邱偉志

摘要在盡量利用陶瓷廢渣以及當(dāng)?shù)氐推肺辉系幕A(chǔ)上,通過配方研究,降低了衛(wèi)生潔具的燒成溫度,同時開發(fā)出適合衛(wèi)生潔具坯料泥漿加工的直接磨漿工藝,既簡化了生產(chǎn)流程,又提高了生產(chǎn)效率,大幅度降低衛(wèi)生潔具坯料生產(chǎn)過程的耗水量,形成一套具有地方特色的衛(wèi)生潔具坯料節(jié)能節(jié)水工藝技術(shù),達到節(jié)約資源、清潔生產(chǎn)的目的。

關(guān)鍵詞衛(wèi)生潔具,坯料,節(jié)能節(jié)水,生產(chǎn)工藝

1引 言

目前潮州產(chǎn)區(qū)衛(wèi)生潔具的燒成溫度多數(shù)在1260℃以上,其坯料加工仍沿用傳統(tǒng)的制泥-化漿加工工藝,將坯料壓濾脫水制成泥料后,再加入水和水玻璃重新化漿。這種工藝具有生產(chǎn)控制簡單的特點,但工序重復(fù)、能耗較高,且含泥污水排放量大,與國內(nèi)外先進生產(chǎn)工藝存在較大的差距。本項目在盡量利用陶瓷廢渣、瓷土尾礦以及當(dāng)?shù)氐推肺辉系幕A(chǔ)上,通過坯釉配方研究,降低了衛(wèi)生潔具的燒成溫度,同時開發(fā)出適合衛(wèi)生潔具坯料泥漿加工的直接磨漿工藝,既簡化了生產(chǎn)流程,又提高了生產(chǎn)效率,大幅度降低了衛(wèi)生潔具坯料生產(chǎn)過程的耗水量,形成一套具有地方特色的衛(wèi)生潔具節(jié)能節(jié)水工藝技術(shù),具有明顯的節(jié)能節(jié)水效果,有利于衛(wèi)生陶瓷企業(yè)提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。該項技術(shù)已在潮州綠環(huán)陶瓷資源綜合利用有限公司實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,所生產(chǎn)的衛(wèi)生潔具產(chǎn)品符合相應(yīng)國家標準要求,產(chǎn)品合格率均在90%以上。現(xiàn)將有關(guān)情況介紹如下:

2 坯料配方

2.1 原料選擇

為降低生產(chǎn)成本,便于推廣應(yīng)用,實現(xiàn)資源的綜合利用,本研究在配方中盡量利用陶瓷廢渣、瓷土尾礦以及當(dāng)?shù)氐推肺辉稀Ｅ髁显系幕瘜W(xué)成分見如表1。

2.2 坯料配方

坯料的配方(質(zhì)量百分數(shù))為:潔具廢瓷15%、鈉長石15%、透輝石1%、瓷土尾礦5%、揭陽粘土20%、大旗洗泥25%、西坑泥12%、惠來烏土7%。

2.3 化學(xué)成分

坯料的化學(xué)成分見表2。

2.4 泥漿性能

泥漿的性能參數(shù)見表3。

2.5燒成性能

坯料的燒成性能見表4。

3 加工工藝

直接磨漿工藝是在球磨工序就加入分散劑,將硬質(zhì)原料直接磨成泥漿。粘土類軟質(zhì)原料加入水和分散劑,用攪拌機單獨化漿,經(jīng)除雜后與球磨漿混合。這樣操作既可保持粘土中的自然顆粒,控制了泥漿中微細顆粒的含量,改善泥漿性能,同時又簡化了壓濾和化漿工序,提高生產(chǎn)效率,達到節(jié)能節(jié)水的目的。其技術(shù)關(guān)鍵在于合理控制各工序的含水率和分散劑的加入量。確保成品泥漿的含水率和工藝性能達到生產(chǎn)要求。

3.1 工藝流程

采用直接磨漿-粘土單獨化漿法的制備工藝,其工藝流程如圖所示。

3.2 工藝控制

(1) 粗碎采用顎式破碎機,在進入破碎機前的大塊物料應(yīng)先用錘子擊碎,使之符合顎式破碎機進料粒度的要求,其出料粒度≤4cm。

(2) 中碎可采用對輥式破碎機、錘式破碎機、反擊式破碎機等設(shè)備進行粉碎,其出料粒度≤1cm。

(3) 球磨:在配料中引入5%左右的粘土,防止料漿沉淀,提高研磨效果。水玻璃加入量為0.12%;含水率26%;細度(320目篩余)≤3%。

(4) 化漿:化漿采用高速強力攪拌機。水玻璃的加入量為1.4%;含水率≤35%。

(5) 除雜:采用雙層振動篩(雙層振動篩上層篩網(wǎng)孔徑80目、下層篩網(wǎng)孔徑120目)除去料漿中的砂礫和草屑等雜質(zhì),再通過永磁溜槽(永磁溜槽的磁場強度>0.3T,吸鐵有效長度>1.5m)除去鐵雜質(zhì)。過篩后泥漿細度控制在250目篩余≤3.0%,泥漿含水率≤44%。為補足本工序除去雜質(zhì)的重量,配料時應(yīng)相應(yīng)增加雜質(zhì)所屬原料的加入量。

(6) 混合:混合池采用八角形并配備攪拌機?；旌?h,混合后應(yīng)對泥漿性能進行檢測,并根據(jù)檢測結(jié)果補足水和分散劑。

(7) 過篩: 過篩采用雙層振動篩,篩網(wǎng)規(guī)格為:上層孔徑120目,下層孔徑150目。

(8) 除鐵:采用逆流式電磁選機,磁場強度>0.8T。除鐵過程中每30min應(yīng)停機清洗磁選機濾芯。

(9) 陳腐:成品泥漿應(yīng)在帶攪拌機的泥漿池中陳腐3天以上,等泥漿性能穩(wěn)定后才能投入生產(chǎn)使用。陳腐過程中,每天應(yīng)開機攪拌30min,加速泥漿均化。釆取防塵、防滲措施,防止泥漿在陳腐過程受到污染或含水率出現(xiàn)較大波動。

(10) 泥漿的質(zhì)量要求:含水率29～33%;細度為250目篩余≤1.5%;325目篩余≤4.5%;泥漿流動性40～80s (30″);泥漿觸變性1.1～1.5;生坯強度>2.5MPa。

4分析與討論

(1) 瓷質(zhì)衛(wèi)生潔具廢瓷含有10%左右的釉料,在坯料配方中引入衛(wèi)生陶瓷廢瓷,利用廢瓷釉層的Ca、Mg、Zn等多種熔劑物質(zhì),與長石、透輝石等熔劑礦物組成復(fù)合助熔劑,形成低共熔點,提高助熔效果,可將衛(wèi)生潔具坯料的燒成溫度降低到1200℃,比潮州衛(wèi)生潔具現(xiàn)有燒成溫度降低50℃以上,達到節(jié)能和循環(huán)利用的目的。

(2) 直接磨漿-粘土單獨化漿法制備工藝的技術(shù)關(guān)鍵在于合理控制各工序的含水率和分散劑的加入量,確保成品泥漿的含水率和泥漿性能達到生產(chǎn)要求。在坯料生產(chǎn)過程中,每噸泥的耗水量少于0.5噸,比現(xiàn)有制泥-化漿工藝減少耗水量2.5噸,簡化了壓濾和化漿工序,減少了壓濾和化漿環(huán)節(jié)的設(shè)備投資和能耗,生產(chǎn)效率高、泥漿質(zhì)量穩(wěn)定,有較好的節(jié)能降耗效果。

(3) 粒度大小及其分布是關(guān)系燒成前后坯體性能的重要特性。坯料的加工工藝和坯料配方同時對坯料的顆粒組成產(chǎn)生重要的影響,而對泥漿性能和燒結(jié)性能產(chǎn)生重大影響的是坯料中小于2μm 顆粒所占的比例。一般而言,這些粒子占25～30%,其中95%以上小于1μm 的顆粒來自于粘土礦物。這些微細的粘土礦物中,小于0.2μm的極細粒子又是提高泥漿粘度、降低吸漿速度等不利因素的根本原因。采用粘土單獨化漿法制備坯料,有利于減少坯料中小于0.2μm粒子的含量,改善泥漿性能。

5結(jié) 論

(1) 通過引入潔具廢瓷、鈉長石和少量的透輝石組成復(fù)合助熔劑提高助熔效果,可有效地降低坯料的燒成溫度,實現(xiàn)節(jié)能降耗和資源綜合利用的目的。

(2) 采用直接磨漿工藝,大幅度降低坯料加工過程的耗水量,簡化了壓濾和化漿工序,減少了壓濾和化漿環(huán)節(jié)的設(shè)備投資和能耗,生產(chǎn)效率高、泥漿質(zhì)量穩(wěn)定,有較好的節(jié)能降耗效果。

(3) 該研究項目已建成示范性生產(chǎn)線并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。生產(chǎn)的衛(wèi)生潔具產(chǎn)品符合相應(yīng)國家標準要求,且遠銷法國、西班牙等歐盟國家。經(jīng)檢測,所研發(fā)配方和工藝穩(wěn)定,成熟可靠。

參考文獻

[1] 黃勵知主編.普通陶瓷[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,1992.

[2] 裴秀娟,石振江,同繼鋒編著.衛(wèi)生陶瓷工廠技術(shù)員手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.

[3] 中國硅酸鹽學(xué)會陶瓷分會建筑衛(wèi)生陶瓷專業(yè)委員會編.現(xiàn)代建筑衛(wèi)生陶瓷工程師手冊[M].北京:中國建材工業(yè)出版社,1998.