曾宪达

(佛山市嘉博陶瓷原料有限公司 广东 佛山 528031)

粘土是建筑陶瓷生产中的主要原料之一，除了提供建筑陶瓷需要的成分，更重要的是提供可塑性赋于坯体的成形性能。但粘土会使配方烧失量增大，既制约着烧成周期的缩短，同时又增加了烟气排放量，给建筑陶瓷的环保生产带来了较大的压力。粘土主要存在于农田、鱼塘及丘陵低洼地带，是难以再生的资源，大量的开采对环境造成了破坏。因此可替代粘土一直是陶瓷人心中的梦想。

嘉博陶瓷原料近十年来专业研发及生产销售陶瓷专用坯体增强剂，于2013年7月研发出可替代粘土的陶瓷专用增强剂，2013年9月在某建筑陶瓷企业大生产中成功应用，并迅速在十几家建筑陶瓷企业得到推广应用，到目前，部分厂家已将粘土的使用量降至5%，个别生产线已完全替代粘土。可替代粘土的研制成功突破了建筑陶瓷生产中粘土不可替代的瓶颈，为建筑陶瓷生产开启了新的领域。

从目前众多厂家生产应用的数据来看：只要加入0.1%的嘉博陶瓷专用坯体增强剂，就能增加大于0.25 MPa的生坯干燥强度，可替代3%的粘土原料，而且随着加入量的增加强度累积增加。

1 研究的范围

在实际生产中使用增强剂替代粘土时，配方性能会相应的改变，因此对配方要做相应的调整，如：

1)配方元素结构变化的调整;

2)配方烧失量减少导致烧成收缩率变化的调整;

3)配方调整后对色料呈色能力变化的调整;

4)配方调整后引起烧失量的减少对干燥及烧成曲线的调整;

5)由于调整带来的其它各生产环节的配合调整。

结合各使用厂家的生产得出如下结论：初期使用应先采用小量的粘土替代方案，初步使用后以0.2%嘉博增强剂替代配方中6%的粘土量为佳，再逐步加大粘土的替代量，以确保生产的稳定过渡。

针对初期替代配方中6%的粘土量，笔者将选取某生产厂家以40 t球磨机入中试超白料配方，球磨喷料，进行大规模连续生产，记录各环节数据，并与试验前生产线上生产的原超白配方的各环节数据进行对比，从而分析得出结论。试验结果和流程可为产品使用者提供指导性思路，考虑到在粘土替代过程中要做相应的调整，使用者应做好充分的思想准备，准备好应对措施，具体细节向我公司咨询。

2 试验的目的

1)验证引入嘉博固体增强剂替代粘土后能否优化配方结构。

2)优化后各项数据是否有实际应用价值。

3)通过演示中试流程为使用者提供借鉴。

3 试验流程设计

试验配方设计→试验配方投入40 t料球磨喷粉并陈腐24 h以上→各生产环节做好试验准备工作→试验前做好原配方生产数据记录整理→正式转用试验料大生产并调试稳定→记录试验料各环节生产数据→试验料生产完后转回原生产配方料调试稳定后继续生产→数据整理、对比，并得出试验结论。

4 试验过程

4.1 试验配方设计及新旧配方对比(见表1)

表1 试验配方设计及新旧配方对比

4.2 配方具体数据调整(见表2)

表2 配方调整

注：涉及试验厂家的商业及配方秘密的关健部分已进行保密(如原料具体名称等)。重点说明的是：原配方中已加入总量0.1%的其它增强剂类材料，所以本配方中有0.1%嘉博增强剂是等量替代原配方中的其它增强剂类材料，另外0.2%嘉博增强剂实际替代配方中6%的粘土。

4.3 新旧配方化学成分对照表(见表3)

表3 试验新旧化学成分对比(质量%)

4.4 各主要工序的工艺参数(见表4)

表4 主要工序的工艺参数对比

4.5 试验数据分析

1)干燥前坯体强度增大了0.03～0.05 MPa,提高了8.3%；干燥后强度增大了0.39 MPa，提高了23.78%，其结果充分证明嘉博固态增强剂性能优良，在减少了6%塑性泥及不加原有增强类化工的情况下，中试料干燥前后的生坯强度不降反增，能更加确保生产过程中损耗的控制。

2)在配方中，由于用白度高的中高温料代替了铁元素含量高的塑性泥，使产品的白度提升了3左右。

3)基础配方中塑性泥的减少，对色料的呈色更有利，发色能力和色泽的鲜艳程度有很大的改善。

4)坯体白度增加3.3，可减少硅酸锆的加入量，大大降低成本。

5)浆料流速为45 s，可控合格。

6)烧成产品尺寸增加3～5 mm，烧成收缩率减少了0.28%，这是由于替代塑性泥后配方烧失量降低了0.45%引起的，这有利于提高窑炉产量及节约能耗，还可提高单位原料产砖比例。

5 结论与展望

通过演示某建筑陶瓷厂家在配方中用嘉博陶瓷坯体增强剂替代6%的粘土的试验过程，为将来建筑陶瓷行业生产取代粘土提供了借鉴作用。在建筑陶瓷配方中减少或不用粘土是建筑陶瓷行业多年的期望，无论从环保节能，还是对于厂家降低生产成本、提升竟争力方面都是有益的。通过应用能够摆脱粘土资源的制约，部分或完全的替代粘土。我公司将进一步研究，让配方中粘土的替代更加便捷，使配方更加完善。