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第一章 瓷用原矿
知识类型:
析出资源
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内容出处:
《中国瓷都•景德镇市瓷业志市志2卷(上册)》
图书
唯一号:
140420020210001423
颗粒名称:
第一章 瓷用原矿
分类号:
TQ174.4
页数:
13
页码:
1-13
摘要:
本章讲述景德镇瓷器原料颜色釉的基本原料与普通釉料大致相同,但含有一定比例的呈色原料(着色剂)和帮助发色的辅助原料,如乳浊剂、助熔剂、氧化、还原剂等的介绍。
关键词:
景德镇市
瓷器
原料
矿
内容
第一节 原矿开采
瓷石开采 瓷石矿的矿体多呈脉状分布,形成一条狭长的矿带,如同厚薄不均的墙体倾斜插入地层深处。但由于地壳的运动使矿带的某一处或几处往往会突破地表覆盖层,而裸露出灰白色或灰青色的矿体,通常称为“露头”。宋代以前,人们顺着露头的矿体往下和四周挖掘,刨去表层泥土和植物,采用裸露地表风化松散状的矿石,按照制瓷的工艺要求进行必要的粉碎、淘洗加工。
原始露天开采 南宋前,景德镇制瓷原料仅用瓷石,多系裸露地表矿体,经长年风化,质地较松,实是一种硬土块。首先剥离矿体上部的复盖岩石和矿体周围的岩石,使矿体露出来,然后依据裸露地表的矿体,跟踪开采,只需用铁锄镐耙挖取,开采容易,成本较低。
《江西陶瓷沿革》(民国19年版)一书第二篇景德镇瓷业现状中载:“制瓷原料之采掘方法,可分为二种,即竖坑法与横坑法。竖坑即由上掘下,法颇简单;横坑即由山之侧面穿一隧道,隧道空间用木料横直支持。土质原料只须用锄掘取之,石质原料则先用薪柴附石着火出裂纹,然后用铁钎凿下,或先于石之适当处,凿一洞孔,填入黑硝,引火炸裂之。”这段文字记叙着瓷石这种石质原料的开采方法有“烧”与“炸”两种,其作业形式分“竖坑法”(垂直坑道)和“横坑法”(水平坑道)两种。
露天竖坑方式采矿都是从上往下采。先采上层,因上层瓷石由于长期的风吹雨淋、日晒夜露,经过风化作用,逐渐变成松散和半松散的岩石,开采比较容易,只须用锄镐之类的简单采掘工具即可露天开采。但随着开采深度的增加,瓷石的风化程度也越来越差,瓷石越来越硬,人们改用打眼放炮的方法炸岩继续开采。
露天竖坑方式开采到一定深度以后,瓷石采场四周的围岩失去支撑倒塌,松动的矿石也易掉落,很不安全。露天竖坑开采所产生的竖井,在南方多雨季节,必然使储积泥水无法排出,而变成“水井”,采石无法进行。打眼放炮以后,硝烟长时间排不出,弥漫于矿井之中给采掘作业带来极大不便,作业环境条件也非常恶劣。竖井开采到一定深度以后,要把采下来的瓷石运出矿井,单靠人力十分困难。
横坑(即水平巷道)方式开采,俗称“打地龙”,在山下或山侧朝着瓷石矿床方向开水平或倾斜巷道继续开采。这种横坑式的开采比竖坑形式开采要艰苦得多,不仅采光、通风等作业条件不如露天开采,且因矿场开到中、下层,由于风化程度差,故矿石也坚硬得多,因此,瓷石矿的采掘便由露天开采而进入井下掘洞开采。
烧岩 始于宋代,是将一定数量的薪柴堆于采矿工作面、点火烧岩。未点火前,应准备打湿的稻草或茅柴松枝,同时准备适量黄豆和白酒、将柴点燃,如火力不足,即倾白酒助燃、烧到一定火候、倾入黄豆、覆盖湿草将火焖盖,黄豆受热后流油而不使熄灭,保持火堆内一定温度,焖烧二天,瓷石矿体受热膨胀、矿岩烧裂、出现松动、用铁凿随裂纹锤击凿下和撬离原岩,将瓷石采下运出。
炸岩 即人工凿岩穿孔爆破作业。这种方法使用较早也较普遍,1930年浮东瑶里瓷石矿和余干瓷石矿均采用炸岩采矿,在孔眼位置和深度以及炸药品种、配置对炸岩效率有很大影响。随后在炸药种类和配料上也不断改进,20世纪50年代采用电力引爆既提高了工效又保证了安全。
机械凿岩 1958年下半年,江西省陶瓷原料矿山工作会议号召“改革工具、更新设备、迅速改变矿山面貌”、推行浅眼冲击式钻眼(凿岩)。冲击式钻眼法是利用钎子的冲击作用将岩石凿碎,破碎后,岩粉用人工、压气或压力水将其排出眼外,钎子凿碎岩石,形成圆形炮眼。浮东瓷石矿首次使用风钻,改手工打眼为机械凿岩。其工作特点是以压缩空气为动力,作用于钎尾上的冲击力、使钻头的刃锋打进岩石内、而将其破碎击下、形成炮眼,凿岩机按动力不同分为风动(气动)、电动、内燃和液压凿岩机。按使用方法分手持式、气腿式、导轨式和伸缩式等。20世纪70年代,随着电力工业的发展,各主要矿山供电设施逐步完善、基本上实现了机械凿岩。
20世纪80年代,采矿生产过程中采用的炸药主要是以硝酸铵为基本成分的铵梯炸药、铵油炸药、铵沥蜡炸药等。陶瓷矿山大量使用的是其中的岩石铵梯炸药。
火烧凿岩 在巷道中火烧瓷石开采时,火烧之后的采场作业,需要通风和排烟气。为了解决通风,矿工在坑道从顶部向下开凿数条通风道直通地坑道(即开天井),利用“天井”的抽力取得通风之功效。清末至民国时期,浮梁县东乡瑶里,原鄱阳县陈湾和余干等瓷石矿,采掘时间很长的老矿大巷道内均设有“天井”,与巷道通风形成对流具有一定抽力。天井位置均凭老矿工的经验来确定。1970年,新建的柳家湾何家蓬瓷石矿,坑下设立4个中段,分东、西水平巷道采掘,均按科学计算设置天井通风,并配置抽、引风机形成循环系统,以确保矿道内通风安全。
掘井开采 水平巷道进行掘进时,对于较稳定的岩层,多用传统的钻眼爆破掘进。其主要施工工序有:钻眼、爆破、装岩和支护。辅助工序有:处理松石、通风、铺轨、接长管线等。
斜井掘进 斜井是联络井口与井底车场的主要通道。按其用途不同分为主斜井、副斜井和通风斜井等。陶瓷矿山的斜井倾角多为25度~30度。斜井断面形状根据不同的地质条件、井筒的重要性、服务年限和支护型式,采用三心拱和半圆拱断面较多。陶瓷矿山斜井断面布置多采用水沟和管路分开布置,管路设在非人行道一侧,水沟设在人行道一侧,但人行道侧必须适当加宽。采用车提升的斜井断面布置包括轨道、人行道、水沟和管路等。斜井掘进时的凿岩爆破工作与平巷掘进的凿岩爆破工作大致相同,采用多台气腿凿岩机凿眼。爆破使用的炸药应为防水炸药,在使用岩石炸药时,应采取防止措施。掘进时,一般采用矿车运输或用箕斗提升。
天井掘进 天井用于连接上下两个水平(阶段),下放矿石和岩石,提升下放设备、材料、通风、行人及勘探矿体等。专门作放矿用的天井又称溜井。由于天井的用途不同,其横断面的形状一般为矩形和圆形。天井掘进方法有:
1、普通掘进法。它是一种传统的天井掘进方法,不受岩石条件和天井倾角的限制,只要天井的高度不要太大都可使用。施工过程,是由下而上架设梯子和工作平台,在距工作面1.5米~2米处搭工作台,在工作台上进行凿岩、装药、放炮、松石。随着向上掘进,安装梯子,架设支架,工作台上移。工作面推进6米~8米移动一次安全棚,接长风水管。在爆破前为使梯子间不被爆破下来的岩石冲击坏,在其上面用木板或旧钢轨做成倾斜的落矿台,使爆破下来的岩石借自重落入放矿间。钻眼采用上向式凿岩机或气腿钻眼机;放炮一般采用电力引火爆破和塑料导爆管非电雷管系统爆破。普通掘进法,工作台架设劳动强度大,掘进速度慢、通风时间长,材料消耗多、成本高,操作不安全等缺陷。
2、吊罐法。吊罐法掘进天井,在天井全高沿其中心线先钻一钻孔,在天井上部水平安设提升绞车,通过中央钻孔,用钢丝绳沿天井提升吊罐,人可站在吊罐上进行凿岩、装药。吊罐上下提升是在上水平用绞车操纵,也可由在吊罐中的工人直接操纵吊罐上下。采用吊罐法掘进天井具有掘进速度快,作业条件好,通风时间短,机械化程度高,减轻工人劳动强度,节省木材,成本低等优点。爆破下来的岩石直接落到下水平巷道底板,用装岩机装入矿车或漏斗车运出。
3、爬罐法。爬罐法不需打中心孔,可以沿天井壁上凿条式导轨上下移动,掘进天井时,人员在爬罐上凿岩装药,放爆前将爬罐放到平巷里,为保护天井壁上的导轨和凿条,在顶部装有保护罩。
4、深孔爆破法。深孔爆破掘进天井是在天井断面中用深孔钻机沿天井深凿几个平行炮孔,自下而上依段装药,依次爆破,形成所需断面和长度的天井。这种方法是简单化了生产过程,工人不进入井筒作业。不受岩石破碎与否的限制,所需设备少、安全,成井速度快,减轻工人劳动强度。但对钻孔、爆破要求很高。
5、机械钻进法。用特制的回转式钻机沿天井全高先钻一个钻孔,然后再扩大到天井的全断面,或直接用钻机沿天井全高进行全断面掘进。利用天井钻机凿天井的方式有两种:一种是把钻机装在天井上部,由上而下先钻进一个导向孔与下、中段相通,再自下而上扩大至天井的全断面,即一般所称的上扩法。另一种是把钻机安装在待掘天井的下部水平,然后自上而下扩大到全断面,为下扩法。用机械掘进天井有作业安全,成井速度快、劳动生产率高、成本低等优点。
高岭土开采 高岭土是景德镇陶瓷坯体的主要原料之一,约占全部坯体原料的30%。高岭土是一种疏松的土质原料,容易开采。采矿工艺比瓷石简单,主要是露天开采,至一定深度后改用巷道开采。
高岭土矿床表面一般都覆盖有一层黄土,厚度不等,浅者有1米左右,甚至有矿体外露出地表;厚者可达10米以上。露天开采高岭土必须将矿体表面的黄土剥去,俗称剥山皮。剥山皮在开采高岭土的过程中工作量较大,是影响高岭土生产成本的重要因素。剥去山皮之后,矿体表面仍有黄土和其他杂物,必须进一步对矿床进行清理。高岭土矿体结合松散的,可直接进行冲浆采矿。矿体结合紧密的,必须人工挖掘破碎或爆破,使矿体呈松散状态。高岭土矿体一般在地面表土的1米~5米下面,尤其是再生高岭土经雨水冲刷顺山坡流下,沉积在低洼处,只要用锄掘取,多系露天开采。景德镇明砂高岭和大洲高岭、星子高岭等矿属山坡露天开采。露天开采尽后,顺山坡矿体挖洞掘进,人们用坑木沿巷道搭起撑架,防止松土塌方。但高岭土矿巷道周围均系松土,故难以进行深巷道掘进。
凹陷露天开采 抚州砂子岭矿体深藏地下,采取剥离余土,开辟堑沟及阶梯护坡,沿矿体设置轻轨,斜坡轨道采用卷扬机提升。
水力开采 大洲矿在山顶建造储水池蓄水,利用自然落差形成一定水压,人持水龙头冲采高岭土,使其分散顺山坡流入到浆池进行淘汰加工。以后改进为支架式水枪,喷枪可循环性旋转,既节省人力,又改善了劳动条件。
制匣原料开采
明采 即露天开采。大多是老土、子土、黄土、田土等。首先是用锄头清除草皮及不需采用的土石,遇上大石块就放土炮炸开,直到见矿为止。制匣原料多系疏松土状,比较容易掘取。田土的开采在割完稻子后才能进行,要靠近老土周围的田,先刨去稻田的表土约一尺深,见土色呈微白色后再取土。这就是所需要的田土。
暗采 即掘井开采白土。首先打一口长方形竖井(2米×1.3米)垂直向地下掘进,掘完一段即用竹篾条将竖井四周壁围一段井圈,防止土崩,一直挖到白土后才向水平方向横挖,边挖边架起松木支柱(工人称“打拜”),防止塌方。一口矿井多的可开几个横道,井内可容纳10余人采土。一条横道内一般只有3人操作:一人挖土、一人扒土、另一人将土挑到井底口,井底口边有一人专门将装满白土的土箕挂在井上悬下的绳勾上;井口地面上也有3人操作,一人摇辘轳升降绳索,一人提取土箕倒土,一人运土。
还有一种斜井,从山坡挖掘10°~30°的巷道,架起支柱,边取土边立支柱掘进取土,采用斜井的有白土,也有老土、黄土。
第二节 原料加工
瓷石粉碎 瓷石原矿采下后,经过粉碎成粉料再制成瓷土不子,而后配制成坯、釉料。瓷石的粉碎有水碓粉碎和机械粉碎两大类。景德镇传统的碓粉碎方式按动力不同分成水碓和机碓两种。
水碓粉碎 水碓有着2000年以上的历史,《景德镇陶录》谓:“陶用泥土,皆须采石制练。土人设厂采取,借溪流为水碓舂之,澄细掏净制如砖式,曰白不(音dun)”。据《浮梁乡土纪略》(民国27)记载:景德镇窑里“山势高峻,溪涧内多陡滩急流,便于装设水碓,故均系用天然水力在沿涧两岸装置水碓,从事舂造。其碓之构造分大车(水由下冲)、小车(水由上压)二种:大车安碓十二支至十六支,小车四支至六支不等。该碓位置散布在窑里之上下流,共有碓数三千余支”。又载:陈湾焦源坞“水源不长,均是小车(每车四支碓)。陈湾水量较好,有车八十余乘。焦源坞水量欠缺,有车五十乘”。三宝蓬瓷土“由湖田直至双坑,沿途均有碓厂,共计一百三十一车”。其中“大车仅二三乘而已,其余均是小车。此外,尚有荒废未舂者五十一车”。南港瓷土由“景德镇出里村二三里,直至大、小南河,沿途设碓厂舂造,共计大车十乘(每乘十六支),荒废者四车,小车共计三十余车”。寿溪坞瓷土设碓厂于东河沿岸,业多荒芜”。“银坑坞有小车八十余车、独峰坑十四车、小坞十二车,共计一百余车”。据资料统计,境内原有水轮车约600余部,共有水碓4700余支。最盛时超过6000支。每当春夏水发,车轮旋转,水碓翻腾,数里相接,响声隆隆,确是“重重水碓夹江开,未雨殷传数里雷。”这种粉碎瓷石的方式省人、省事、省力。水碓是一种以自然水流落差为动力的破碎装置,主要由水轮,碓杆和碓臼三部分组成。水碓即水轮车,主要有三种类型。
小车 上冲式水轮车,俗称车鼓。车轮直径在1.16米~1.50米之间,水流是上而下冲动车鼓的叶片运转、从而带动轮轴上的碓杆动作。这种水碓一般可带动4支~6支碓杆、涓涓不断的山涧溪流及梯田水沟旁均可设置,遍及农村。
大车 下冲式水轮车,俗称下脚龙。车轮直径在2.0米~2.33米,水流从下部冲动水轮叶片,从而推动轮轴向上运转、这种水碓车轮直径大,带动的碓杆为8支,生产效率高,多设置在水源较好的山溪。
缭车 下冲式水轮车,车网直径约5.4米,形为手工纺纱的纱车,车网由120根长约2.7米,直径约6厘米的圆木,分左右两层插入车心轴上,车网上安装车片形成水流动力,带动车心轴转动可带动碓拨18支,每支碓嘴,用生铁铸成,重量为14公斤,安在碓脑下端,直接破碎瓷石。缭车生产效率高多设置水源较大的河流两旁。
水碓中的水轮是由水力带动的原动机,其直径大小随水流落差大小和流量而定,落差大,则水轮也大;水轮越大,能够扳动的碓杆重量越大,碓嘴对瓷石的冲击力也越大,因而破碎效率也就越高。如杨梅亭和进坑碓因水流落差较大而流量较小,水轮轮径〓2.0米~〓2.33米,而湖田碓水流落差小而流量较大,水轮轮径为〓1.26米~〓1.40米。
碓体由碓杵、碓嘴和碓杆三部分组成,其一端装有碓杵和碓嘴,另一端则与水轮轴上的扳头相搭。他通过流水冲击水轮旋转所产生的动力,靠扳头的下压力量将碓杆扳起,扳头随水轮轴转动,将碓杆扳起至一定高度后即与之脱离,碓杆则自由下落,碓嘴落入碓臼,靠重力作用所引起的冲击力将碓臼内的瓷石击碎。碓杆由圆硬木(直径6厘米~10厘米,长3.25米~4米)制作、碓脑(直径12厘米~16厘米、长80厘米~100厘米)由一般木料制作;碓咀(直径10厘米~12厘米,长15厘米~20厘米)是翻砂铸造的生铁,重约10公斤~14公斤。碓咀是平头而不是园头或锥头,主要作用是借冲击力将瓷石击碎和压碎而不是碾碎或劈碎。碓咀是套在碓脑下端的。 臼坑为方形(50×50×60立方厘米~60×60×60立方厘米)臼底用瓷石打入土中,非常坚实,臼内底部成凹锅形。碓臼四壁中靠水轮的一方用栗木板略向后倾打入土中,其余三方用石块垂直砌成。使臼坑在舂打过程中借助于碓嘴下落的冲击力而产生振动,达到让坑内瓷石上下自行翻动的目的。
为便于瓷石翻动,碓嘴下落的落点不宜对准碓臼的中心,而应当尽可能偏向外面一方,使碓嘴更好地向里面拨动瓷石。至于碓臼要做成方形而不是圆形,是因为只需要瓷石翻动而不能转动,否则粗瓷石将趋向四周而不能充分舂细,而方形碓臼正好可起到防止瓷石转动的作用。
水碓的舂碓效率虽不及现代化的破碎设备,但经水碓加工瓷石的工艺性能,是任何其他机械设备所难以达到的。实践证明,碓粉碎的瓷石颗粒为棱角状,颗粒直径较小,其中小于2微米的占20%~35%左右,加之陈腐时间较长,提高了瓷土的可塑性。
由于碓舂淘洗工艺具有去粗增细的显著效果,使瓷石颗粒分布合理,使由瓷石粉制成的塑性泥料的可塑性,饱水率及生坯干燥强度都有明显提高,这是陶瓷生产特别是用可塑性差的瓷石制瓷时最可宝贵的成型工艺性能。
瓷石舂细后,用闸板截住水流,使水轮停止运转,然后用铲子将舂细的瓷石粉铲入淘洗池中进行淘洗。由于不同大小的颗粒在水中的沉降速度不同,大颗粒如石英很快沉到池底,而瓷石粉微细颗粒则水化为乳白色的悬浊液,用木桶将其舀入排沙沟,较粗的颗粒再沉降在排砂沟底。悬浊液流入沉淀池,经过一定时间沉淀以后,上部清水放回淘洗池循环利用,然后把沉淀池中的浆体舀入稠化池进一步沉淀浓缩,面上的清水放回沉淀池。再将稠化池中浓缩的稠浆舀到泥床上,待水分挥发到一定程度后,再将瓷石泥分别放入预制好的一定规格的木模内印坯,制成瓷石不子,每块重4市斤(2公斤),这样便于制瓷时的配料。
水碓粉碎工艺:水碓的特点是利用山溪河流的水力为动力。水的冲击力推动水轮,水轮带动车轮,车轴上撞杆撞出碓杆一端,抬起另一端碓咀,冲击碓穴里的瓷矿石、达到粉碎矿石的目的,其工艺流程为:
选洗矿→人工捣碎→舂碓→挖碓→淘浆→贮浆池沉淀→浓缩池浓缩→干燥脱水→制不→入库。
1.选洗矿:开采后的矿石、要经过严格选矿,剔除混入其中的废石和杂物,并用水冲洗干净。
2.人工捣碎:选洗后的矿石,大块要用榔头捣碎、其最大块度直径小于30毫米,以提高舂碓效率。
3.舂碓:利用水力推动碓咀、冲击碓穴里的矿石,达到粉碎目的、舂碓应下足矿石、满碓舂一次12小时、每天坚持两发。
4.挖舂:把碓穴里舂细的瓷石粉料掏出倒入淘塘、并注满水化浆。
5.掏浆:把淘塘的渣掏出,浆水倒入流浆沟流入贮浆池。淘塘应做到“满水掏塘,清水取渣,塘要重掏,渣要洗清”。
6.贮浆池沉淀:泥浆流入贮浆池,经过一定时间沉淀后,排出表面清水返回淘塘。
7.浓缩池浓缩:把贮浆池的泥浆掏入浓缩池、经过沉淀、自然干燥脱水、达到浓缩目的。
8.脱水:经过浓缩的泥浆(含水率在40%~50%)掏出倒在青砖铺的地面、自然干燥脱水、使含水率在20%~25%左右。
9.制不*:人工成型、采用硬木框架、规格为190×130×48毫米(内壁尺寸)、用力将泥料掷入砖模内印制成砖坯。要求“八角端正、六面光”,保证每块不子重2公斤(误差允许范围±5%)出厂不子相对含水率:高温瓷石不子小于12%;低温瓷石不子小于8%。
水碓粉碎加工工艺的优点是(1)能提高原料的可塑性,改善工艺性能;(2)利用水力作动力,成本低。缺点是受到季节和自然条件影响,“靠天吃饭”,无雨时与农田灌溉争水,上半年雨水充足所有水碓可全部开动,下半年雨水少,河沟渐趋干涸,只能带动部分水碓直至停碓,一般生产期为半年。
机碓粉碎 水碓生产受到自然条件的制约,生产能力小,远不能满足日益发展的陶瓷工业的需求。20世纪50年代中叶,出现了机碓粉碎加工技术,这种工艺需要用电力作为动力,并采用压滤机(又名榨泥机)脱水、机械制不,大大提高了碓粉碎加工的生产能力,成为景德镇地区50年代至60年代陶瓷原料的主要加工方式。1954年,公私合营南河瓷土厂在里村童街建起一个以柴油机为动力的机碓车间,装有机碓64支。1955年另一家公私合营利民瓷厂在河西三闾庙建起64支机碓的车间,后并入南河瓷土厂。1955年国家拨款20万元,在里村老鸦滩建机碓258支,建成一个年产4400吨的机碓车间。1968年,市瓷土厂建成三个机碓车间,共装有机碓598支,最高峰期,机碓加工的原料达3万吨。机碓布置系横向排列,占地面积广,能源消耗大。自景德镇市瓷石矿扩建雷蒙机车间后,1977年开始,机碓逐渐被淘汰,仅有余干瓷石矿仍保留机碓车间生产。
机碓粉碎加工的原理与水碓粉碎加工基本相同,其工艺流程为:选洗矿→颚式破碎机粗碎→机碓粉碎→贮浆池沉淀→浓缩池浓缩→压滤脱水→制不(机械或手工)→入库。
机碓由电动机驱动车轴,电动机功率为10千瓦~14千瓦,可装32支~40支碓,每支碓的年粉碎能力为25吨~40吨,影响粉碎能力的因素是矿石品种、硬度、风化程度等。
雷蒙机粉碎 1957年,景德镇市瓷土厂(现江西省陶瓷工业公司原料总厂的前身)从上海引进雷蒙机粉碎设备,以颚式破碎机、斗式提升机、矿石料仓、雷蒙粉袋装打包机和除尘设备等,组成一条自动化的矿石粉碎生产线。该工艺的引进使陶瓷原料加工方式发生了深刻的变化,使瓷石粉碎能力得到极大的提高,而占地面积大大缩小,且工艺简单、操作方便,适应了景德镇瓷业生产发展的要求。然而,当时的雷蒙机粉碎的瓷石粉细度达不到制瓷工艺的要求,雷蒙机只能作为一种“中碎”设备,还需将物料投入球磨机进行“细碎”,以2台雷蒙机配20台球磨机建立电动粉碎车间。由于球磨粉碎效率低,使雷蒙机的加工能力受到了很大的限制。1966年,江西省陶瓷工业公司将雷蒙机的改造列为主要科技项目。在瓷土厂组织专门攻关小组,从分析整机部件性能入手,将气流分级器叶片由原来的60片增加到120片,并提高其转速,增加机内阻力,以气流调节物料粉碎所需细度,于1967年5月攻克难关,使雷蒙机加工的瓷石粉细度,过35目筛筛余小于0.5%达到了规定的技术要求,从而大幅度提高了粉碎瓷石的加工能力,缩短了瓷石加工的生产周期。雷蒙机也由原来的2台增至11台,使原料加工适应了景德镇陶瓷工业的发展。1978年,这项新工艺荣获市重大科技成果奖,雷蒙机粉碎工艺已成为景德镇瓷石类原料粉碎加工的重要方式,雷蒙机磨碎的瓷石粉(简称雷蒙粉)在瓷石加工总量中达到80%以上。
江西省陶瓷工业公司原料总厂除粉碎加工单一的瓷石粉外,还可按照瓷器坯胎原料配方,将数种瓷石粉碎后再加高岭土等混合加工成粉料,瓷厂购进此粉只需加水淘洗去渣,滤去水份经练泥后即可使用。
悬辊式磨机(雷蒙机)的主机主要由贮料斗、喂料器、环辊粉磨部分、分级器(风筛)、机座、动力传动装置、润滑系统等组成。贮料斗用以贮存符合进料尺寸要求的物料,供喂料器喂料。喂料器是向粉磨部分均匀加料的装置,一般为叶轮式。它由电机驱动经蜗杆传动变速,并通过棘轮机构工作带动叶轮转动,向粉磨部分喂料,喂料器可进行自动调节,并具有一定的气密性。
粉磨部分由磨辊、磨环、星形架(梅花架)、中心轴(主轴)、悬轴、铲刀(刮板)、机座等组成,是粉磨的工作部分。主动机启动后,通过三角皮带和园锥齿轮传动,使连接在主轴上的星形架转动。磨辊活套在悬轴上,悬轴悬挂铰接在星形架上,当星形架转动时,磨辊在离心力作用下,绕悬轴铰接中心向外摆动,压向固定机座上的磨环内壁,并绕主轴转动,同时由于摩擦力作用又绕悬轴中心自转。喂入的物料由随星形架转动的铲刀铲向磨辊,被磨辊强烈地研磨而粉碎。
分级器是由经向辐射状的叶片轮和传动装置组成。叶轮由传动装置带动,以一定的转速旋转。当风机鼓入的气流从底盘环形风筒内侧的进风孔进入磨机时,已粉磨到一定粒度的物料被气流吹起,经过磨机顶部分级叶片时,粗颗粒截留,落回底盘重新粉磨,细颗粒则随同气流一道离开磨机,并穿过风筛送往收尘器,集成合格粉料。
生产能力:4R-3216型0.6吨/时~3吨/时 出料粒度0.044毫米~0.125毫米
瓷石经水(机)碓粉碎后,其颗粒形状是不规则的三角形。平均粒径为5微米左右,碓舂淘洗的颗粒多集中在1微米以下,1微米~10微米占50%左右,细颗粒的比例高、比表面积大、具有更好的工艺性能。
雷蒙粉的平均粒径为9微米左右,颗粒分布不及水碓粉碎的好。
高岭土选矿
自然水流淘洗 自元代高岭土开采以来,人们一直是利用山坡的自然落差和山上的流水来淘洗加工高岭土,其方法是:沿着山坡预先开挖布置好水槽,并在山腰开一块平地,或者是利用自然形成的平地,开挖2个~3个淘洗池,池底及四壁均用砖或石头砌成,淘洗池之间有沟槽相通,并设闸板以控制泥浆流速。在水槽靠近淘洗池的地方,还设有一条排砂槽,以绕过淘洗池将砂子等杂物排掉。
高岭土从山上采来后,运送到水槽口,利用溪水将其冲下,流入淘洗池。水中的高岭土矿物在顺山势流下的过程中,其中的砂石和其他大颗粒杂质由于较重而沉于槽底。因为闸板1的高度仅为水槽深度的一半或略多一些,所以槽底的砂石等杂物在闸板处受阻而不能继续流动,而高岭土则化解于水中形成泥浆液体,可以越过闸板1而继续流入淘洗池。待槽底的砂石等杂物的沉积厚度接近闸板1的高度时,则在山坡上部截住泥浆流,暂时中止高岭土向下流动,然后开启闸板2,用水将槽底的砂石杂物冲掉,并沿排砂槽排往山下。然后再放流,让高岭土泥浆继续沿水槽流下。
高岭土泥浆流入淘洗池以后,稍等沉淀片刻,然后将闸板3打开,让淘洗池(1)中上部的泥浆流入淘洗池(2),再稍沉淀后,打开闸板4,将淘洗池(2)上部的泥浆继续流入淘洗池(3),待充分沉淀后,再打开闸板5,放掉淘洗池上部的清液,至此,淘洗工作已告结束。让各淘洗池中的纯净高岭土稍为干燥后,将稠泥取出,分别堆放在淘洗池旁的空地上(即晒滩),继续干燥至一定程度,再制成砖块式的不子,每块不子的重量是4市斤(2公斤)。制成的不子干燥后即可运入瓷厂配料制瓷。
水旋分离(简称水选) 是一种先进的高岭土选矿工艺,1958年9月,由中央投资新建的国营景德镇瓷厂进行原料精选加工及工艺试验时,采用传统淘洗加工的高岭土细度达不到要求,配料可塑性差,难以适应阳模压坯成型。因此,当时援建的捷克斯洛伐克潘道夫里契克工程师推荐采用水旋分离器精选高岭土,并设计出直径50毫米的水旋分离器草图,由景德镇陶瓷机械厂制造,经过多次工艺试验,效果很好。1972年,景德镇市大洲高岭土矿推广两级水旋分离选矿,再经过振动筛剔除杂质,高岭土细度由过去人工淘洗时87%提高到99.2%。以后星庐高岭土矿和抚州砂子岭高岭土矿均全面推行园盘式组合水旋器,一般可安装6台〓100毫米或〓150毫米的水力旋流器,并配以三级水选工艺,质量大大提高。高岭土细度(颗粒)直径小于40微米的大于90%,最大颗粒直径小于60微米。
筛选 过去淘洗泥浆一般用栅筛和粗筛放置淘浆池浆沟内,只能剔除粗砂及草木杂物。自采用二级水旋分离后,因高岭土泥浆中的云母因质轻形薄,仍不能从水旋器中分离出来,只有通过惯性振动筛才能清除,现在矿山普遍都采用各种筛分机械。
除铁 为提高高岭土的白度,清除其中含铁杂质,普遍采用了过滤式料浆磁选机和高梯度磁选设备。
压滤脱水 经过水旋过筛及除铁后的高岭土料浆含水率一般在50%,不适于高岭土成型。过去长期使用沉淀脱水方法,靠太阳晒干,生产周期长,沉淀池占地面积大、成本高,生产规模和产量受到限制。采用了压滤机械——隔膜泵和框板式压滤机,可以连续生产。
制不 经过脱水的泥饼放入制砖机内螺旋搅动推出的泥砖叫“不子”,待全干后可成叠堆放或运出。
第三节 尾矿治理
高岭土的长期采选,所得精泥仅为15%~25%,弃下大量尾砂,尾砂颗粒小,流动性大,冲到山下,容易流入农田或河道,致使沃土贫瘠,河道堵塞,影响灌溉,形成公害。在高岭土开采之初,未引起人们的重视。清代后期,其危害已明显地表现出来,但尾砂一直没有得到治理,高岭土矿被迫时开时断。20世纪60年代,景德镇市大洲矿尾砂曾一度造成西河淤塞和农田受淹,引起景德镇市人民政府的关注和重视,将治理尾砂列入环境保护的重要课题之一。
筑坝植被 1980年起,江西省陶瓷工业公司针对大洲矿尾砂公害提出治理方案,组织技术人员现场设计,构筑高17米,底宽34米,顶宽8米,长300米的尾砂大坝,拦堵尾砂80多万吨;新建的抚州砂子岭也构筑起拦砂坝,并在堆积的尾砂上进行植被。
制砖 1978年,抚州瓷土矿与南昌玻璃三厂合作,尾砂中仍含有石英等硅酸盐矿物,试制有色透明的玻璃。1983年,大洲瓷土矿和抚州瓷土矿利用尾砂试制成功灰砂砖,可作室内间隔墙体材料。1986年,抚州瓷土矿以尾砂为主要材料,建成年产8万平方米~12万平方米的玻璃马赛克车间。
废尘利用 用雷蒙机粉碎加工瓷石的过程中,每年在除尘器收集的粉尘达2000吨,长期以来被视为“废尘”。1978年,原料总厂技术人员对“废尘”的利用进行研究,通过分析测定,认识到它是一种超细粉末,其中小于2微米的颗粒,高于雷蒙粉料,经过多次试验,证实以20%~30%的“废尘”与相应的雷蒙粉碎的瓷石粉掺和使用,制成的日用瓷符合国家质量标准。
知识出处
《中国瓷都•景德镇市瓷业志市志2卷(上册)》
出版者:方志出版社
本志记载了景德镇千余年来的瓷业历史和现状,反映了景德镇瓷业的经济、文化和工艺,是第一部集景德镇瓷业资料之大全的专业地情资料性巨著。
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