离子型稀土尾砂制备建筑陶瓷的复合添加剂研究

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离子型稀土大多采用池浸方式开采,需加入大量的(NH4)2SO4等电解质作为萃取剂,提取稀土后,残余的萃取剂吸附在尾砂表面,导致离子型稀土尾砂应用在制备建筑陶瓷中出现泥浆解胶难的问题,泥浆流动性差,需要加大量的水稀释泥浆,这既增大生产过程干燥耗能,也会使泥浆的稳定性变差,导致坯体粉体颗粒质量下降而无法保证建筑陶瓷产品的质量;稀土尾砂含有的高塑性粘土少、瘠性料较多,大量利用不能保证坯体强度。在建筑陶瓷的工业生产中,陶瓷添加剂的使用可以改善泥浆性能、降低用水量和能耗,并且提高陶瓷制品的质量。因此,研究开发一种集减水、增强等功能于一体的多功能复合陶瓷添加剂,对陶瓷生产能耗的降低、工艺性能的改善、生产成本的降低、以及生产效率的提高具有重要的现实意义。本文首先对市售多种常用的陶瓷添加剂,对稀土尾砂泥浆的流动性进行评价,研究其对稀土尾砂流动性的影响,筛选出解胶效果最好的为六偏磷酸钠,三聚磷酸钠、聚丙烯酸钠和水玻璃次之。然后,将后面三种添加剂与六偏磷酸钠两两复合,发现六偏磷酸钠、三聚磷酸钠的复合添加剂体系中,各组分比为2:1,最佳加入量为0.15wt%时,对稀土尾砂泥浆有较好的解胶效果。在此基础上,将陶瓷添加剂引入稀土尾砂的建筑陶瓷配方中,研究其对陶瓷泥浆流动性和生坯强度的影响。得到以下结论:(1)适当的添加剂能显著改善泥浆的性能,当三聚磷酸钠添加量为0.2wt%,聚丙烯酸钠为0.067wt%,泥浆含水率为28wt%时,泥浆的流动性能可很好地满足实际生产要求;(2)通过对添加剂种类与含量的优化可大幅度提高坯体的强度,当膨润土添加量为2wt%、聚丙烯酸钠和三聚磷酸钠以1:3的配比作为复合添加剂加入0.3wt%时,在满足泥浆流动性的前提下,生坯强度达到了3.15MPa,增强幅度为110.5%,对提高陶瓷坯体的强度有显著的作用,可降低生产过程中因强度不足而造成的缺陷。
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