、施釉、燒成、冷修、檢驗包裝等生產(chǎn)過程，供水、供熱、供氣、供油、機(jī)修等輔助和附屬生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)管理部門等所消耗的燃料和電力。

不包括：石膏加工過程、匣缽及窯具加工制作、熔快制備、色料制備、生活設(shè)施(如：宿舍、學(xué)校、文化娛樂、醫(yī)療保健、商業(yè)服務(wù)和托兒幼教等)及運(yùn)輸保管、采暖、技改等所消耗的燃料和電力。

2陶瓷磚綜合能耗和綜合電耗的范圍

包括原料粗中細(xì)碎、原料制備輸送、粉料制備、成形、干燥、施釉、燒成、冷修、拋光、檢驗包裝等生產(chǎn)過程，供水、供熱、供氣、供油、機(jī)修等輔助和附屬生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)管理部門等所消耗的燃料和電力。

不包括：熔快制備、色料制備、窯具加制作、生活設(shè)施(如：宿舍、學(xué)校、文化娛樂、醫(yī)療保健、商業(yè)服務(wù)和托兒幼教等)及運(yùn)輸保管、采暖、技改等所消耗的燃料和電力。

問：按照《建筑衛(wèi)生陶瓷單位產(chǎn)品能源消耗限額》GB 21252-2007的規(guī)定，建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品分為哪幾類？答：按照《建筑衛(wèi)生陶瓷單位產(chǎn)品能源消耗限額》GB 21252-2007的規(guī)定，建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品應(yīng)按"衛(wèi)生陶瓷、吸水率E≤0.5%的陶瓷磚、吸水率0.5% 10%的陶瓷磚"進(jìn)行分類。

問：何謂建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品綜合能耗？答：在報告期內(nèi)及建筑衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)全過程中，用于生產(chǎn)實(shí)際消耗的各種能源總量。包括生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)和附屬生產(chǎn)系統(tǒng)的各種能源消耗量和損失量，不包括基建、技改等項目建設(shè)消耗的、生產(chǎn)界區(qū)內(nèi)回收利用的和向外輸出的能源量。

問：何謂建筑衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)界區(qū)？答：從原料、釉料、煤、油、氣等原材料和能源，從進(jìn)入計量工序開始，到成品建筑衛(wèi)生陶瓷計量入庫和輔助生產(chǎn)系統(tǒng)、附屬生產(chǎn)系統(tǒng)整個建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)過程，由生產(chǎn)系統(tǒng)工藝裝置、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)和附屬生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)施3部分用能構(gòu)成。

問：何謂建筑衛(wèi)生陶瓷單位產(chǎn)品綜合電耗？答：以建筑衛(wèi)生陶瓷單位產(chǎn)量表示的直接消耗的電量，即建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品單位電耗，不包括動和設(shè)備等的耗電量。

中圖分類號：TQ174.4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1002-2872(2015)03-0038-03

*作者簡介：秦晉國(1956-)，碩士，特聘教授；主要從事循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究工作。