湿磨，筛选和电解质及糊精对低塑性和低强度粘土的影响外文翻译资料

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湿磨，筛选和电解质及糊精对低塑性和低强度粘土的影响

H. W. DOUDA

许多具有良好性能的粘土缺乏可塑性和强度，因此其使用受到限制。 在非塑性耐火粘土丰富的地方，某些孤立的情况下，塑料耐火粘土相对比较稀少。 这项研究的目的是确定低塑性火灾粘土的塑性和强度可以在多大程度上通过湿磨，电解质添加，通过筛选除去粗材料和添加有机粘合剂，如糊精等得到改善。

研究过程

为此实验选择了三种粘土，即：（I）俄亥俄州塑料瓷器粘土; （2）俄亥俄半燧石粘土；（3）俄亥俄半燧石粘土。将这些粉碎至20目，并通过铲除彻底混合。 然后将总批次分成每个15磅的部分，并如下处理：

将15磅的部分在小型实验室湿盘中分别研磨30,60和120分钟。 锅的尺寸如下：锅的外径，22l / 4英寸; 直径93/4英寸的研磨机; 磨床厚度23/16英寸。 锅以每分钟60转的速度运转。 为了得到更可比的结果：在所有情况下都使用蒸馏水来消除城市水中存在的可溶性盐的影响。

第一系列测试是通过湿法研磨粘土而不添加电解质来进行的; 第二系列用1%NaOH湿磨处理; 第三个系列用1%的NaOH处理，粗物质通过筛选除去; 第四个系列用I%NaOH和I%糊精湿磨处理，并通过150目筛网去除粗糙材料。

在干燥条件下测定抗折强度，并且在烧至锥2之后测定。烧成样品的可塑性，干燥收缩率，干密度，烧制收缩率和孔隙率按照惯例确定。还进行了“洗脱测试”，以比较这些处理对产品颗粒细度的影响。

研究结果

强度-这些处理的结果显示在表I和图1,2,3和4中。使用俄亥俄州塑料瓷器粘土的干燥强度增加了74.38%。没有研磨的同样的粘土，但加入了1%的苛性苏打，增加了79.22%的强度。 通过湿法研磨和加入苛性苏打的组合，增加了255.76%的强度。

表一，表二

在未处理条件下，燧石粘土的破裂模量仅为每平方英寸35.31磅。通过研磨两个小时，这增加到每平方英寸305.38磅。在添加1%苛性苏打时，获得了每平方英寸439.46磅的额外增加量。

通过150目筛子筛分粘土并加入1％糊精为所有测试的粘土提供了额外的强度。

一些含有苛性钠的测试棒在干燥后显示出浮渣。这种情况在湿盘中没有研磨的批次中最为明显，而研磨了两个小时的那些批次的浮渣却少得多。几乎在所有的情况下，糊精的加入都克服了这种缺点。

由于湿法研磨和加入苛性苏打，烧制的样品表现出类似的强度增加，但由于糊精燃烧，使用糊精时仅有少量增加。

塑性-通过湿法研磨，筛选和添加1%的右旋糖碱，增加每种粘土的可塑性。在这种情况下，由于添加了1%的苛性钠引起的可塑性降低并不明显，因为50%的燧石与粘土一起使用。事实上，从感觉上判断，用苏打水处理的粘土的可塑性似乎比未经处理的那些粘土的可塑性大，尽管它们更坚硬，更难成型。

湿法研磨提高了干燥收缩率，降低了干燥表观密度，增加了可塑性，而烧制收缩率和孔隙度在锥体2烧制时基本保持不变。

洗脱测试。洗脱测试的结果显示在表2中。谷物细度的增加通过湿磨后不同时期的粘土表面系数的增加来显示。 显然，由于粘土聚集体的分散，在研磨过程中向粘土中添加苛性苏打导致了细度的进一步增加。

使用俄亥俄州塑料瓷器粘土，湿磨两小时，表面系数增加27.6%，而用1%苛性苏打湿磨2小时，表面系数增加81.9%，表明用这种粘土，烧碱比湿润更有效 研磨增加谷物的细度。 另一方面，火石和半火石粘土受湿磨的影响比添加电解质的影响更大。显然，燧石粘土的细度将对湿磨产生响应，而其粘土聚集体由或多或少粘合在一起的颗粒构成，因此即使干燥强度非常大，对电解质的分散作用也不敏感，最终增加。

概要

前述工作的结果表明，通过湿磨2小时，粘土的干强度可以提高76.2%至675.0%。

将1％的苛性钠加入粘土和湿法研磨后，再获得19.1%至78.3%的增加。

通过用150目筛子筛分粘土来去除粗糙材料，获得了24.0至0.35.5%的强度的另外增加。

根据粘土的特性，添加1%的糊精导致额外增加16.1%至52.6%。

上述处理的组合导致干强度增加188%至2050%。

湿磨，筛选和添加1%糊精增加了粘土的可塑性。

加入1%的苛性钠会使粘土在塑料状态下变得更硬，并且更难以塑化，尽管不是那么严重。

在一些使用苏打水的情况下和在没有研磨粘土的情况下发现了起泡现象。

这可以通过与苏打水一起使用糊精或使用较少量的苏打0.5-0.7%来克服。

通过湿磨，干燥收缩率增加，表观密度降低，塑性水增加。

通过湿磨增加粘土颗粒的细度，并且通过加入1%的苛性苏打获得额外的增加。

通过上述处理，燃烧后粘土的强度增加了127%至1700%。

粘土的可塑性

这里使用的术语“粘土”是指一组含水的结晶铝或镁硅酸盐，其特征在于（a）典型的层或薄膜晶格，（b）塑性特性，和（c）非常细粒度。这些硅酸盐一直是许多技术专家广泛研究的对象。虽然大约十二种不同的矿物质构成了这种粘土矿物质组，但只有少数几种矿物质在自然界发生如此丰富的商业应用以获得经济利益。在这些矿物中，高岭石和膨润土由于其弹塑性性质可能具有最普遍的用途。“弹塑性固体”可以定义为遵守碎屑固体的定律以剪切低于临界应力（对应于剪切的弹性极限）的应力值，并且当剪切应力超过临界应力时塑性变形值。关于其在处理中的使用，新模制的粘土片的屈服点是重要的。由具有高屈服值的纸浆制备的产品可以安全地移动并且没有任何变形。重力可能是导致洁具站立时变形或坍塌的另一个因素。

成型作业的成功取决于粘土的膨胀性，其中粘土被剪毛工具剪切。如果延展性很低，除非仔细调整旋转质量块的速度，否则在成形过程中会发生裂纹和撕裂。目前的讨论评估了这些因素的重要性及其与粘土 - 水体系的胶体方面的关系。这里特别考虑矿物，高岭石，除非另有说明，理论推断直接适用于这种矿物。（膨润土仅在第四部分中提到）高岭石由水合石英片和三水铝石片组成，两者通过羟基桥连接在一起，这是由OH基的缩合产生的，当两层层叠在一起时此外，发生层晶格类型的晶体，除了沿着片材边缘的不饱和点之外，其是电中性的。

蒙脱石作为膨润土的主要成分是由其两个水合二氧化硅片的理想形式组成，其顶点OH基彼此相对，并且夹在它们之间的三水铝石片。三张纸通过前面提到的相同的冷凝机构结合在一起。然而，这样一种理想的结构在自然界很少见到。 在三水铝石板中部分用镁代替铝，在铝板中部分用铝代替硅是常见的，在两种情况下都会产生不均匀晶格的颗粒。 蒙脱土颗粒在其表面上带有净负电荷。

对高岭石 - 水体系在高岭石浓度范围内或多或少范围内的流动特性的研究表明，在极端稀释（小于1%）时，该体系表现为真正的液体，也就是说，它表现出真正的粘性流动。 从这种粘性流动到弹性塑性流动的转变只发生在较高浓度的粘土上。 高岭石 - 水体系流动特性的这种变化尚未详细研究。这种或类似系统中弹塑性流动或屈服值存在的真正原因尚未得到令人满意的确定。

在高岭石或任何其他粘土矿物中，粒度分布，粒子形状和总表面积以及它们对系统紧密堆积的影响以及有机物质的存在都会导致变量，这无疑会影响该系统的流动特性，并且可能会对所遇到的某些异常情况产生影响。迄今为止，已经研究了与胶体颗粒相关的离子。 它们引入了新的，重要的以及迄今为止被忽视的特征。因此，在从流动特性研究中获得的结果有助于考虑系统的其他性质之前，认识到这些离子所施加的影响是必要的;换句话说，必须考虑整个系统的胶体性质。

因此，可塑性的主题将严格从最近关于高岭石 - 水体系高岭石助剂的胶体性质和性质的发展。

表现出真正粘性流动的系统和表现出真正塑性流动的系统之间的显着差异是在后一系统中发生剪切之前力的初始支出; 在施加剪切力的比例关系之前，必须首先克服在塑料系统中施加其影响的一些力，这是真正粘性系统的特性所适用的比例关系。这种关系最终实现的点叫做“屈服点”，根据定义，它构成了可塑性的度量。粘土体系中的可塑性是胶体粘土颗粒与分散介质中离子间形成的吸引力和排斥力的结果。这些力量的讨论如下：

与胶体胶束相关的吸引力来自以下条件之一：（1）由于晶格结构不平衡，胶体颗粒带有净表面电荷;（2）由于分散介质优先吸附离子，颗粒获得净表面电荷;或（3）颗粒将离子从其表面解离到分散介质中并由此带电。

在高岭石的具体情况下，羟基离子可能优先被吸附.高岭石颗粒因此带有净负电荷，并且高岭石颗粒与其附近的任何正电荷之间建立起吸引力。与胶体micellc2有关的排斥力起源于在胶体粒子周围聚集的抗衡离子，以中和其表面电荷。这些抗衡离子完成了弥散双层，尽管它们可以是任何阳离子，但系统中存在的排斥力的大小取决于作为对比的阳离子的类型.通过建立的这种总体情况，有可能 以更详细地讨论与胶体 - 水体系中的胶体胶束相关的力。

首先考虑在水介质中的高岭石颗粒，其中坩埚是任何一价碱金属例如钠。图1显示了吸附的氢氧根离子和抗衡离子的排列以及作为离子粒子距离的函数存在的吸引力和排斥力的关

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