Báo cáo nghiên cứu khoa học: "NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CAO LANH A LƯỚI (THỪA THIÊN-HUẾ) ĐỂ SẢN XUẤT SỨ DÂN DỤNG CAO CẤP"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

74
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài khảo sát một số tính chất kỹ thuật và nghiên cứu khả năng ứng dụng của cao lanh A Lưới (Thừa Thiên-Huế) để sản xuất sứ dân dụng cao cấp. Các bài phối liệu nghiên cứu đều cho kết quả tốt.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo nghiên cứu khoa học: "NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CAO LANH A LƯỚI (THỪA THIÊN-HUẾ) ĐỂ SẢN XUẤT SỨ DÂN DỤNG CAO CẤP"

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CAO LANH A LƯỚI (THỪA THIÊN-HUẾ) ĐỂ SẢN XUẤT SỨ DÂN DỤNG CAO CẤP USING KAOLIN OF A LUOI FROM THUA THIEN-HUE PROVINCE TO PRODUCE HIGH QUALITY PORCELAIN NGUYỄN VĂN DŨNG Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng TÓM T ẮT Đề tài khảo sát một số tính chất kỹ thuật và nghiên cứu khả năng ứng dụng của cao lanh A Lưới (Thừa Thiên-Huế) để sản xuất sứ dân dụng cao cấp. Các bài phối liệu nghiên cứu đều cho kết quả tốt. ABSTRACT This paper deals with the technical properties of kaolin in A Luoi (Thua Thien-Hue) and its application to produce high quality porcelain. Some good batches have been given. 1. TỔNG QUAN Cao lanh là nguyên liệu không thể thiếu trong công nghiệp gốm sứ. Cao lanh A Lưới (Thừa Thiên-Huế) có chất lượng tốt và trữ lượng lớn [1], hiện nay đã được sử dụng tại một số nhà máy sản xuất gạch ốp lát ceramic, gạch granite cho các bài men lót, men nền, thay thế cho cao lanh nhập ngoại và được sử dụng trong bài xương và men của các sản phẩm bán sứ vệ sinh cũng như trong một số lĩnh vực khác. Cao lanh A Lưới có nguồn gốc từ quá trình phong hoá các đại mạch aplite, granite aplite có thành phần giàu feldspar, nghèo thạch anh và khoáng vật màu. Cao lanh A Lưới có màu trắng, trắng trong, trắng vôi, dễ bóp vỡ vụn, có hạt vừa và mịn, ở phần tiếp xúc với đá vây quanh cao lanh có màu trắng hồng nhạt, trắng vàng nhạt và có ít mạch thạch anh màu trắng đục. Cao lanh A Lưới có hàm lượng Fe2 O3 thấp (
Sau đó, lựa chọn một số bài phối liệu trong vùng sứ mềm của giản đồ hệ 3 cấu tử T-Q- F theo F.H. Norton. Các phối liệu được nung và phân tích đánh giá tính chất từng bài, cuối cùng chọn ra bài phối liệu tối ưu để có thể đưa vào sản xuất. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Cao lanh A Lưới được phân tích và so sánh với cao lanh Zettlitz (Sedlec), một loại cao lanh được xem là có chất lượng tiêu chuẩn trên thế giới, chúng ta được bảng sau: Bảng 1. Các tính chất cơ bản của cao lanh A Lưới và cao lanh Zettlitz Tính chất Cao lanh A Lưới Cao lanh Zettlitz Thành phần hạt (phần trăm trọng lượng qua sàng 0.2% 0% 0.063mm) Thành phần hoá (% trọng lượng) SiO2 53.95 46.9 Al2O3 31.77 37.3 Fe2O3 0.11 - TiO2 0.07 0.3 CaO 0 0.7 MgO 0.22 K2O 1.97 1.1 Na2O 0.03 MKN 11.88 12.8 Thành phần khoáng (% trọng lượng) caolinite 53.2 90 halloysite 4.3 quarzt 25.7 2 muscovite 10.9 7 microcline 5.9 - Trọng lượng riêng (g/cm3) 2.474 - Lượng nước tối ưu khi tạo hình dẻo (%) 20.2 - Chỉ số dẻo theo phương pháp Pfefferkorn 31.8 33.2 Độ lưu động của hồ (độ ẩm tương đối của hồ ứng 46.8 - với 100 cm3 hồ chảy hết trong 10 giây) (%) Độ co khi sấy (%) 5.3 4.6 Độ co khi nung 12000C (%) 6.7 9.4 Độ co khi nung 12500C (%) 10.7 - Độ xốp biểu kiến, sau nung 12000C (%) 25.4 15.4 Độ xốp biểu kiến, sau nung 12500C (%) 19.6 - Độ xốp thực, sau nung 12500C (%) 23 - Trọng lượng riêng, sau nung 12500C (g/cm3) 2.73 - Trọng lượng thể tích, sau nung 12500C (g/cm3) 1.99 - Màu sắc sau khi nung (%, so với MgO) 73.9 - Về thành phần hoá và thành phần khoáng, chúng ta thấy lượng Al2O3 và khoáng sét (caolinit và halloysite) trong cao lanh A Lưới thấp hơn so với cao lanh Zettlitz, tuy nhiên vẫn đạt yêu cầu cho cao lanh dùng để sản xuất sứ. Hàm lượng khoáng thạch anh trong cao lanh A Lưới cao hơn cao lanh Zettlitz nhiều (25.7% so với 2%), vậy khi thiết kế bài phối liệu chắc chắn phải chú ý đến lượng quăc sử dụng.
Giản đồ phân tích XRD của cao lanh A Lưới được cho trong hình 1. Hình 1. Giản đồ phân tích XRD của cao lanh A Lưới Về thành phần hạt, cao lanh A Lưới thô hơn cao lanh Zettlitz, tuy nhiên lượng sót sàng 0,063 mm chỉ là 0.2%. Về chỉ số dẻo, cao lanh A Lưới thấp hơn cao lanh Zettlitz (31.8 so với 33.2) nên chúng ta cần lưu ý cho thêm lượng đất sét thích hợp để tăng độ dẻo cho phối liệu khi tạo hình. Sau khi nung ở các nhiệt độ khác nhau, cao lanh A Lưới nung có màu trắng, đáp ứng được yêu cầu về màu sắc của cao lanh dùng cho sản xuất sứ. Điều này hoàn toàn phù hợp với việc phân tích thành phần hóa (hàm lượng các oxit gây màu thấp, lượng Fe2O3 là 0.11% TL, lượng TiO2 là 0.07% TL). Trên giản đồ 3 cấu tử T-Q-F của F.H.Norton, chúng tôi chọn 3 bài phối liệu nằm trong vùng sứ mềm. Ngoài thành phần chính là cao lanh A Lưới, chúng tôi còn sử dụng thêm các nguyên liệu khác tại miền Trung như đất sét Lại Bằng trắng khai thác tại Huế, tràng thạch Đại Lộc (Quảng Nam) và cát Hoà Khánh (Đà Nẵng). Đất sét Lại Bằng trắng được dùng để tăng độ dẻo cho phối liệu, tạo điều kiện dễ dàng cho công tác tạo hình. Thành phần hoá một số loại nguyên liệu được cho trong bảng 2. Bảng 2. Thành phần hóa các loại nguyên liệu (% TL) Nguyên liệu SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O MKN ĐS LBT 62.13 25.25 0.60 0.07 0 0.87 4.07 0.26 6.12 TT ĐL 71.72 16.24 0.59 0.08 1.05 0.05 3.91 5.47 0.89 Cát HK 98.60 0.80 0.12 0.17 0.04 0.04 0.12 0.01 0.10 Trong đó ĐS LBT- đất sét Lại Bằng trắng, TT ĐL- tràng thạch Đại Lộc, cát HK- cát Hoà Khánh
Ba bài phối liệu được chọn trong vùng sứ mềm theo chiều hướng giảm lượng quăc sử dụng, từ 30% xuống còn 25,2% rồi 20.1% TL. Trong khi đó lượng T tăng lên tương ứng, từ 34.5%, lên 40.1% và lên 44.5% TL. Lượng tràng thạch trong phối liệu gần như được giữ nguyên. Thành phần T-Q-F của các bài phối liệu được cho trong bảng 3. Bảng 3. Thành phần T-Q-F của các bài phối liệu (% TL) Thành phần T-Q-F T Q F Bài phối liệu 1 34.5 30 35.5 Bài phối liệu 2 40.1 25.2 34.7 Bài phối liệu 3 44.5 20.1 35.4 Sau đó tiếp tục tính thành phần nguyên liệu của các bài phối liệu, số liệu tính toán được cho trong bảng 4. Bảng 4. Thành phần nguyên liệu của các bài phối liệu Thành phần nguyên Đất sét Tràng thạch Cao lanh Cát liệu (%TL) A Lưới Lại Bằng trắng Đại Lộc Hoà Khánh Bài phối liệu 1 28 23 34 15 Bài phối liệu 2 35 25 30 10 Bài phối liệu 3 45 20 30 5 Các phối liệu được nghiền mịn trong máy nghiền bi, thời gian nghiền 9-11h, chất điện giải Na2SiO3 (thuỷ tinh lỏng) 0.3%. Hồ sau khi nghiền có lượng sót sàng 0.063mm là 1.85- 2.1%, được đổ rót vào khuôn thạch cao, tháo khuôn và sấy. Bán thành phẩm sau khi sấy được đo độ co khi sấy và độ bền uốn, sau đó đem nung trong lò tunnel tại Nhà máy Sứ Hải Vân Đà Nẵng, nhiệt độ nung 12900C. Sản phẩm được phân tích các tính chất như khối lượng thể tích, độ co khi nung, độ xốp biểu kiến, độ hút nước, từ đó xem xét, đánh giá, lựa chọn ra bài phối liệu tối ưu để có thể đưa vào sản xuất. Bảng 5. Tính chất kỹ thuật của sản phẩm Các tính chất thí nghiệm Các bài Độ co Độ co Độ co Cường độ Cường độ Độ Độ xốp Khối phối sấy tổng sau sấy biểu lượng nung sau nung hút [KG/cm2] [KG/cm2] liệu nước kiến thể tích [%] [%] [%] [g/cm3] [%] [%] 0.90 11.5 12.3 14.5 477.5 0.21 0.49 2.30 Bài 1 1.3 11.9 13.1 13.4 556.3 0.09 0.21 2.39 Bài 2 1.9 11.1 12. 8 15.5 472.4 0.17 0.27 1.57 Bài 3 Kết quả cho thấy các bài phối liệu trên đều đạt yêu cầu để sản xuất sứ dân dụng cao cấp, trong đó bài 2 là tốt nhất. Mặc dù cường độ sau sấy có nhỏ hơn bài 1 và 3, nhưng các tính chất khác như độ hút nước (0.09%), độ xốp (0.21%), đặc biệt là cường độ sau nung (556.3 kG/cm2) tỏ ra hơn hẳn các bài 1 và 3. Như vậy lượng quăc dùng trong bài phối liệu 25.2% là phù hợp, không nên nhiều (30% trong bài 1) hay ít hơn (20.1% trong bài 3).
4. KẾT LUẬN Kết quả nghiên cứu cho thấy cao lanh A Lưới là loại cao lanh tốt, hoàn toàn có thể sử dụng để sản xuất loại sản phẩm cao cấp nhất là sứ dân dụng cao cấp. Khả năng ứng dụng của nó nhờ vậy đã nâng cao hơn rất nhiều. Trong các bài phối liệu, chúng tôi còn sử dụng các loại nguyên liệu địa phương như đất sét Lại Bằng trắng, tràng thạch Đại Lộc. Như vậy việc xây dựng một nhà máy sứ dân dụng cao cấp tại Đà Nẵng hay Huế là hoàn toàn khả thi. TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Minh Đạo, Tiềm năng nguyên liệu cho ngành gốm sứ Việt Nam, Bản tin Gốm Sứ [ 1] Xây dựng, Hiệp hội Gốm Sứ Xây dựng Việt Nam, số 22/2003, tr. 17-19. Công ty Gạch Men Sứ Thừa Thiên-Huế, Cao lanh A Lưới - nguyên liệu quý cho ngành [ 2] công nghiệp gốm sứ, Bản tin Gốm sứ Xây dựng, số 25/2004, tr.29-30. Đỗ Minh Nhật, Trần Thị Doan, Lại Thị Mỵ, Thí nghiệm chuyên ngành silicat, Bộ môn [ 3] Silicat, Trường ĐHBK Hà Nội. [ 4] F.H. Norton, Industrial ceramics, New York, 1974. Vladimir Hanykyr và cộng sự, Specialni technologie keramiky II, VSCHT, Praha [ 5] 1989. [ 6] P. Pytlik, R. Sokolar, Stavebni keramika technologie, vlastnosti a vyuziti, CERM, Brno 2002 [ 7] Ladislav Sasek, Laboratorni metody v oboru silicatu, SNTL, Praha 1981.