摘要：為解決河北某衛生羅斯林廠石膏生產中模具的粘附和空裂問題，采用正交試驗法對污泥電解質的種類和用量進行了研究。實驗表明，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。應用表明，添加劑的使用會影響衛生陶瓷污泥的性能，使衛生陶瓷的成功率增加25%。

　　關鍵詞;添加劑;衛生陶瓷;泥漿性能

　　引言：

　　近年來，人們越來越喜歡中高檔衛生陶瓷，而衛生陶瓷的質量直接影響到產品的空置量和成品質量。目前，我國大多數衛生陶瓷企業的污泥制備技術仍在基本上堅持傳統的制漿工藝，出現了軟質材料過細、污泥性能無法監控等技術錯誤;另外，一些衛生陶瓷生產廠家也了解了國外污泥生產技術，并進行了近十年的試生產，也獲得了相應的結果。主要目的是把部分零點五硬地物料進行球磨至合格的細度后，在高溫攪拌槽中和軟質物料混勻，并加入回空泥、調節電解質量和水分比例，以調整污泥特性。這二個方法均和污泥管理密不可分。但實踐已證明，調整污泥特性才是控制成品質量的關鍵因素。在特定的礦物質和顆粒成分要求下，合理確定的水泥添加劑比是提高和控制水泥性能最經濟可行的辦法。因此為了獲得最低含水率、良好的消化率和穩定性，就應該向水泥中添加添加劑。而通常的添加劑為電解質添加劑二。對合理電解液比和用量的決定并不能從理論上推測，而應通過對具體原料和使用條件通過實驗判斷。根據在河北省某縣某衛生陶瓷廠冶煉生產過程中出現的模具粘連、坯料破裂等工藝技術問題，經過試驗制定了合適的合理電解質溶液增味劑種類和最終劑量。實際應用結果表明，毛坯的成型效率已由74%增加到了目前的96%以上。

　　1.衛生陶瓷泥漿性能的研究

　　一百余年來，衛生潔具成型技術一直使用砂漿成形。通常，熔融成型是指利用石膏模的毛細管力，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、相應的泥漿材料、相應的粒子細化性和脫泡劑所構成。AdcocK和macdowall通過對水泥過程的研究得出了結論：水泥中毛坯材料的平均厚度就是砂漿時間平方根的函數。換句話說：(1)x=KT(1)，公式中的比值常數K是：(1)泥漿比重的函數;(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)塑料材質的影響等。該比例應用于經過石膏模的水泥、經過水泥層的污水和整個熔融過程。可以發現，污泥特性對整個熔融過程都具有重要影響。

　　在衛生潔具工業生產中，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，最常見的化學稀釋液為單價金屬鹽類，但當陽離子透過泥粒表層的雙電層時，其陽離子也會產生不溶性鹽。將有機和無機降膠黏劑都用于污泥稀釋劑。但目前，最實用的仍是金屬鈉鹽——碳酸鹽、硅酸鹽、焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽和草酸鹽。

　　從化學組成上來說，對細顆粒有機揮發物在粘土系統的主要稀釋步驟，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，這就大大增加了發電機功率，并析出了部分的結合水。在黏土中交換陰離子愈多，對電解液的要求也愈大。二生產污泥研究人員調查了該企業在陶瓷衛生潔具制造中所用的污泥。大致流程包括：原料生產、鑄造污泥和上釉污泥的生產、澆注產品、去毛刺形成、干燥、上釉和燃燒。目前，企業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。用厚壁衛生潔具傾倒污泥的主要優點，是其傾斜度較用薄壁工藝生產的更為顯著。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量。因此，應根據以下干燥和燒結條件優化水分含量和固體分散體，以確保產品的最佳性能。

　　2.泥漿配方實驗

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

　　3.實驗結果分析

　　添加劑在調節泥漿性能方面起著重要作用，但必須根據所用泥漿的性質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，然后系統地研究了兩種添加劑：腐植酸鈉和三聚磷酸鈉。實驗結果如表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。這是因為腐植酸鈉含有鈉離子和帶負電的腐殖質。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，由于污泥中有機質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，使擴散層變厚，電位迅速上升;當增味劑加入一定量時，由于鈉超過了規定含量，擴散層被迅速地將化，4-電位呈現降低態勢。當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。當腐植酸鈉的加入水量超過百分之零點八時，混凝效應更加突出。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，從而使擴散層加厚，提高了菌膠團的電勢和排擠性能。也因為加入了腐植酸鈉，反應產生的鈣鹽和鋁鹽很難溶解于水，這就可以稀釋漿泥。而關于這種水泥配方，因為當地的原材料，如茨木街就有大量的有機物。此后，在富含子母節元素的泥漿中，腐植酸鈉的效應就沒有比三聚磷酸鈉的效應更突出了。這主要是因為在不裝有機質的泥漿中，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質，則腐植酸鈉的作用也只能使腐植酸自由基復合物中產生的不溶性鈣鹽，從而也不能溶解于泥土中的有機質。三聚磷酸鈉與鈣粘土能夠產生較穩定的復合鹽[kanae(PO3)6]。在黏土中存在較多有機質時，三聚磷酸鈉就能夠使有機質轉變為膠狀而分離，所以其脫脂力大于腐植酸鈉。

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