本发明属于陶瓷材料领域，特别涉及一种提高大同砂石可塑性的加工方法。
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大同砂石是煤的伴生矿物，是采煤过程中排放的固体废物，它的堆放会占用大片土地，污染农田和水体，甚至会淤塞河流造成灾害，若弃置不用，会造成资源浪费和环境污染。研究发现，大同砂石的物理性质和化学组成符合陶瓷生产原料的要求，而且白度在90以上，如果能在陶瓷生产中广泛应用，既能变废为宝，又能改善对环境的污染，是一条实现固体废弃物资源化综合利用的有效途径。但是，大同砂石作为陶瓷生产的基本原料由于其可塑性较低，需经粉碎、磨细后才具可塑性，在陶瓷生产中的应用受到了限制，因此可作为高级陶瓷原料的优质大同砂石并不多。研究表明，陶瓷生产中可塑性良好的泥料一般具备下列条件：（1）颗粒较细；（2）矿物明显解理或解理完全，尤其是解理成片状结构的矿物；（3）颗粒表面水膜较厚。目前陶瓷企业在生产中普遍采用球磨、雷蒙磨、圆盘破碎机或超细加工等方法细碎大同砂石提高其可塑性，这些现有技术可使大同砂石的颗粒较细，尤其是超细加工，颗粒细度可达到纳米级，这虽能提高其可塑性，但难以形成片状结构的矿物，可塑性并不是很高。超细加工也会使细碎成本大大增加。大同砂石的传统加工步骤如下：粗碎：大同砂石等硬质原料要经过一级粗颚破、二级细颚破，粒径达40～50mm，再和石英、长石等其他原料一同进一步细碎。细碎：通过球磨、雷蒙磨、圆盘破碎法或超细加工等方法使大同砂石进一步细碎。陶瓷生产中最常采用球磨法。过筛：将球磨后的泥浆通过筛网，去除没有磨细的颗粒。而且一般陶瓷企业在生产中控制过150或200目筛，即粒径小于75μm或100μm，无需纳米级，所以需要采用一种能促使大同砂石形成片状结构的方法提高其可塑性，本技术实现要素：经检索未发现相同或相似的研究报道。
发明内容本发明提供的是一种提高大同砂石可塑性的加工方法。在陶瓷工艺中，固相矿物颗粒的形状是陶瓷泥料可塑性的影响因素之一。首先，不同形状颗粒的比表面是不同的，因而对可塑性的影响也有差异。根据计算，板片状、短柱状颗粒的比表面较球状和立方体颗粒的比表面大得多，前二种颗粒容易形成面与面的接触，构成的毛细管半径小，而毛细管力较大，而且它们的对称性低，移动时阻力大，促使泥料的可塑性增大。另外，由于粘性是指流体内部由于内摩擦作用而阻碍其相对流动的一种特征，片状结构能够增加其内摩擦作用阻碍其相对流动使粘性增强，从而使可塑性提高。而大同砂石属于硬质高岭土，高岭土的主要矿物是高岭石，高岭石晶体多呈六角鳞片状，也有杆状、粒状的，轮廓较清楚，所以大同砂石具有制备良好可塑性泥料的条件。本发明主要采用振捣工序，通过挤压、冲击、摩擦等多种运动形式将颗粒解理成片状结构，增加大同砂石的片状结构矿物的组成比例。片状结构可以增加颗粒间摩擦作用，增大矿物内部摩擦提高粘性，从而提高塑性。大同砂石化学组成中各物质质量百分比为（%）：sio242.81-50.12；al2o336.21-44.22；fe2o30.12-0.32；tio20.01-0.08；cao0.11-0.34；mgo0.09-0.56；烧失12.18-18.23。本发明采用的技术方案包括如下步骤：本发明的工艺流程如下：(1)粗碎：大同砂石等硬质原料要经过一级粗颚破、二级细颚破，细度达40mm以下；(2)振捣：将步骤(1)得到细粉再放入振捣机中细碎加工，利用振捣机头进行挤压、冲击、摩擦等多种运动形式的作用使大同砂石进一步细碎；(3)过筛：将步骤(2)振捣后的细碎粉料过筛，去除没有捣细的颗粒；(4)对过筛后的粉料加水制成泥料。如上所述步骤(2)振捣的频率为35-45次/min，振捣振幅为1.4-1.6m，振捣时间为8-10h。如上所述步骤(3)出料粒度为≦180μm(筛下物)。本发明通过振捣的细碎方法不仅可使大同砂石颗粒较小，而且更容易促进矿物片状结构的形成，所以在同一颗粒细度级别中可塑性会较目前常用的方法高，在陶瓷生产中可代替某些价格较贵可塑性较高的粘土使用，增加大同砂石在陶瓷生产中的应用。在“煤矸石细度对原料塑性影响的研究”[砖瓦,2003,(3):12-13]，文中煤矸石与大同砂石同属于煤系硬质高岭土，化学组成中各物质质量百分比接近，可作为一类叙述。文中说明了圆盘破碎机细碎煤矸石方法的不同细度对煤矸石塑性的影响，可见颗粒细度在35-140之间，可塑性指数可达到7.8-9.8，再减小颗粒细度对塑性的提高效果渐趋不明显。本发明通过球磨、雷蒙磨和振捣的方法细碎大同砂石，测试了不同颗粒细度对大同砂石可塑性指数的影响如下：通过对比发现，本发明的振捣法细碎的大同砂石可塑性指数较其他方法高，随着颗粒细度的减小，振捣法可塑性指数增加较快，f组的指数值接近朔县土120-150目的可塑性指数11.32。在“粘土可塑性测定与泥料可塑性预测”[河北理工学院学报，2007,29(2):85-88,92.]中，由文中数据可见，龙岩土的可塑性指数和指标分别为7.62和1.97，苏州土的分别为10.0和3.25。采用本发明方法加工大同砂石的可塑性指标值经测定在分别通过80目、100目、150目筛网时可达到3.76以上，可塑性指数值经测定在通过150目以上筛网时可达到10以上。可见，本发明方法可使大同砂石的可塑性达到龙岩土、苏州土等软质粘土的性能。龙岩土和苏州土作为陶瓷生产中常用的可塑性粘土，价格较大同砂石昂贵，如大同砂石的价格仅为600-800元/吨，龙岩土为1200-1500元/吨，苏州土为1600-2000元/吨，如果大同砂石的可塑性指数和指标达到龙岩土和苏州土，在陶瓷生产中用大同砂石代替龙岩土和苏州土，将能降低生产成本。综上所述，采用振捣法细碎大同砂石可以提高其可塑性，在生产中代替龙岩土和苏州土。本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明提出一种加工方法能使大同砂石的可塑性有所提高，达到软质粘土的可塑性能，若将其在陶瓷生产中替代软质粘土使用，提高大同砂石在陶瓷企业的利用率，既能提高陶瓷的白度和品质，又能促进大同砂石变废为宝，也为大同砂石的综合利用提供一条有效利用的途径，间接起到保护环境的作用。是一种具有推广价值的加工方法。具体实施方式实施例１本实施例中大同砂石化学组成中各物质质量百分比为（%）：名称sio2al2o3fe2o3tio2caomgo烧失合计大同砂石42.8142.690.220.060.340.4313.45100具体实施步骤为：(1)粗碎：大同砂石硬质原料要经过一级粗颚破、二级细颚破，细度达40mm以下。(2)振捣：再将步骤(1)得到的粉料放入振捣机中细碎加工，利用振捣机头，在，振捣频率：35次/min，振捣振幅：1.4m，振捣时间：8h的条件下进行挤压、冲击、摩擦等多种运动形式的作用使大同砂石进一步细碎。(3)过筛：将步骤(1)振捣后的细粉通过80目筛网，去除没有捣细的颗粒，出料粒度为小于等于180μm。(4)对过筛后的粉料加水制成泥料，进行可塑性指数和指标测试，结果见表1。实施例2本实施例中大同砂石化学组成中各物质质量百分比为（%）：名称sio2al2o3fe2o3tio2caomgo烧失合计大同砂石46.2736.210.300.050.190.5616.42100具体实施步骤为：(1)粗碎：大同砂石硬质原料要经过一级粗颚破、二级细颚破，细度达30mm以下。(2)振捣：再将步骤(1)得到的粉料放入振捣机中细碎加工，利用振捣机头，在，振捣频率：45次/min，振捣振幅：1.4m，振捣时间：8h的条件下进行挤压、冲击、摩擦等多种运动形式的作用使大同砂石进一步细碎。(3)过筛：将振捣后的粉料通过100目筛网，去除没有捣细的颗粒，出料粒度为小于等于150μm。(4)对过筛后的粉料加水制成泥料，进行可塑性指数和指标测试，结果见表1。实施例3本实施例中大同砂石化学组成中各物质质量百分比为（%）：名称sio2al2o3fe2o3tio2caomgo烧失合计大同砂石43.6237.530.120.070.180.2518.23具体实施步骤为：(1)粗碎：大同砂石硬质原料要经过一级粗颚破、二级细颚破，细度达25mm以下。(2)振捣：再将步骤(1)得到的粉料放入振捣机中细碎加工，利用振捣机头，在，振捣频率：40次/min，振捣振幅：1.5m，振捣时间：9h的条件下进行挤压、冲击、摩擦等多种运动形式的作用使大同砂石进一步细碎。(3)过筛：将振捣后的粉料通过150目筛网，去除没有捣细的颗粒，出料粒度为小于等于100μm。(4)对过筛后的粉料加水制成泥料，进行可塑性指数和指标测试，结果见表1。实施例４本实施例中大同砂石化学组成中各物质质量百分比为（%）：名称sio2al2o3fe2o3tio2caomgo烧失合计大同砂石50.1236.830.160.010.290.4712.12具体实施步骤为：(1)粗碎：大同砂石硬质原料要经过一级粗颚破、二级细颚破，细度达20mm以下。(2)振捣：再将步骤(1)得到的粉料放入振捣机中细碎加工，利用振捣机头，在，振捣频率：45次/min，振捣振幅：1.6m，振捣时间：9h的条件下进行挤压、冲击、摩擦等多种运动形式的作用使大同砂石进一步细碎。(3)过筛：将振捣后的粉料通过100目筛网，去除没有捣细的颗粒，出料粒度为小于等于150μm。(4)对过筛后的粉料加水制成泥料，进行可塑性指数和指标测试，结果见表1。实施例５本实施例中大同砂石化学组成中各物质质量百分比为（%）：名称sio2al2o3fe2o3tio2caomgo烧失合计大同砂石44.2040.510.320.080.210.0914.59(1)粗碎：大同砂石硬质原料要经过一级粗颚破、二级细颚破，细度达15mm以下，再放入振捣机中细碎加工。(2)振捣：再将步骤(1)得到的粉料放入振捣机中细碎加工，利用振捣机头，在，振捣频率：45次/min，振捣振幅：1.6m，振捣时间：10h的条件下进行挤压、冲击、摩擦等多种运动形式的作用使大同砂石进一步细碎。(3)过筛：将振捣后的粉料通过150目筛网，去除没有捣细的颗粒，出料粒度为小于等于100μm。(4)对过筛后的粉料加水制成泥料，进行可塑性指数和指标测试，结果见表1。表1振捣法细碎大同砂石其可塑性指数和指标如下表实施例筛网目数（目）可塑性指数可塑性指标（kg*cm）相应含水率（%）1809.73.9214.9321009.43.9316.95315011.13.7617.48410011.54.0618.54515010.93.8520.05当前第1页12