陶瓷注漿管理
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摘要：本文敘述了陶瓷泥漿成形用五水偏硅酸鈉制造工藝和影響因素，簡要介紹了其在陶瓷行業中的應用。
關鍵詞：五水偏硅酸鈉，陶瓷，注漿成形
注漿成形是陶瓷坯料加工所采用的傳統方法，對己固定的成形設備和模具，坯體的質量主要由泥漿性質所決定。滿足工藝要求的泥漿應具有良好的流動性、一定的穩定性、適當的觸變性、過濾性好、含水量適中、形成的坯體具有足夠的強度便于脫模和不含氣泡等，流動性好的泥漿使用時既要保證能在管道中順暢流動又容易分布到模具各部份，并且不易聚沉，使坯體各部份組成均勻。泥漿中加入電解質是改善其流動性的主要方法，常用的電解質（又名稀釋劑、解膠劑）是水玻璃、碳酸鈉、磷酸鹽、腐植酸鈉、單寧酸鈉和聚丙烯酸鈉等[1]，水玻璃是用量最大的物質，但使用時存在著成份波動大，不便計量和貯運等問題。
偏硅酸鈉是由水玻璃和燒堿深加工而成的模數為1（nSi02／nNa20,下同）的白色粉未狀結晶體，分于內含5個結晶水，熔點72.2℃，易溶于水中，l％水溶液pH值為12.5，顯堿性。它具有稀釋作用的原回是它能增大泥漿中膠團的表面電荷密度，從而增加雙電層厚度和乏電位，使粒于之間的排斥力加大；同時，偏硅酸鈉所含的硅酸根陰離子能同泥漿中的Ca2+＼Mg2+有害離于生成難溶物，促進Na+的交換作用，使泥漿的粘度減小，而流動性增加。
1工藝選擇
偏硅酸鈉合成方法有噴霧干燥法、熔固結次造粒法和溶液結晶法，其中，溶液結晶法工藝具有設備投資少、生產成本低、質量穩定的特點[2]，產品特別適合于陶瓷泥漿注漿成形添加劑，對自度、水不溶物等指標要求低，售價低廉的使用要求，其工藝流程如圖所不。
2結果討論
2.1結晶濃度影響
采用溶液結晶法工藝制五水偏硅酸鈉從相圖[3]上分析，其結晶液濃度（Na20＋Si02）%只要控制在25%~28％間均可生成五水偏硅酸鈉。但是，溶液中Na20、Si02含量是相互影響的，Si02含量高，結晶周期長，直接用nNa2O／nSi02比值為1、含固量58％的溶液結晶，加入晶種，結晶周期需72～120h；Na20含量高，結晶速度則快，但較快的結晶速度易造成結晶顆粒細，晶體生長夾帶Na20多，產品模數難以達到要求。
表1不同nNa2O/nSiO2比結晶溶液與結晶時間有關
nNa2O/nSiO20.5~0.80.95~1.031.2~1.81.9~2.3
結晶時間h不結晶大于7215~204~6
2.2晶種影響
在偏硅酸鈉結晶過程中，為了控制晶體質量，獲得粒度均勻的產品，采用向結晶溶液加入合適粒度及數量的晶種，整個過程選用溫和攪拌，使晶種較均勻地懸浮在整個溶液中，減少二次成核數量，使被結晶的物質只在晶種表向上生長。
晶種的加入量取決于整個結晶過程可被結晶出來的物質量、晶種粒度和所希望得到產品的粒度。假設過程中無初級成核晶種生成，則成品粒于數等于新加入晶種粒子數
式中：Ms、Mp—晶種、成品質量
Ls、Lp—晶種、成品平均粒度
kv、p—偏硅酸鈉物性常數
對于偏硅酸鈉自水溶液的結晶過程，按結晶相變分析，由于其介穩區的寬度較窄，容易進入不穩區，一般采用加0.1mm~0.2mm粒度的晶種。如要求成品粒度平均1mm，考慮到不可避免溶液自身成核數量，實際加入0.1mm晶種為理論量的40％～60%。
2.3溫度控制影響
五水偏硅酸鈉結晶過程對溫度比較敏感，其晶體生長需經過誘導過程，采用在50℃～60℃間向溶液加晶種方法控制晶核總量，之后使晶體在相對恒定的溫度和過飽和度下使晶體均速增長。結晶后期，以每分鐘1℃度降溫，使晶體快速長人，至陰38~8℃趁熱分離出料。
表2偏硅酸鈉主要技術指標指標名稱指標值
外觀白色結晶粉未
堿含量(Na20)%28.0~30.0
二氧化硅(SiO2)%27.80~30.00
鐵(Fe)含量%≤0.03
水不溶物%≤0.3
2.4其它助劑影響
為了便于分離操作時游離水同晶體分禹，在降溫結束前0.5h按總量0.005％~0.15%比例一次性加入十二烷基磺酸類表面活性劑，可降低晶體與水之間的表面
張力，能使濕樣游離水降到4%以下，便于干燥和貯存。
3應用
利用溶液結晶法制備五水偏硅酸鈉，產品上要指標如表2。
偏硅酸鈉對泥漿的pH值有較強的緩沖能力，其所含的硅酸根陰離子除增大粘土粒于帶電荷密度外，還易同泥漿中的有害ca2+＼Mg2+離子作用生成難溶鹽，促進Na+離于的交換作用，能生成更多的Na一粘土，也會改善泥漿的流動性.當這種泥漿加入模具中成形時，易同石膏起反應，能快速地發生絮凝、硬化反應，縮短成坯時間。偏硅酸鈉一般按粘土量的0.3%-4.5%加入，不僅適于普通注漿成形，也適于壓力注漿成形，具有使用方便、價格低廉、稀釋性能好的特點。
同時，偏硅酸鈉便于同其它常用稀釋劑如純堿、磷酸鹽、腐植酸鈉等調配成復合稀釋解膠劑，比單一解膠劑有更好的解膠性能。目前，各種市售復合解膠劑大多是以偏硅酸鈉為上要成份配制的。
此外，偏硅酸鈉對脂肪類物質有較強的潤濕、乳化和皂化作用，具有較強的去油污性能，廣泛用于配制各種洗滌劑。另外，在紡織、造紙和采油等行業也有廣泛應
參考文獻
1西北輕工業學院等。陶瓷工藝學，輕工業出版社：1985，199～201
2麗秀等。無機鹽工業。1994（4），6~9
3戴志成等，硅化合物生產與應用。1994，90～92
