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南康铜锣形高岭土在日用陶瓷中的应用探讨

作者:完美论文网  来源:www.wmlunwen.com  发布时间:2019/5/24 9:59:58  

摘要:南康铜锣形位于江西省赣州市西部,本文主要就江西省地矿资源勘查开发有限公司提供的南康铜锣形高岭土研究了其理化性能及以南康铜锣形高岭土为主要原料的配方泥料在日用陶瓷中的应用,为其在日用陶瓷生产中的稳定应用提供了理论基础。

关键词:南康铜锣形高岭土;理化性能;日用陶瓷;工艺性能;

1引言

高岭土是具有多种用途的非金属矿产,可广泛应用于陶瓷、造纸、耐火材料等行业的工业生产[1,2,3]。目前,我国高岭土产量的70%以上都应用于陶瓷行业[4]。随着人类对高岭土矿产资源的巨大需求和过度开发,高岭土矿产将会逐渐耗竭。如景德镇高岭村的高岭土在经过几百年的大量开采后,在清代已经被开采殆尽,遗留下的是大量没有使用价值的尾砂。高岭土的过度开发还会导致生态环境遭受不同程度的污染和破坏。因此,探寻和开发新的高岭土资源已迫在眉睫,具有重要的研究意义。

南康铜锣形位于江西省赣州市西部,本文主要就江西省地矿资源勘查开发有限公司提供的南康铜锣形高岭土研究了其理化性能及以南康铜锣形高岭土为主要原料的配方泥料在日用陶瓷中的应用,为其在日用陶瓷生产中的稳定应用提供了理论基础。

2南康铜锣形高岭土原矿理化性能分析

2.1化学成分分析

南康铜锣形高岭土原矿中SiO2含量偏高,为72.34%,Al2O3含量为18%,且SiO2/Al2O3摩尔比值为6.83,南康铜锣形高岭土原矿中含有较多的其它伴生矿物,高岭石矿物较少。矿样中Na2O+K2O含量为4.19%,CaO+MgO含量较低未检出,也说明其风化强度较高;但矿物含铁量偏高,在使用中易使坯体着色,同时降低坯体的耐火度,需采取有效的颗粒分级、磁法除铁和漂白处理进行选矿加工。

2.2物相组成分析

南康铜锣形高岭土原矿的主要矿物组成为石英、白云母、高岭石和微斜长石,且石英晶体的结晶程度较好,而白云母、高岭石和微斜长石的结晶程度都较弱。

2.3形貌分析

南康铜锣形高岭土原矿主要由大小不一的片状组成,伴有少量的棒状和不规则球状颗粒,较多的片状颗粒之间的厚度相差不大,紧密并近于平行的排列在一起,且片状结构边缘较规则,说明该高岭土结晶度较好。高岭土结构紧密,边缘清晰,风化裂隙明显,说明风化程度较好。南康铜锣形高岭土的层状结构使颗粒具有较大的比表面积,提高了高岭土的分散度,增加了可塑性,有利于成形。

2.4热分析

对南康铜锣形高岭土原矿进行热示差-热失重分析,在100℃温度附近产生了一个小的吸热峰,并伴随有少量的失重产生,这是由于高岭土原矿中吸附水排出所产生的。在400~600℃温度范围内产生一大一小两个吸热峰,峰值温度分别为515.6℃和572.6℃,同时伴随有明显的失重现象,这是由于参与晶格配位的羟基以结构水形式脱出引起的,晶格结构也随之遭受破坏,SiO2和Al2O3以固溶体的形式并存。继续加热到1000℃附近,产生了一个尖锐的放热峰,峰值温度为993.3℃[5,6],这是因为SiO2和Al2O3在加热过程中转变为莫来石并释放出热量。

南康铜锣形高岭土原矿总的失重量为-4.29%,可分为两个失重阶段,其失重量分别为-0.21%和-4.08%,这与化学成分分析的烧失量结果基本相同。

3配方试验对南康铜锣形高岭土泥料性能的影响

为了满足日用陶瓷生产的要求,采用单因素试验研究南康铜锣形高岭土精矿的加入量对泥料性能的影响,其中南康铜锣形高岭土加入量分别为30%、35%、40%、45%、50%。

每组配方试验中泥料的可塑水都在20%~28%之间,说明配方泥料属于中可塑性的粘土。随着南康铜锣形高岭土用量的递增,配方泥料的可塑指数、干燥抗弯强度、干燥收缩等性能都呈递减的趋势,这可能是由于南康铜锣形高岭土中的高岭石类矿物含量低,而瘠性原料石英含量较多的原因导致的。配方泥料的烧成收缩随着南康铜锣形高岭土用量的增加而增加,南康铜锣形高岭土中的K2O含量较大,在烧成过程中起助熔作用,能有效降低坯体的熔融温度,这也是导致配方泥料烧成收缩增大的原因。

配方泥料的总收缩波动于15%~20%之间属于粘土的收缩范围内,因而南康铜锣形高岭土精矿的用量为30%~50%时泥料的各工艺性能均满足日用陶瓷生产工艺对泥料性能的要求。

4结语

(1)南康铜锣形高岭土原矿的主要矿物组成为石英、白云母、高岭石和微斜长石,且矿物中含铁量偏高,应先经除铁工序后再使用。

(2)南康铜锣形高岭土原矿由大小不一的片状组成,伴有少量的棒状和不规则球状颗粒,片状结构边缘较规则,该高岭土结晶度较好,风化程度较好。

(3)南康铜锣形高岭土精矿的用量为30%~50%时,泥料的工艺性能均满足日用陶瓷生产工艺对泥料性能的要求。

参考文献

[1]王涛,朱燕娟.我国高岭土资源开发现状及展望[J].科技资讯,2005,(18):96.

[2]程宏飞,刘钦甫.我国高岭土的研究进展[J].化工矿产地质,2008,30(2):125.

[3]王苑,周汉文.广西合浦清水江高岭土矿的矿物学研究[J].地质科技情报,2008,28(1):42.

[4]刘纯波.湖南高岭土的资源类型及地质高岭土的开发利用研究[D].长沙:中南大学,2004.

[5]饶宗旺.吉水高岭土原矿理化性能分析及成瓷应用的研究[J].中国陶瓷,2017.

[6]南京大学地质学系统矿物岩石学教研室.粉晶X-射线物相分析[M].南京:地质出版社,1980,240.

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