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建筑陶瓷工业中的球磨和喷雾干燥工艺消耗大量的能量,是构成生产成本的主要因素。在泥浆处理过程中,通常需要加入具有稀释效果或助磨效果的外加剂,目的是为了在不降低泥浆流动性的前提下减少泥浆含水率,在规定的细度范围内,缩短球磨时间,改善物料流动性,增加装料量,以提高物料的粉磨效率,从而降低生产成本。应用效果良好的外加剂,会给建筑陶瓷工业带来一定的经济效益。
本文在研究了外加剂作用机理的基础上,进行了单掺、二元复掺实验,并运用正交试验法进行了多元复掺实验,探讨了各个因素对流出时间、细度指标的影响规律。实验合成了硅酸钠,然后复配,得出了一个最优配方A3B3C3,即合成硅酸钠0.36%、三聚磷酸钠0.12%、XL-H0.012%。相同条件下做对比试验表明,该配方流动性指标和细度指标远好于广东某建陶厂生产配方的指标,对该配方的经济效益分析表明,降低成本16%左右,再加上球磨时间减少和含水率降低所节约的能量消耗,经济效益比较可观。
单掺实验表明外加剂对泥浆的流动性和细度有显著影响,每种外加剂都具有一个最佳掺量点,此时所得泥浆粘度最小,流动性最好,小于或者大于最佳点都会使流动性变差,对于同一种外加剂来说,流动性最好的掺量点,其助磨效果也是最好的,从而用实验验证了以Klimpel为首的“矿浆流变学调节”学说的正确性。对于本实验所采用泥浆,聚丙烯酸钠的最佳掺量点为0.5%,三聚磷酸钠为0.25%。
复掺实验表明,对于不同的外加剂,稀释效果最好的pH值范围是不同的,即pH值对泥浆流动性的影响规律无普遍性。外加剂复掺,不一定所选的因子越多效果就越明显,因子多了,就有可能使一些因子不能发挥作用。所以,一般来说,复掺不宜选取过多因子,2因子或3因子为好。