高檔電瓷用球粘土研究

摘 要：利用次生粘土原礦、膨潤土原礦，通過沉降法提純，按比例混合均勻壓濾可以制得理化指標(biāo)優(yōu)異，適用于高檔電瓷的球粘土。膨潤土理想加入比例為5.0%～%10.0%

關(guān)鍵詞：電瓷;球粘土;次生粘土;膨潤土;沉降法

1 前 言

電瓷是應(yīng)用于電力系統(tǒng)中主要起支持和絕緣作用的部件，有時(shí)兼做其它電氣部件的容器。因此，對其機(jī)械性能、電氣性能、耐環(huán)境性能（冷熱、抗污穢、老化等）有較高的要求。

目前市場上用于電瓷產(chǎn)品的球粘土的主要礦物成分為高嶺石，其有一定的可塑性和干燥強(qiáng)度。但如果用于生產(chǎn)高檔電瓷產(chǎn)品時(shí)，所要求的原料必須具有很高的可塑性、很高的干燥強(qiáng)度和較低的總線性收縮率，這些球粘土不能滿足高檔電瓷產(chǎn)品的要求。因?yàn)椋绻捎玫脑系目伤苄院透稍飶?qiáng)度不夠高、收縮率大，在電瓷產(chǎn)品的成型、運(yùn)輸、干燥、切削加工等操作時(shí)，電瓷產(chǎn)品會(huì)由于可塑性和干燥強(qiáng)度不夠高而出現(xiàn)變形、開裂、崩斷等缺陷。

因此需要將球粘土的各原料的可塑性指數(shù)、總線性收縮率和結(jié)合強(qiáng)度控制在一個(gè)合適的范圍，從而保證生產(chǎn)出的球粘土的可塑性指數(shù)、總線性收縮率和結(jié)合強(qiáng)度的參數(shù)滿足各項(xiàng)理化指標(biāo)，為生產(chǎn)出機(jī)械性能和電氣性能優(yōu)良的高檔電瓷提供了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

2? 原礦化學(xué)成分

原礦化學(xué)成分見表1。

3 試 劑

分析純：硅酸鈉、三聚磷酸鈉、碳酸鈉、聚合氯化鋁、氯化鎂、硝酸。

4 樣品制備

4.1 樣品制備

4.1.1 次生粘土原礦提純

將次生粘土投入1#化漿池中，按比例依次投入水和稀釋劑，在1#化漿池化成干料百分含量為26%～50%的漿料，將漿料輸送到1#螺旋除沙機(jī)除去較粗的石英沙，再輸送到1#刮沙機(jī)除去較細(xì)的石英沙，再輸送到1#振動(dòng)篩除去樹皮、草根、云母或其它雜質(zhì)，然后輸送到1#斜池沉降17～60h，再抽斜池上層漿料到1#中池，用1#攪拌機(jī)邊攪拌邊加入絮凝劑，使?jié){料充分絮凝，絮凝后的漿料輸送到1#成品池，得到純次生粘土漿。

4.1.2 膨潤土原礦提純

將膨潤土投入球磨機(jī)中，按比例依次投入水和稀釋劑，打開球磨機(jī)研磨8h，使?jié){料的325目篩余率低于5%，將研磨后的漿料輸送到2#振動(dòng)篩除去較粗雜質(zhì)，再輸送到2#斜池沉降3～58h，再抽斜池上層漿料到2#中池，用2#攪拌機(jī)邊攪拌邊加入絮凝劑，使?jié){料充分絮凝，絮凝后的漿料輸送到2#成品池，得到純膨潤土漿.

4.1.3 制備球黏土產(chǎn)品

按表2比例配漿輸送到3#成品池，用3#攪拌機(jī)攪拌混合均勻，再用柱塞泵輸送到壓濾機(jī)脫去部分水得到含水率為22.0%～33.5%的球粘土產(chǎn)品。

5 結(jié)果和討論

（1）各試驗(yàn)結(jié)果見表3。

（2）球粘土樣品的結(jié)合強(qiáng)度：隨著膨潤土的比例增大，球粘土樣品的結(jié)合強(qiáng)度增大。

（3）球粘土樣品的可塑性指數(shù)：隨著膨潤土的比例增大，球粘土樣品的可塑性指數(shù)增大。

（4）球粘土樣品的總線性收縮率：隨著膨潤土的比例增大，球粘土樣品的總線性收縮率減小。

（5）球粘土樣品的白度：隨著膨潤土的比例增大，球粘土樣品的白度降低。

（6）球粘土樣品的粘度：隨著膨潤土的比例增大，球粘土樣品的粘度增大。

（7）球粘土樣品的Al2O3：隨著膨潤土的比例增大，球粘土樣品的Al2O3減少。

機(jī)理討論：

高檔電瓷形狀較大且比較復(fù)雜，需要采用含水率為16%～26%的塑性料擠壓成形，或化成含水率為22%～35%的坭漿后注漿成形，成形后因?yàn)榕黧w含水率大，所以強(qiáng)度低、干燥收縮大、容易變形、容易開裂，干燥前的坯體的可塑性要足夠高和控制好干燥收縮才能避免變形和開裂。干燥后坯體還要用工具或機(jī)械切削加工，其可塑性和干燥強(qiáng)度必須足夠高才能避免變形、開裂、崩斷。因此，其坯料的干燥收縮、可塑性和干燥強(qiáng)度要求很高，如果干燥收縮大、可塑性不夠、干燥強(qiáng)度不夠，就很容易產(chǎn)生變形、開裂等缺陷，所以其坯體用球粘土適宜采用較高含量的次生粘土和一部分膨潤土。但膨潤土也要控制加入，必須控制它的可塑性指數(shù)、總線性收縮率、結(jié)合強(qiáng)度、粘度和用量在合適的范圍。因?yàn)榕驖櫷潦怯葾l-（O，OH）八面體與Si-O四面體按2：1形成的層狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)，層間結(jié)合力很弱，水和一些極性分子易進(jìn)入層間，層間水的數(shù)量可變且隨著外界濕度和溫度變化，產(chǎn)生吸濕膨脹，所以膨潤土的干燥收縮和燒成收縮都較大，這也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品變形、開裂。本次試驗(yàn)顯示，膨潤土比例>17%后，球粘土樣品的粘度大，不容易分散。因此，膨潤土理想加入比例為5.0%～10.0%。

6 結(jié) 論

沉降法可以方便地將雜質(zhì)較多的次生粘土和膨潤土提純，然后按一定比例混合均勻坭漿，最后通過壓濾，就能生產(chǎn)出理化指標(biāo)優(yōu)異的球粘土，為電瓷制造業(yè)生產(chǎn)高檔電瓷產(chǎn)品提供了良好的保障。隨著膨潤土比例增大，球粘土的結(jié)合強(qiáng)度、可塑性指數(shù)、粘度和增大，Al2O3總線性收縮率和白度變小。本次試驗(yàn)顯示，膨潤土比例>17%后，球粘土樣品的粘度大，不容易分散。因此，膨潤土理想加入比例為5.0%～10.0%。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝汝忠，一種作為高檔電瓷原料的球粘土及其生產(chǎn)方法，國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，http：//pss-system.cnipa.gov.cn/sipopublicsearch/patentsearch/showViewList-jumpToView.shtml.