资料性附录
该方法的试料量是15g，对评价钙基和酸性膨润土的质量比较合适；对膨胀性好，分散细的钠基膨润土则不大合适。用上述方法测试的结果表明，较好的钠基膨润土胶质价大于和等于100mL。对于胶质价大于和等于100mL的钠基膨润土，可取大容积量筒在大容积条件下进行测试。
2-3 膨润土膨胀容的测定
一 实验目的
掌握膨润土膨胀容的测定方法和膨润土膨胀容的测定的意义。 二 实验原理
膨润土试料置于盛有一定浓度盐酸的量筒中，混匀后放置沉降24h，试料形成的沉降物体积为膨胀容。 三 试剂
盐酸c(HCl)＝1mol／L：取83ml盐酸(ρ1.18g／mL)，用水稀释至1000mL。 四 仪器
带塞量筒：100mL，起始读数值5mL，最小分度值1mL，直径约25mm。 五 测试步骤
5.1试料：称取粒径小于0.074mm干燥试样1.00g。
5.2 校正试验：随同试料进行同类型标准试样的测试。 5.3测试。
5.3.1将试料置于已加入50mL水的带塞量筒中，塞紧量筒塞，手握量筒上下方向摇动约300次[有关说明参见附录中(1)]。
5.3.2打开量筒塞，加25mL盐酸(4.1)，加水至100mL刻度，塞紧量筒塞，上下摇动约200次[有关说明参见附录中(1)]。
5.3.3将带塞量筒静置于不受震动的台面上24h，读取沉降物沉降界面的刻度值(精确至±0.5mL)[有关说明参见附录中(2)]。 六 测试结果的计算
6.1按下式计算膨胀容：
VVS?
m 式中：VS——膨胀容的数值，单位为毫升每克(mL／g)；
V——沉降物沉降体积的数值，单位为毫升（ml）； m——试料质量的数值，单位为克（g）。
6.2膨胀容计算至一位小数。膨胀容大于和等于10ml/g时，允许相对误差20％；小于10ml/g，允许绝对误差2ml。
资料性附录
（1）优质钠基膨润土的膨胀性能好，摇动分散程度对测定结果有明显影响。所以，在充分摇散的前提下，应严格控制摇动时间；
（2）酸性膨润土的膨胀容有的小于5ml/g。因量筒无小于5ml刻度，无法准确读数，可以小于5ml/g表示。
实验三 粘土矿物（膨润土）离子交换改性试验
一 实验目的
我国有着丰富的膨润土资源，但性能优良天然产出的钠基膨润土很少，大多
6
数天然产出的膨润土为钙基膨润土，性能差，质量不稳定，难于达到工业部门的应用标准。由于钠基膨润土比钙基膨润土有更好的膨胀性、阳离子交换性、水介质中的分散性、胶质价、粘性、润滑性、热稳定性及较高的能变性、热湿压强度和干压强度，而用途广泛，且价值高。对于钙基膨润土进行人工改型(钠化处理)是膨润土深加工和开发利用研究的焦点之一。 二 实验原理
钙基膨润土所具有的可交换性Ca2+，当遇到Na+时便可发生以下反应，可使其转化为钠基膨润土。其过程为:
Ca-Bent+2Na+ Na2 -Bent+Ca2+
但由于Ca2+的交换场大于Na+，故反应的平衡向左，为了使反应向右反应，可提高Na+的浓度或降低Ca2+的浓度。
膨润土的钠化改型是在一定的条件下，通过加人改型剂(如Na2CO3,等)及一定的加工处理(挤压、碾压等措施)，使钙基膨润土转化为钠基膨润土的加工过程。 三 试剂
碳酸钠(工业纯)；轻质氧化镁(化学纯，贮存于密闭瓶或干燥器中)；盐酸c(HCl)＝1mol／L；焦磷酸钠溶液ρ(Na4P2O7·10H2O)＝10g／L；次甲基蓝标准溶液c(C16H18N3SCl)一0.0050mol／L。 四 仪器
面条机；带塞量筒100mL。 五 试验步骤
5.1称取膨润土原土试样200g。
5.2称取设计的改型药剂（工业纯Na2CO3）。
5.3将称量好的改型药剂加入到已称量好的膨润土试样中，搅拌均匀，然后用面条机挤压一次，条件允许可以多挤压几次，挤压后（如果条件允许放置一段时间效果更好）放入干燥箱烘干。
5.4 将干燥试料(3.3)研磨到粒径小于0.074mm。 5.5 作吸蓝量、胶质价、膨胀容试验检验钠化效果。 六 思考题
(1) 在什么样的条件下要对钙基膨润土进行钠化处理？ （2）钠化前后，膨润土的性质有何变化？ （3）影响钠化的因素有哪些？
实验四 粘土矿物综合提纯试验
一 实验目的
（1）掌握粘土矿物提纯的目的和意义。 （2）掌握粘土矿物提纯的方法。
（3）了解旋流器、离心机的使用方法及工作原理。 二 仪器设备
500ml烧杯、量筒、旋流器、离心机、玻璃棒、超声波分散器。 三 药品
7
六偏磷酸钠、焦磷酸钠、聚丙烯酰胺（分子量在300~600万）。 四 试验方法
蒙脱石含量小于80%的低品位原矿，一般采用湿法提纯。依据提纯原理不同，湿法又可分为以下几种。
4.1 自然沉降法
该法又称水选法。它是依据膨润土中蒙脱石与杂质密度的不同(蒙脱石密度2~2.2，石英等杂质密度2.6左右)，以及蒙脱石晶胞细小能在水介质中充分分散的原理，使杂质与蒙脱石分开。其工艺流程如图1所示。
图1 自然沉降法提纯工艺流程示意图
4.2 高速离心法
该法是利用膨润土浆在高速离心力作用下，粒度较大、密度较大的杂质粒子被抛向分离壁而除去，进而使膨润土得到提纯。在不同转速、流量下进行分离，可以获得不同纯度的膨润土。
本试验采用离心—絮凝—离心新方法。配制一定浓度500mL悬浮液，加入不同量絮凝剂作用20min。
4.3 化学处理法
该法是基于蒙脱石因晶格取代作用而使其带负电，又因破键边缘带正电，在水介质中正负电荷吸引，形成“工”字型缔合结构，使一些细粒固体杂质被这种缔合结构所支托或包裹。磷酸盐可作为膨润土分散剂，实验中使用六偏磷酸钠和焦磷酸钠作为分散剂，加入磷酸盐后，磷酸根离子被吸附于蒙脱石正电荷边缘，使蒙脱石变成双负电层胶体，彼此之间相互排斥，消除了缔合结构，使细粒固体杂质失去支托，靠重力作用迅速下沉，从而达到提纯的目的。化学处理法提纯工艺流程如图2所示。
图2 化学处理法提纯工艺流程示意图
五 试验步骤
5.1称取膨润土原土试样5kg。
5.2称取设计的药剂（工业纯焦磷酸钠等）。
5.3将称量好的药剂加入到已称量好的膨润土试样中，搅拌均匀，然后用面旋流器分选，分选后（如果条件允许放置一段时间效果更好）用离心机抽滤，放入干燥箱烘干。
8
5.4 将干燥试料(3.3)研磨到粒径小于0.074mm。 5.5 作吸蓝量、胶质价、膨胀容试验检验钠化效果。
六 思考题
(1) 在什么样的条件下要对膨润土进行提纯处理？
（2）提纯前后，膨润土的性质有何变化？ （3）影响提纯的因素有哪些？
实验五 粘土或坯体干燥性能
在陶瓷或耐火材料等的生产中，成型后的坯体中都含有较高的水分，在煅烧以前必须通过干燥过程将自由水除去。人们早已发现，在干燥过程中随着水分的排出，坯体会不断发生收缩而变形，一般是在形状上向最后一次成型以前的状态扭转，这会影响坯体的造型和尺寸的准确性，甚至使坯体开裂。为了防止这些现象发生，就得测定粘土或坯料的干燥性能。为此，本试验进行“线收缩率与体积收缩率”、“干燥曲线”和“干燥强度”的测定。
该系列实验对其他矿物的干燥亦有指导意义。
5-1线收缩率与体积收缩率的测定
一 实验目的
在陶瓷配方中，可塑性粘土对坯体的干燥性能影响最大。粘土的各项干燥性
能对制定陶瓷坯体的干燥过程有着极重要的意义。干燥收缩大，临界水分和灵敏指数高的粘土，干燥中就容易造成开裂变形等缺陷，干燥过程(尤其在等速干燥阶段)就应缓慢平稳。干燥收缩过大的粘土，常配人一定的粘土熟料、石英、长石等来调节。工厂中根据干燥收缩的大小确定毛坯、模具及挤泥机出口的尺寸；根据干燥强度的高低选择生坯的运输和装窑的方式。因此，测定粘土或坯料的干燥收缩率是十分重要的。本试验的目的：
①了解粘土或坯料的干燥收缩率与制定陶瓷坯体干燥工艺的关系； ②了解调节粘土或坯体干燥收缩率的各种措施；
③掌握测定粘土或坯体干燥收缩率的实验原理及方法。
二 实验原理
影响粘土或坯体干燥性能的因素很多，如颗粒大小、形状、可塑性、矿物组
成，吸附离子的种类和数量、成型方式等。一般粘土细度愈高可塑性愈大，收缩也大，干燥敏感性愈大。
干燥收缩有线收缩和体积收缩两种表示法，前者测定较简单。对某些在干燥过程易于发生变形、歪扭的试样，必须测定体积收缩。线收缩和体积收缩可按下式计算：
I?I线收缩%?01?100 (1)
I0式中 I0 ——试样干燥前(刚成型时)刻线间的距离,cm；
I1——试样干燥后刻线间的距离，cm。
9
体积收缩％?V0?V1?100 (2) V0式中 V0 ——试样干燥前的体积，cm3； V1 ——试样干燥后的体积，cm3。
试样的体积可根据阿基米德原理，测其在煤油中减轻的质量计算求得。干燥前后的试样称重前需饱吸煤油，计算式如下：
'g0?g0 V0? (3)
?式中 g0——成型试样饱吸煤油后在空气中的质量，g； g0——成型试样饱吸煤油后在煤油中的质量，g； 同样 V1?'g1?g1'?
?——煤油的密度，g·cm—3。 (4) 式中 g1——干燥后试样饱吸煤油后在空气中质量，8；
g1——干燥后试样饱吸煤油后在煤油中的质量，e； ? ——煤油的密度，g·cm—3。 体积收缩和线收缩可按下式计算：
线收缩％=[(1—(1—体积收缩％／100)3]×100％ 体积收缩近似线收缩的3倍。
干燥临界水分是坯体在干燥过程中，由于自由水的排出，体积发生收缩到一定阶段时，坯体不再收缩，在此临界点坯体含水量，即为临界水分，实验中根据干燥收缩曲线找出收缩终止点，再从失重曲线找出其相应的含水率求得。见图1。
干燥灵敏指数，表示干燥的安全程度。根据不同基准，定量地表示干燥灵敏
指数的方式很多。本试验以干燥收缩体积 图1 粘土（坯体）干燥与失重 对于干燥后的真孔隙体积的比值表示：
收缩缩体WH?WK K?（5） ?空隙体积WK式中 WH——试样干燥前的含水量，％； WK——试样的临界水分，％； K——粘土的干燥灵敏指数。 粘土的干燥灵敏指数，可分为三类： K ≤ 1，干燥灵敏性小，是安全的； K = 1～2，干燥灵敏性中等，较安全； K ≥ 2，干燥灵敏性大，不安全。
'三 实验仪器与设备
⑴ 调温调湿箱及热天平装置，天平左盘放上试样伸入调温调湿箱内，天平
另一盘中放砝码，以平衡其不断排出水的质量。 ⑵ 天平(感量0.01g)。
10