泥浆稀释剂的种类及选用原则.docx

现代技术陶瓷2012年第2期(总第132期)泥浆稀释剂的种类及选用原则杨增玲(淄博职业学院，淄博255000)摘要:分析了稀释剂在粘土－水系统中的作用机理及作为泥浆稀释剂的条件，介绍了稀释剂的分类，阐述了稀释剂的选用原则及使用过程中的注意事项。关键词:泥浆;稀释剂;作用机理;分类;选用原则;注意事项为适应陶瓷注浆成型工艺的要求，需要泥浆的含水率低，流动性能好。流动性好的泥浆，其固体颗粒均匀地悬浮于水中，不致于聚合沉淀。在生产过程中，常采用加入合适稀释剂的方法来提高泥浆的流动性。固的水化阳离子(BB面以内)随粘土质点向正极运动，这一层称为吸附层;而另一层水化阳离子不随粘土质点运动，向负极移动，这层称为扩散层。因为吸附层与扩散层各带相反的电荷，所以相对运动时两者之间存在者电位差，称为电动电位或ζ－电位。在粘土－水系统中，ζ－电位越高，粘土胶粒之间的排斥力越大，从而泥浆的粘度减小而流动性增加。对于稀释剂中阳离子的水化能力来说，一价离子大于二价离子和三价离子，其吸附能力正好相反。当稀释剂加入泥浆以后，由于一价离子(除H+外)吸附能力弱，进入胶团的吸附层离子数较少，整个胶粒呈现的电荷较多，又因为一价离子的水化能力较强，使胶团的扩散层增大，水化膜加厚，促使系统ζ－电位增加，泥浆流动性增强。此外，电解质的阴离子若能与粘土颗粒上的有害离子(如Ca2+，Mg2+)作用生成难溶盐或稳定的络合物，则能促进Na+的交换作用，生成更多的Na－粘土，也会改善泥浆流动性。粘土－水系统中的粘土颗粒，一般带有负电，若分散介质的PH值发生变化，则粘土颗粒所带的电荷也能改变。即在酸性介质中也可以带正电荷。如果加入稀释剂把系统变成碱性的，则可防止颗粒表面因带不同电荷而相互吸引导致聚沉，相反却使颗粒都带负电荷，或者起着中和正电荷的作用，使斥力增大，ζ－电位增加，促使泥浆稀释，流动性增大。1稀释剂的作用机理在粘土－水系统中，粘土颗粒由于破键和晶格内类质同晶置换等原因而带负电，带负电的粘土胶粒分散在水中，它对水化阳离子的吸附，随着粘土与阳离子之间的距离增大而减弱，又由于水化阳离子本身的热运动，因此，粘土表面阳离子的吸附不可能整齐地排列在一个面上，而是随着与粘土表面距离增大，阳离子分布有多到少(见图1)。图1双电层示意图在外电场作用下，粘土质点与一部分吸附牢作者简介:杨增玲(1969～)，女，教授．主要从事无机非金属材料的研究．23综述与述评现代技术陶瓷2012年第2期(总第132期)动性最好。2稀释剂的种类表1钙盐溶解度表Ca(OH)2CaCO3CaSiO3钙盐据以上分析，可见用作稀释剂的电解质应符合下列条件:具有水化能力强的一价阳离子，如Na+;能直接离解或水解而提供足够的OH－，使分散系统呈碱性。它的阴离子能与粘土中的某些离子(如Ca2+，Mg2+)形成难溶的盐类和稳定的络合物，以改变阳离子的交换顺序。在陶瓷生产中，常用稀释剂按性质分为三类:无机电解质，能形成保护胶体的有机盐类;聚合电解质。2．1无机电解质如水玻璃、碳酸钠、磷酸钠、六偏磷酸钠(Na-PO3)6等，这是最常用的一类稀释剂。要得到适当粘度的泥浆，所需加入的无机电解质的种类和数量与泥浆中粘土的类型有密切关系。一般电解质用量为干坯重量的0．3%～0．5%。水玻璃对高岭土泥浆的悬浮效果较好，它不仅显著地降低其粘度，而且在相当宽的电解质浓度范围内粘度都较低(见图2)。当吸附Ca2+离子的粘土泥浆中加入这些电解质时，发生如下反应:溶解度0．1120．00560．0010焦磷酸钠与Ca－粘土生成CaPO沉淀，六227偏磷酸钠与Ca－粘土生成稳定的络盐－［Ca2－Na2(PO3)6］，二者都能增加泥浆流动性。若粘土中含有有机物质时，采用NaSiO，23CaSiO均可使它稀释(如图3)，但其作用不尽相3同，Na2SiO3主要使有机物质变成胶体或离解。图3电解质对紫木节(含有机质1．53%)泥浆稀释性能的影响2R－COOH+Na2CO3→2Na－COOH+H2OCO2↑+－+2Na－COOH＜=＞R－COO+Na+－钠盐离解后的Na和R－COO都能使泥浆+稀释。Na2SiO3除提供Na起着阳离子的作用外，2－2+2+聚合的SiO3与粘土吸附的Ca，Mg形成稳定络合物。对于含有机物质的紫木节来说，Na2CO3效果更好。因为Na2SiO3虽能加大泥浆流动性，但稀释的泥浆并不稳定，聚沉物致密，渗水性差，会降低吸浆速度。生产中常采用水玻璃和纯碱作稀释剂以调整吸浆速度和坯体软硬程度。因单用水玻璃的泥浆注成的坯体表里湿差小，脱模后坯体硬化快，坯体致密发硬，易出现开裂，且不易粘接。而单用碳酸钠稀释的泥浆注成的坯体，表里湿差大，脱模后硬化慢易引起坯体变形。2．2能形成保护胶体的有机盐类如腐植酸钠、单宁酸钠、柠檬酸钠、松香皂等。在粘土－水系