摘要：為解決河北某衛(wèi)生羅斯林廠石膏生產(chǎn)中模具的粘附和空裂問題，采用正交試驗(yàn)法對污泥電解質(zhì)的種類和用量進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)表明，腐植酸鈉和三聚磷酸鈉對所研究的陶瓷污泥均有改善作用，但三聚磷酸鈉的效果更好。應(yīng)用表明，添加劑的使用會影響衛(wèi)生陶瓷污泥的性能，使衛(wèi)生陶瓷的成功率增加25%。

　　關(guān)鍵詞;添加劑;衛(wèi)生陶瓷;泥漿性能

　　引言：

　　近年來，人們越來越喜歡中高檔衛(wèi)生陶瓷，而衛(wèi)生陶瓷的質(zhì)量直接影響到產(chǎn)品的空置量和成品質(zhì)量。目前，我國大多數(shù)衛(wèi)生陶瓷企業(yè)的污泥制備技術(shù)仍在基本上堅(jiān)持傳統(tǒng)的制漿工藝，出現(xiàn)了軟質(zhì)材料過細(xì)、污泥性能無法監(jiān)控等技術(shù)錯誤;另外，一些衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)廠家也了解了國外污泥生產(chǎn)技術(shù)，并進(jìn)行了近十年的試生產(chǎn)，也獲得了相應(yīng)的結(jié)果。主要目的是把部分零點(diǎn)五硬地物料進(jìn)行球磨至合格的細(xì)度后，在高溫?cái)嚢璨壑泻蛙涃|(zhì)物料混勻，并加入回空泥、調(diào)節(jié)電解質(zhì)量和水分比例，以調(diào)整污泥特性。這二個方法均和污泥管理密不可分。但實(shí)踐已證明，調(diào)整污泥特性才是控制成品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。在特定的礦物質(zhì)和顆粒成分要求下，合理確定的水泥添加劑比是提高和控制水泥性能最經(jīng)濟(jì)可行的辦法。因此為了獲得最低含水率、良好的消化率和穩(wěn)定性，就應(yīng)該向水泥中添加添加劑。而通常的添加劑為電解質(zhì)添加劑二。對合理電解液比和用量的決定并不能從理論上推測，而應(yīng)通過對具體原料和使用條件通過實(shí)驗(yàn)判斷。根據(jù)在河北省某縣某衛(wèi)生陶瓷廠冶煉生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的模具粘連、坯料破裂等工藝技術(shù)問題，經(jīng)過試驗(yàn)制定了合適的合理電解質(zhì)溶液增味劑種類和最終劑量。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，毛坯的成型效率已由74%增加到了目前的96%以上。

　　1.衛(wèi)生陶瓷泥漿性能的研究

　　一百余年來，衛(wèi)生潔具成型技術(shù)一直使用砂漿成形。通常，熔融成型是指利用石膏模的毛細(xì)管力，將帶有一定水份的污泥干燥、硬化和空化。作為溶液的污泥，它由一定的固體粒子、相應(yīng)的泥漿材料、相應(yīng)的粒子細(xì)化性和脫泡劑所構(gòu)成。AdcocK和macdowall通過對水泥過程的研究得出了結(jié)論：水泥中毛坯材料的平均厚度就是砂漿時間平方根的函數(shù)。換句話說：(1)x=KT(1)，公式中的比值常數(shù)K是：(1)泥漿比重的函數(shù);(2)粘土懸浮液的類型和影響懸浮液粘度的成分;(3)顆粒大小和顆粒分布;(4)泥漿中塑料和非塑料材料的比例;(5)外部因素;(6)塑料材質(zhì)的影響等。該比例應(yīng)用于經(jīng)過石膏模的水泥、經(jīng)過水泥層的污水和整個熔融過程。可以發(fā)現(xiàn)，污泥特性對整個熔融過程都具有重要影響。

　　在衛(wèi)生潔具工業(yè)生產(chǎn)中，一個很緊迫的問題就是減少殘余污泥的含水量和黏度，以增加其流動性。眾所周知，陶瓷污泥應(yīng)具備必要的低分散相、高液體和良好的過濾性、最低濕度，以及高耐分解性能的材料和化學(xué)成分。在分散溶液(水)濃度不變的情況下，使用稀釋劑(電解液)是減少陶瓷污泥黏度的最有效辦法，最常見的化學(xué)稀釋液為單價金屬鹽類，但當(dāng)陽離子透過泥粒表層的雙電層時，其陽離子也會產(chǎn)生不溶性鹽。將有機(jī)和無機(jī)降膠黏劑都用于污泥稀釋劑。但目前，最實(shí)用的仍是金屬鈉鹽——碳酸鹽、硅酸鹽、焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽和草酸鹽。

　　從化學(xué)組成上來說，對細(xì)顆粒有機(jī)揮發(fā)物在粘土系統(tǒng)的主要稀釋步驟，是使粘土單元溶劑與化合物層中的二價陰離子和一價陰離子互換，這就大大增加了發(fā)電機(jī)功率，并析出了部分的結(jié)合水。在黏土中交換陰離子愈多，對電解液的要求也愈大。二生產(chǎn)污泥研究人員調(diào)查了該企業(yè)在陶瓷衛(wèi)生潔具制造中所用的污泥。大致流程包括：原料生產(chǎn)、鑄造污泥和上釉污泥的生產(chǎn)、澆注產(chǎn)品、去毛刺形成、干燥、上釉和燃燒。目前，企業(yè)主要使用的石膏模水泥澆注工藝和聚合物模壓送工藝成型了陶瓷潔具。用厚壁衛(wèi)生潔具傾倒污泥的主要優(yōu)點(diǎn)，是其傾斜度較用薄壁工藝生產(chǎn)的更為顯著。高觸變性也使抹灰，特別是污泥施工更加難，但它有助于減少石膏形式的長期污泥侵蝕過程中的沉積。稀釋不僅影響污泥的流變特性，還影響半成品的成型。水分含量越高，半成品的干燥和脫漿過程越慢。然而，如果稀釋不足，排放時間可能會加快，但這會影響半成品的質(zhì)量。因此，應(yīng)根據(jù)以下干燥和燒結(jié)條件優(yōu)化水分含量和固體分散體，以確保產(chǎn)品的最佳性能。

　　2.泥漿配方實(shí)驗(yàn)

　　污泥成分和原料由湖北省志誠衛(wèi)生陶瓷廠提供。污泥的主要化學(xué)成分如表1所示。按照干粉的質(zhì)量百分比，選用了不同的增味劑和加入量。試驗(yàn)所用的主要儀器設(shè)備有粘度計(jì)、bdl-b表面電位粒度檢測儀、安徽口子酒業(yè)股份有限公司-30電彎曲試驗(yàn)、電動混合機(jī)等。主要檢測參數(shù)包括泥漿四的電位、黏度、觸變性、滲透率、干彎曲強(qiáng)度等。

　　3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

　　添加劑在調(diào)節(jié)泥漿性能方面起著重要作用，但必須根據(jù)所用泥漿的性質(zhì)正確選擇添加劑的類型和用量。在第一次選擇中，使用了10種不同的添加劑，然后系統(tǒng)地研究了兩種添加劑：腐植酸鈉和三聚磷酸鈉。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

　　表2顯示，添加腐植酸鈉后，Mutan電位(接下來的4個電位指絕對值)增加，并且隨著腐植酸鈉電位的增加而增加。這是因?yàn)楦菜徕c含有鈉離子和帶負(fù)電的腐殖質(zhì)。另一方面，單價鈉取代泥漿中的鈣和鎂離子，增加四電勢;另外，由于污泥中有機(jī)質(zhì)含量的提高也會引起電勢的提高。在增加三聚磷酸鈉時，電位首先通過增加三聚磷酸鈉而提高。當(dāng)凈增加額超過一定程度后，電位就會減少凈增加額，由于在初始階段，污泥中的鈉含量就會取代了鈣離子和鎂離子。目前，鈉含量的濃度一直都很低。鈉含量易于溶解，使擴(kuò)散層變厚，電位迅速上升;當(dāng)增味劑加入一定量時，由于鈉超過了規(guī)定含量，擴(kuò)散層被迅速地將化，4-電位呈現(xiàn)降低態(tài)勢。當(dāng)三聚磷酸鈉的總用量約為0.2%～0.4%時，泥漿的電位也較高。

　　3.1泥漿粘度

　　當(dāng)漿液的礦石成份、顆粒成分、含量和水溫一致時，漿液的粘性完全取決于漿液增味劑的種類和數(shù)量。圖表二提示，添加三聚磷酸鈉的脫脂能力大于腐植酸鈉。當(dāng)腐植酸鈉的加入水量超過百分之零點(diǎn)八時，混凝效應(yīng)更加突出。在泥土中，腐植酸鈉電離的鈉含量吸附在泥漿的水溶膠顆粒中，從而使擴(kuò)散層加厚，提高了菌膠團(tuán)的電勢和排擠性能。也因?yàn)榧尤肓烁菜徕c，反應(yīng)產(chǎn)生的鈣鹽和鋁鹽很難溶解于水，這就可以稀釋漿泥。而關(guān)于這種水泥配方，因?yàn)楫?dāng)?shù)氐脑牧希绱哪窘志陀写罅康挠袡C(jī)物。此后，在富含子母節(jié)元素的泥漿中，腐植酸鈉的效應(yīng)就沒有比三聚磷酸鈉的效應(yīng)更突出了。這主要是因?yàn)樵诓谎b有機(jī)質(zhì)的泥漿中，由于腐植酸鈉的羧基在黏土膠束中腐植酸鈉表面的均勻分布，能夠降低布朗運(yùn)動對黏土模型的吸引力，從而減少了泥漿的黏性。如果泥漿中存在著更多的有機(jī)質(zhì)，則腐植酸鈉的作用也只能使腐植酸自由基復(fù)合物中產(chǎn)生的不溶性鈣鹽，從而也不能溶解于泥土中的有機(jī)質(zhì)。三聚磷酸鈉與鈣粘土能夠產(chǎn)生較穩(wěn)定的復(fù)合鹽[kanae(PO3)6]。在黏土中存在較多有機(jī)質(zhì)時，三聚磷酸鈉就能夠使有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀而分離，所以其脫脂力大于腐植酸鈉。

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