3.5 原料替换时配方的计算

在生产过程中，由于原料组成发生变化或原用原料供应不足，需要采用新的原料，此时需要重新调整配方。计算新配方的出发点是保持原有配方的化学组成或示性矿物组成，以避免引起工艺条件和产品性能的变化。

例3-10 原料替换配方计算

某厂原用伟晶岩A、高岭土A、黏土A及石英砂配制瓷器坯料，组成为：

• 伟晶岩A——46.44%

• 高岭土A——27.7%

• 黏土A——18.90%

• 石英砂——6.96%

现改用伟晶岩B、高岭土B、黏土B及高岭土选矿的尾砂作原料进行配料。新旧原料的化学组成见表3-31。

解题步骤

1. 计算原配方坯料的化学组成

   根据原配方比例，计算各原料带入的各种氧化物的量。例如，伟晶岩A带入的SiO₂量为：

   

   
   

   
   

   
   

其他成分及其他原料带入的各种氧化物的数量按此方法计算，结果见表3-32。

2.根据新原料的化学组成计算新配方

• 伟晶岩B的用量：主要供给坯料中的R₂O。根据坯料中R₂O=4.49%的要求，伟晶岩B的用量为：

  
  
  

• 黏土B和高岭土B的用量：根据实践经验，坯料中的高岭土与黏土的用量比为2:1。坯料中Al₂O₃为26.09%，由伟晶岩B带入的Al₂O₃为5.96份。黏土B和高岭土B需带入Al₂O₃为20.13份。设黏土B用量为x，高岭土B用量为2x，则：

  

  
  

解得x=17.4，2x=34.8。

3.验证新配方的化学组成

新配方中各氧化物的百分含量与原配方进行比较，发现R₂O、Al₂O₃均符合要求，但R₂O超过量为0.72%。通过减少伟晶岩B的用量4.86份，调整后新配方基本符合要求。



4.新配方的原料配比

新配方的原料配比如表3-36所示。

关键指标的确定与调整

根据生产经验，重配卫生陶瓷坯料时需保证的关键指标及其波动范围：

1. SiO₂±0.5%

2. Al₂O₃±0.5%

3. K₂O+Na₂O 物质的量0.067～0.068 mmol

4. 云母5%左右

5. 有机物0.4%～0.6%

6. <1μm 颗粒±0.5%

7. 胶体指数（100g坯料吸附亚甲基蓝量）±0.2 mmol

通过计算或测定制出要求坯料的关键指标值，确保新配方能够维持原有性能。

例3-11 卫生陶瓷坯料重配

原配方

某厂原用的卫生陶瓷配方为：

• 高岭土E 28%

• 可塑黏土F 22%

• 长石 34%

• 石英 16%

新配方要求

现欲以可塑黏土A、B、C、D及高岭土G取代原用的黏土类原料，求能维持原有性能的坯料配方。

关键指标

根据生产经验，重配卫生陶瓷坯料时需保证的关键指标及其波动范围为：

1. SiO₂±0.5%

2. Al₂O₃±0.5%

3. K₂O+Na₂O 物质的量0.067～0.068 mmol

4. 云母5%左右

5. 有机物0.4%～0.6%

6. <1μm 颗粒±0.5%

7. 胶体指数（100g坯料吸附亚甲基蓝量）±0.2 mmol

原料化学组成（表3-38）

原料其他性质（表3-39）

坯料关键指标值

• 化学组成：SiO₂ 65.0%, Al₂O₃ 23.1%, K₂O 2.68%, Na₂O 2.41%

• 矿物组成：蒙脱石3.7%, 高岭石32.7%, 云母8.8%, 石英23.7%, 有机物0.46%

• 工艺性质：<1μm颗粒25%, 胶体指数3.31 mmol

重配步骤

1. 计算除去可塑黏土F后的成分变化：

• 由表3-40可见，胶体指数、云母及有机物含量均明显减少。

2. 调整配方：

• 加入10%可塑黏土D以恢复有机物，并增加部分云母和胶体指数。

• 加入5%可塑黏土A以引入云母和增加胶体指数。

• 采用可塑黏土B及C，进一步调整有机物含量和补充不足的胶体指数。

3. 计算除去高岭土E后的成分变化：

• 明显减少云母量，胶体指数降低。

• 引入高岭土G增加Al₂O₃，但颗粒粗，无云母引入，还需配入可塑黏土A以恢复云母含量。

4. 调整石英和长石的比例：

• 由于更换黏土类原料后，SiO₂含量增多，熔剂量减少，需降低石英用量并增加长石数量。

最终重配百分组成

此配方基本符合原有性能要求，可以进行投料试验。