全国性建材科技期刊———《陶瓷》2001年第3期总第151期·5·蒙脱石粘土(膨润土)及含蒙脱石瓷砂泥浆的稀释及其稀释机理的研究李凝芳熊传熙李晓池(武汉理工大学材料学院430070)(西安矿业学院材料工程系710054)摘要使用传统稀释剂和聚合物电解质对蒙脱石和含蒙脱石瓷砂泥浆进行稀释试验。结果表明,传统稀释剂对蒙脱石泥浆不能起稀释作用,但只对含蒙脱石的瓷砂泥浆有一定的稀释作用,其中六偏磷酸钠效果很好。而有机阳离子聚合电解质对二者都有很好的稀释作用。并通过ζ电位、红外光谱和透射电镜等测试,探讨了有机阳离子聚合电解质对蒙脱石的稀释机理。关键词蒙脱石泥浆稀释稀释剂有机阳离子聚合电解质钠等对蒙脱石陶瓷泥浆进行稀释都无效,有些反而有前言增稠现象,究其原因是陶瓷泥浆要比石油钻井液浓度高得多。[6][7]随着优质陶瓷原料的日趋枯竭和能源的日益紧据胡旭光、曹晓春等报导,80年代末美国研缺,向陶瓷工作者提出了开发新原料、进行低温快烧的制出了兼具降粘和抑制粘土胀裂的高性能降粘剂。这任务。膨润土中的主要矿物为蒙脱石,它颗粒细、亲水些大部分是有机阳离子聚合物,近年发展很快,有很多性强,因而有良好的可塑性和结合能力且干燥强度大。品种。它的铝含量低,烧成温度低。随着建筑陶瓷业的发展,经调查,近年陶瓷工业发达国家如意大利、德国等墙地砖的单块面积愈来愈大,对坯料的可塑性、生坯干已开发了几种有机聚合解凝剂、如PC-67等,我国已燥强度的要求愈来愈高,如能使用部分蒙脱石为粘土有些厂利用它作为高压注浆的添加剂。国内也有单位试制正在投入试用。但一般使用者不知其化学成分原料,可相应解决生坯强度低的问题,并能低温快烧。,,更不清楚它和陶瓷泥浆的作用机理能否用于稀释蒙但因蒙脱石泥浆粘度大、难以稀释,一般陶瓷工艺规定,[1]脱石泥浆。本文就是要通过试验来回答这些问题。使用量不得超过5%。这就大大的限制了它的使用。所以,如能解决蒙脱石泥浆的稀释问题,就可增加蒙脱石和含蒙脱石瓷砂的用量,达到降低能耗,提高半1实验成品率,降低成本,扩大原料来源的目的,这就是本课题的实际意义。1.1原料至今在陶瓷工业中很少关于对蒙脱石泥浆进行成1.1.1膨润土(湖北省鄂州沼山)功稀释的报导。经广泛查阅资料得知,石油工业早已形貌特征:灰黄色微细粉末状,手摸有滑腻感,吸用六偏磷酸钠稀释蒙脱石作石油钻井液用[2]。但我国水可膨胀。[3][4][5]的方邺森、谢志鹏、马养志等曾用硅酸钠、碳酸化学成分(mass%):SiO264.59,Al2O314.20,Fe2O3钠、焦磷酸钠、草酸钠、羧甲基钠盐、田青胶、六偏磷酸2.22,CaO0.25,MgO4.12,K2O0.14,Na2O0.22,烧失·6·全国性建材科技期刊———《陶瓷》2001年第3期总第151期14.19。0.60,TiO20.72,CaO0.07,MgO0.09,K2O1.15,Na2O6.矿相分析:经X衍射分析,其矿物成分为蒙脱石,11,烧失1.51。还有少量石英。矿相分析:主晶相为钠长石、蒙脱石、石英,少量微矿相组成估算:根据矿相分析和化学成分估算,蒙斜长石。脱石含量为96.7%,分子式为(0.55Al2O3·0.40MgO·矿相组成估算:根据矿相分析和化学组成估算,钠0.05Fe2O3)·4SiO2·3H2O,还含有少量Ca,K,Na离子;长石(包括少量微斜长石)含量为59%,分子式为(Na,石英含量为3.3%。K)2O·Al2O3·6SiO2;蒙脱石含量为26%,分子式为Al2O31.1.2瓷砂(湖北省钟祥县孔艾)·4SiO2·12H2O,还包括少量Ca、Mg、Fe、Ti等杂质离子;形貌特征:呈砂土状,其中还有大小不等的石块,石英含量为15%。灰白色,加水后有粘性。1.1.3稀释剂化学成分(mass%):SiO271.49,Al2O318.25,Fe2O3试验所用各种稀释剂见表1。表1试验所用各种稀释剂序号名称分子式状态来源1纯碱Na2CO3白色粉末北京化学试剂厂2水玻璃Na2O·xSiO2·nH2O粘稠透明液武汉无机盐化工厂3腐殖酸钠R—COONa黑色小颗粒江西景德镇4焦磷酸钠Na4P2O7白色粉末川西化工厂5三聚磷酸钠Na5P3O10白色粉末川西化工厂6六偏磷酸钠(NaPO3)6白色粉末川西化工厂7聚合电解质PC-67有机聚合物黄色液体德国进口8聚合电解质YF-298有机聚合物黄色液体广州9聚合电解质FU-386有机聚合物淡黄色液体广东佛山1.2稀释试验1.3红外光谱、透射电镜分析1.2.1泥浆的制备1)利用美国尼高力公司的NICOLET60SXBFFIR1)膨润土