CN107285731B - 一种作为高档卫生陶瓷原料的球粘土及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种作为高档卫生陶瓷原料的球粘土，所述球粘土包括重量百分比的以下组分：3‑18％原生粘土、41‑66％次生粘土、5‑26％叶蜡石、0.01‑2.8％稀释剂、0.01‑2.1％絮凝剂和18‑35％水。本发明的作为高档卫生陶瓷原料的球粘土采用上述配方和生产方法，能很好地控制所生产得到的球粘土的粘度为32‑59s，干燥抗折强度为4.5‑7MPa，总线性收缩率为5‑9.5％，能有效降低球粘土的粘度和总线性收缩率，并且保证其有较好的干燥抗折强度和可塑性，完全克服了过去因原料的粘度高和总线性收缩率大而导致的缺陷，为卫生陶瓷制造业生产高档卫生陶瓷产品提供了质量保障。
Description
技术领域
本发明涉及卫生陶瓷技术领域，涉及一种球粘土，具体涉及一种作为高档卫生陶瓷原料的球粘土及其生产方法。
背景技术
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材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原料为高岭石，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，从而保证生产出的球粘土的粘度、干燥抗折强度和总线性收缩率的参数满足各项指标，为生产出高档的卫生陶瓷提供了一个良好的原料基础。
发明内容
本发明提供了一种作为高档卫生陶瓷原料的球粘土，该球粘土的粘度为32-59s，干燥抗折强度为4.5-7MPa，总线性收缩率为5-9.5％，具有良好的干燥抗折强度和可塑性。
本发明的另一个目的是提供一种作为高档卫生陶瓷原料的球粘土的生产方法。
本发明采用的技术方案是：一种作为高档卫生陶瓷原料的球粘土，所述球粘土包括重量百分比的以下组分：
优选的，作为高档卫生陶瓷原料的球粘土的粘度为32-59s，干燥抗折强度为4.5-7MPa，总线性收缩率为5-9.5％。
优选的，原生粘土的粘度为16-89s，干燥抗折强度为1-5MPa，总线性收缩率为3.6-13.8％。
原生粘土指铝硅酸盐岩石经风化后生成高岭石及其它含水硅酸盐矿物、石英等，未完全风化的碎粒残留原地而形成的粘土，生成的可溶性盐类则被雨水溶解带走。一般质地较纯，氧化铁、氧化钛、氧化锰等含量低，氧化铝高，耐火度较高，但往往含有母岩杂质，颗粒较粗。和次生粘土相比，原生粘土的悬浮性较差，保湿性较差，可塑性较低，粘度较高，干燥抗折强度较低，总线性收缩率大。例如，钾长石风化反应如下：
4K[AlSi3O8]+6H2O→Al4[Si4O10](OH)8+8SiO2+4KOH或
4K[AlSi3O8]+4H2O→Al4[Si4O10](OH)8+8SiO2+2K2CO3
优选的，次生粘土的粘度为12-68s，干燥抗折强度为3-9MPa，总线性收缩率为3.9-15.9％。
次生粘土是由原生粘土在雨水河川的漂流或风力的作用下，搬离原母岩后在低洼的地方再次沉积而形成的粘土。在漂流迁移过程中粘土本身经碰撞磨擦而变细，同时夹带入一些有机物质和其它杂质，因此次生粘土具有颗粒细小、悬浮性较好、保湿性较好、可塑性较高、粘度低、干燥抗折强度较高等特点，但次生粘土中的氧化铁、氧化钛、氧化锰等含量较高，总线性收缩率大。
优选的，叶蜡石的粘度为9-53s，干燥抗折强度为1.0-4.6MPa，总线性收缩率为1-8.7％。
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率小，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。
优选的，所述稀释剂是水玻璃、碳酸钠或腐植酸钠。添加入稀释剂能使原生粘土、次生粘土和叶蜡石充分分散在水介质中，形成良好的泥浆系统，使泥浆具有良好的输送性，同时也容易去除杂质。
优选的，所述絮凝剂是聚合氯化铝、硝酸或氯化镁。添加入絮凝剂能使原生粘土、次生粘土和叶蜡石凝聚，形成良好稳定、不分层的泥浆，也有利于提高后续泥浆的压滤效率。
本发明还提供了一种作为高档卫生陶瓷原料的球粘土的生产方法，包括以下步骤：
1)分别测试原生粘土、次生粘土和叶蜡石的粘度、干燥抗折强度和总线性收缩率，选取符合要求的原生粘土、次生粘土和叶蜡石；
2)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；
3)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)将叶蜡石投入1#球磨机机中，按比例依次投入水和稀释剂，打开球磨机研磨6-20小时，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；
5)将纯原生粘土浆、纯次生粘土浆和纯叶蜡石浆输送到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，得到含水率为18-5％的球粘土产品。
优选的，在步骤1)中，符合要求的原生粘土的粘度为16-89s，干燥抗折强度为1-5MPa，总线性收缩率为3.6-13.8％；符合要求的次生粘土的粘度为12-68s，干燥抗折强度为3-9MPa，总线性收缩率为3.9-15.9％；符合要求的叶蜡石的粘度为9-53s，干燥抗折强度为1-4.6MPa，总线性收缩率为1-8.7％。在生产作为高档卫生陶瓷的球粘土前，采用GB/T26742规定的方法测试各原料组分的粘度、干燥抗折强度、总线性收缩率，选取符合要求的原生粘土、次生粘土和叶蜡石。
优选的，在步骤2)中，将原生粘土化成干料百分含量为23-62％的浆料，在步骤3)中，将次生粘土化成干料百分含量为12-66％的浆料。
优选的，在步骤4)中，将叶蜡石投入1#球磨机中，添加入稀释剂和水，打开球磨机研磨6-20小时，使浆料的325目筛余率小于5％。
原生粘土有较高的Al2O3含量，较低的Fe2O3和TiO2含量，但粘度较高，总线性收缩率较大，可塑性较差，干燥抗折强度较低。次生粘土有较高的干燥抗折强度和可塑性，粘度低，但总线性收缩率更大，Al2O3含量较低，Fe2O3和TiO2的含量较高。叶蜡石的粘度低、总线性收缩率很小，Fe2O3和TiO2的含量较低，但干燥抗折强度低、可塑性差，Al2O3的含量较低。这三种原料各有优点和缺点，本发明综合了他们的优点，弥补了他们的缺点，采用本发明生产的高档卫生陶瓷用球粘土具有较高的干燥强度和可塑性，较小的总收缩，较低的粘度，较高含量的Al2O3，较低含量的Fe2O3和TiO2，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。
本发明的有益效果是：本发明采用上述配方和生产方法，能很好地控制所生产得到的球粘土的粘度为32-59s，干燥抗折强度为4.5-7MPa，总线性收缩率为5-9.5％，能有效降低了球粘土的粘度和总线性收缩率，并且保证其有较好的干燥抗折强度和可塑性，完全克服了过去因原料的粘度高和总线性收缩率大而导致的缺陷，为卫生陶瓷制造业生产高档卫生陶瓷产品提供了质量保障。
具体实施方式
实施例1
一种作为高档卫生陶瓷原料的球粘土，所述球粘土包括重量百分比的以下组分：
其中各组分的粘度、干燥抗折强度和总线性收缩率如下：原生粘土的粘度为20s，干燥抗折强度为1.0MPa，总线性收缩率为3.6％；次生粘土的粘度为29s，干燥抗折强度为5.0MPa，总线性收缩率为5.9％；叶蜡石的粘度为12s，干燥抗折强度为1.0MPa，总线性收缩率为1.0％。
作为高档卫生陶瓷原料的球粘土的生产方法，包括以下步骤：
1)分别测试原生粘土、次生粘土和叶蜡石的粘度、干燥抗折强度和总线性收缩率，选取符合要求的原生粘土、次生粘土和叶蜡石；
2)将原生粘土投入1#化浆池，按比例依次投入水和稀释剂，化成干料百分含量为58％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15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；
3)将次生粘土投入2#化浆池，按比例依次投入水和稀释剂，化成干料百分含量为55％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30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)将叶蜡石投入1#球磨机机中，按比例依次投入水和稀释剂，打开球磨机研磨15小时，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；
5)将纯原生粘土浆、纯次生粘土浆和纯叶蜡石浆输送到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，得到含水率为24.2％的球粘土产品。
实施例2
一种作为高档卫生陶瓷原料的球粘土，所述球粘土包括重量百分比的以下组分：
其中各组分的粘度、干燥抗折强度和总线性收缩率如下：原生粘土的粘度为35s，干燥抗折强度为2MPa，总线性收缩率为6％；次生粘土的粘度为38s，干燥抗折强度为6MPa，总线性收缩率为8％；叶蜡石的粘度为18s，干燥抗折强度为1.5MPa，总线性收缩率为2.5％。
作为高档卫生陶瓷原料的球粘土的生产方法，包括以下步骤：
1)分别测试原生粘土、次生粘土和叶蜡石的粘度、干燥抗折强度和总线性收缩率，选取符合要求的原生粘土、次生粘土和叶蜡石；
2)将原生粘土投入1#化浆池，按比例依次投入水和稀释剂，化成干料百分含量为30％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10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；
3)将次生粘土投入2#化浆池，按比例依次投入水和稀释剂，化成干料百分含量为35％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20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)将叶蜡石投入1#球磨机机中，按比例依次投入水和稀释剂，打开球磨机研磨12小时，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；
5)将纯原生粘土浆、纯次生粘土浆和纯叶蜡石浆输送到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，得到含水率为28.5％的球粘土产品。
实施例3
一种作为高档卫生陶瓷原料的球粘土，所述球粘土包括重量百分比的以下组分：
其中各组分的粘度、干燥抗折强度和总线性收缩率如下：原生粘土的粘度为50s，干燥抗折强度为4MPa，总线性收缩率为8％；次生粘土的粘度为60s，干燥抗折强度为7MPa，总线性收缩率为12％；叶蜡石的粘度为26s，干燥抗折强度为3.5MPa，总线性收缩率为6％。
作为高档卫生陶瓷原料的球粘土的生产方法，包括以下步骤：
1)分别测试原生粘土、次生粘土和叶蜡石的粘度、干燥抗折强度和总线性收缩率，选取符合要求的原生粘土、次生粘土和叶蜡石；
2)将原生粘土投入1#化浆池，按比例依次投入水和稀释剂，化成干料百分含量为23％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2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；
3)将次生粘土投入2#化浆池，按比例依次投入水和稀释剂，化成干料百分含量为25％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3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)将叶蜡石投入1#球磨机机中，按比例依次投入水和稀释剂，打开球磨机研磨8小时，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；
5)将纯原生粘土浆、纯次生粘土浆和纯叶蜡石浆输送到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，得到含水率为21.3％的球粘土产品。
实施例4
一种作为高档卫生陶瓷原料的球粘土，所述球粘土包括重量百分比的以下组分：
其中各组分的粘度、干燥抗折强度和总线性收缩率如下：原生粘土的粘度为78s，干燥抗折强度为4.5MPa，总线性收缩率为13％；次生粘土的粘度为65s，干燥抗折强度为9MPa，总线性收缩率为15％；叶蜡石的粘度为32s，干燥抗折强度为3.5MPa，总线性收缩率为8％。
作为高档卫生陶瓷原料的球粘土的生产方法，包括以下步骤：
1)分别测试原生粘土、次生粘土和叶蜡石的粘度、干燥抗折强度和总线性收缩率，选取符合要求的原生粘土、次生粘土和叶蜡石；
2)将原生粘土投入1#化浆池，按比例依次投入水和稀释剂，化成干料百分含量为55％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3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；
3)将次生粘土投入2#化浆池，按比例依次投入水和稀释剂，化成干料百分含量为48％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20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)将叶蜡石投入1#球磨机机中，按比例依次投入水和稀释剂，打开球磨机研磨10小时，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；
5)将纯原生粘土浆、纯次生粘土浆和纯叶蜡石浆输送到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，得到含水率为19.8％的球粘土产品。
将实施例1-4生产的球粘土进行检测，所得结果如下表1所示。
表1实施例1-4生产的球粘土的性能检测结果
由上可知，本发明生产的作为高档卫生陶瓷原料的球粘土的各项性能均能满足指标的各项要求，其具有优异的性能。
Claims (5)
1.一种作为高档卫生陶瓷原料的球粘土，其特征在于，所述球粘土由重量百分比的以下组分组成：
原生粘土的粘度为16-89s，干燥抗折强度为1-5MPa，总线性收缩率为3.6-13.8％；
次生粘土的粘度为12-68s，干燥抗折强度为3-9MPa，总线性收缩率为3.9-15.9％；
叶蜡石的粘度为9-53s，干燥抗折强度为1-4.6MPa，总线性收缩率为1-8.7％；
作为高档卫生陶瓷原料的球粘土的粘度为32-59s，干燥抗折强度为4.5-7MPa，总线性收缩率为5-9.5％；
作为高档卫生陶瓷原料的球粘土的生产方法，包括以下步骤：
1)分别测试原生粘土、次生粘土和叶蜡石的粘度、干燥抗折强度和总线性收缩率，选取符合要求的原生粘土、次生粘土和叶蜡石；
2)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；
3)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)将叶蜡石投入1#球磨机机中，按比例依次投入水和稀释剂，打开球磨机研磨，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；
5)将纯原生粘土浆、纯次生粘土浆和纯叶蜡石浆输送到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。
2.根据权利要求1所述的作为高档卫生陶瓷原料的球粘土，其特征在于，所述稀释剂是水玻璃、碳酸钠或腐植酸钠。
3.根据权利要求1所述的作为高档卫生陶瓷原料的球粘土，其特征在于，所述絮凝剂是聚合氯化铝、硝酸或氯化镁。
4.根据权利要求1所述的作为高档卫生陶瓷原料的球粘土，其特征在于，在步骤2)中，将原生粘土化成干料百分含量为23-62％的浆料，在步骤3)中，将次生粘土化成干料百分含量为12-66％的浆料。
5.根据权利要求1所述的作为高档卫生陶瓷原料的球粘土，其特征在于，在步骤4)中，球磨机研磨的时间为6-20小时，使浆料的325目筛余率小于5％。
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