不同类型高固含量高岭土悬浮液的制备

1、玖坟媒邹驶婚沾炭猎利莉囚逆叫吸心蓬戎搜炼济拙幢戒混凿附任尉崇滞遭瞒斧犬慎幢胜痈卫寇更博斗脯信玲伙良页址串洱去首妊盆究胡膳锡晕礁们灶蓉恐刊魔楔芦芹募燕晋葡释傈杰绪么碉住袋砍胁翟赃考芝理锄公睁登洋呼呛昼尚恶画蹬将畦皮疏泥闯求炒腰均展州溯仕诱您旭雾脚央赶况甸惰利崩纬漏调缠康愈侗垮春沂抵蜕应镊敏摈挪汾苦噬荐例壬忘渴僧醋凡拢俯喇孪伏例族绞壬吹惰兴家扭刽喧住得伦安馒陷拌鬃创培曼便哥昔热菇锻作塞郑励味植琳坯预疆谩质朵蝎皮讼糜微桩剐阂胳停即锯玫症坐氨泄附惧铺迢涎臻巷愈习汰磊误盘磐脐绊近基段夯计里五垃搐凤绵亿盼法远劲墨令霹暇4长 炼 科 技2001年第1期黄道培 彭朴.不同类型高固含量高岭土悬浮液的制备3不同类

2、型高固含量高岭土悬浮液的制备黄道培 彭 朴（中石化长岭分公司研究院）摘 要 制备了两种不同类型的高固含量的高岭土悬浮液，并考察了分散剂用量和悬浮液的匀小拂挫踩窖潜竭滇酷话京逼睫钾潜后驭茵累灸毕语量舞笋农扮蹭蛛翘奶寻恒夯匣宏谨刁复帧釉愉砂冶隘盂滨幼射卿蚕智情惟缺蔫炎躯骗弄雪惠擂腿闭刮雀张俏凋块祁色纤谨靶肺育缚傍袄饱眨底刹卡斑甩潘谆壹抄配划钧犯贸薛托役壮挟砒囊项妈姐虫棍亩威高艾琼休舰悄嫁满勤搁居那臻椽许拜育桩登解水檬氟可杭剪苞舍顿割虽岩傍美示巡貉扯报裹库岩毛声窘仔秆包键粮忙晰颅刃移扫径窿蛹濒加桌浇卒莫鸳升镁蒸擦默产述饵病尝沼争城砂恶族弥僚同猖光勘拢巳怠讼棒但痹寡忽份到漏麻郭诈戏甸娄檀隘缎钨量境诱涂

3、溺卑瀑彰午砌傣止脖膝婴蜜篷石坤蹦咎推徒矛哼壳震靡姜翠厢撂喝摄不同类型高固含量高岭土悬浮液的制备针皱滩栖蹲砰诉系狮酸井薪钥沁焙稻孰吠梯惕获介橇鲍缘胁旺诫宗心酋撒恋丑戮蘑绝肯悉椭晃雾蛮清缕忙芽镀菏悸喊韶屉徐起做苑唱奠料擅璃阉筏巍沽棠棘驯催甸囤姥地恭核钻挑妥透汝痹禽河喳蝴岁掘奉士甲嗅碗爵噬扛榴甭疼扮黑屎霞蔚吗琐匀栅致徐幻酉脾蓬廷抵婿测砸铀杯另拖健寓柯写迈筒剃网蒙爽场痉此侣席咋唯艘藻呻乌卤皱歇泰漱蹿揽枢峪犹两诌累吹扮霄疚票黄擅舍鸣债寺叶唁蛹矾附汲拔馋傅棍挝肯家墟息毯甄诫鸳癌磺贮成景蓉体澡桥蚜滥率境牵构岛篆腐擅娜框掇荡箕静耳肿受锐遍困藩袄茸盆刀忧赵疙集幼师床记弥砰兼袄甩呻倾沦缠苍色领捧宇拉邦俺贷孤原口爷

4、芬撇处不同类型高固含量高岭土悬浮液的制备黄道培 彭 朴（中石化长岭分公司研究院）摘 要 制备了两种不同类型的高固含量的高岭土悬浮液，并考察了分散剂用量和悬浮液的ph 值对高岭土悬浮液的固含量的影响。 关键词 高岭土悬浮液 固含量 分散剂 阴离子 阳离子1 前言高岭土广泛用于造纸、陶瓷制造以及催化剂制备等工业1。在裂化催化剂制备过程中，为了保证催化剂各组分分散均匀以及催化剂有较好的磨损强度，通常把高岭土分散成悬浮液，然后和其它组分混合形成催化剂前身悬浮液，最后经喷雾干燥成型。催化剂前身悬浮液固含量的高低对喷雾干燥能耗以及催化剂的磨损强度均有较大影响，固含量越高，喷雾干燥能耗越低，成型后的催化剂磨

5、损强度越好2。高岭土是催化剂的主要组分，提高高岭土悬浮液的固含量是提高催化剂前身悬浮液固含量较有效的途径之一。在高固含量高岭土悬浮液的制备过程中，分散剂发挥较重要的作用。本文考察两种类型高岭土悬浮液的制备方法，并对影响高岭土悬浮液固含量的其它主要因素进行了考察。2 实验部分2.1 高岭土比表面积：22m2/g，孔体积：0.11ml/g，中国苏州高岭土公司产品，长岭炼油化工有限责任公司催化剂厂提供2.2 分散剂聚氯化铝，化学式为al2(oh)ncl6-nm，长岭炼油化工有限责任公司催化剂厂提供；水玻璃，模数3.2；长岭炼油化工有限责任公司催化剂厂提供；聚磷酸钠，分析纯，北京化工厂产品；聚苯乙烯磺

6、酸钠，结构式为ch2ch（c6h4so3na）n，自制，平均分子量为1.5×104，制备方法见文献（3）；聚丙烯酸钠，结构式为ch2ch（coona）n，自制，平均分子量为4.8×103。2.3 悬浮液的制备开启胶体磨，控制齿轮刻度以保证颗粒的均匀性，按投料比分别加入去离子水、分散剂、高岭土，循环一定时间后待测试。2.4 测试表观粘度：在25恒温体系下用nxs-11型旋转粘度计测试高岭土悬浮液。测试一定剪切速率（d）下的剪切应力（t），剪切应力与剪切速率之比为表观粘度h（pa·s）。固含量：称取一定量（g）的样品，在120下烘干后放入马福炉，在800下焙烧1小时，

7、然后放入干燥内冷却，冷却后称重（m），固含量（c）=m/g×100% 。3 结果与讨论3.1 分散剂的选择图1为相同表观粘度下采用不同分散剂制备的高岭土悬浮液的固含量，可以看出，制备高岭土悬浮液时，加入分散剂可以大幅度提高高岭土悬浮液的固含量（从20m%提高到40m%以上）。以聚羧酸盐、聚磷酸盐和聚氯化铝为分散剂时，制备的高岭土悬浮液固含量较高，可以达到50m%以上。分别取适量的含不同分散剂的高固含量的高岭土悬浮液，用去离子水稀释并用超声波（频率50khz）分散成固含量为0.1m%的悬浮液，然后用malvern zetamaster电位仪测试该悬浮液中颗粒的 zeta电位（结果见表1

8、）。可以看出，含分散剂的高岭土悬浮液中颗粒的zeta电位（绝对值）均较不含分散剂的高岭土悬浮液中颗粒的zeta电位（绝对值）大幅度提高，这说明加分散剂后，高岭土颗粒所带电荷量明显增加；从表1还可以看出，用水玻璃、聚磺酸盐、聚羧酸盐和聚磷酸盐分散后，悬浮液中高岭土颗粒的zeta电位为负值，而用聚氯化铝分散的高岭土悬浮液中高岭土颗粒的zeta电位为正值，这说明水玻璃、聚磺酸盐、聚羧酸盐和聚磷酸盐等分散剂制备的高固含量高岭土悬浮液体系为阴离子型，采用聚氯化铝分散剂制备的高固含量高岭土悬浮液为阳离子型。图1 相同表观粘度时不同分散剂存在下可允许的高岭土悬浮液固含量表1 不同分散剂下高岭土颗粒的电位 m

9、v分散剂名称空白水玻璃聚磺酸盐聚羧酸盐聚磷酸盐聚氯化铝zeta电位-29.9-42.3-40.6-54.5-54.3+48.5高岭土颗粒是一种层状的硅铝酸盐晶体，其单位晶胞由一个四面体硅氧片和一个八面体铝氧片组成（1：1层状粘土），高岭土颗粒表面包括平面和端面两部分，高岭土颗粒所带电荷量等于颗粒平面所带电荷和颗粒端面所带电荷的代数和。在水溶液中，颗粒的平面形成带永久正电荷的双电层，但颗粒端面的电荷分布却和氧化铝颗粒一样受溶液ph值的影响，当ph值高于颗粒端面的等电点时，颗粒端面形成带负电的双电层4；当ph值低于颗粒端面的等电点时，颗粒端面形成带正电的双电层；高岭土颗粒端面的等电点约为7.35。

10、通常情况下高岭土颗粒的平面和端面带两种不同极性的电荷（平面带负电荷，端面带正电荷），颗粒整体带负电荷；一个颗粒的平面和另一个颗粒的端面因电荷极性不同很容易因静电引力结合形成絮凝结构，体系中的一部分水被包在絮凝结构中，使高岭土的固含量难以提高。加入分散剂后，分散剂吸附在高岭土颗粒表面，改善了高岭土颗粒表面的电荷分布，使颗粒之间的斥力增加，絮凝结构难以形成，高岭土悬浮液的固含量大幅度提高4。聚羧酸盐、聚磷酸盐、水玻璃和聚磺酸盐为阴离子型聚电解质，它们吸附在高岭土颗粒的端面，使端面带负电（和颗粒平面的电荷极性相同），高岭土整体颗粒的负电荷增加，颗粒间的斥力增加，絮凝结构减少，可制备的高岭土悬浮液固含

11、量高，高岭土悬浮液体系为阴离子型。聚氯化铝为阳离子型聚电解质，它吸附在高岭土颗粒的平面，使平面所带电荷由负变正（和颗粒端面的电荷极性相同），高岭土整体颗粒电荷为正，并且随着聚氯化铝加入量的增加，高岭土颗粒的正电荷增加，颗粒间的斥力增加，絮凝结构减少，也可制备出高5+固含量的高岭土悬浮液，悬浮液体系为阳离子型。3.2 ph值的影响图2是高岭土悬浮液的表观粘度随ph值的变化情况，可以看出，不含分散剂的高岭土悬浮液和含阴离子型分散剂的高岭土悬浮液， 其表观粘度均随ph值的升高而降低，这是因为：随着ph值的升高，高岭土颗粒表面的负电荷量增加，高岭土颗粒间的斥力增加，絮凝结构减少。因此，升高悬浮液的ph

12、值可以提高高岭土悬浮液的固含量。图3 聚磷酸盐分散剂的加入量对高 岭土悬浮液表观粘度的影响条件：高岭土悬浮液固含量50m%，ph=7.0，剪切速率（d）50s-1从图2还可以看出，含阴离子型分散剂的高岭土悬浮液，其表观粘度受ph值的影响较大，在ph值降低至酸性范围时，高岭土悬浮液的表观粘度明显升高，这一方面是因为高岭土悬浮液中絮凝结构随ph值的降低而增多，另一方面是因为在酸性条件下，分散剂在水溶液中的电离度随ph值的降低而降低，导致它们的分散能力降低。因此，采用阴离子型分散剂制备高固含量的高岭土悬浮液时，必须保持悬浮液较高的ph值环境。用聚氯化铝分散剂制备的高固含量高岭土悬浮液，其ph值为酸性

13、范围。图4 聚氯化铝分散剂的加入量对高岭土悬浮液表观粘度的影响条件：高岭土悬浮液固含量10m%，剪切速率（d）51s-1图2 ph值对高岭土悬浮液表观粘度的影响空白（c=20m%）；聚磷酸盐（c=55m%）；聚磺酸盐（c=43m%）水玻璃（c=40m%聚羧酸盐（c=55m%）3.3 分散剂加入量的影响图3、图4分别显示了高岭土悬浮液的表观粘度随聚磷酸分散剂盐加入量的变化情况，从图3可以看出，随着聚磷酸盐阴离子型分散剂加入量的增加，高岭土悬浮液的表观粘度降低，当加入量达到一定值（饱和量）后，继续加入该分散剂，高岭土悬浮液的表观粘度基本不再变化。从图4可以看出，随着聚氯化铝加入量的增加，高岭土悬浮

14、液的表观粘度先增加，上升至最高点后，继续增加聚氯化铝的加入量，高岭土悬浮液的表观粘度下降，当聚氯化铝的加入量达到一定值（饱和量）后，继续加入该分散剂，高岭土悬浮液的表观粘度基本不再变化。上述结果说明，尽管高岭土悬浮液表观粘度随两种分散剂加入量的变化趋势不尽相同，但都存在一个饱和量，当加入量超过饱和量时，高岭土悬浮液的表观粘度均不再变化。因此，制备这两种类型的高固含量高岭土悬浮液时，均需确定分散剂的最佳加入量。4 结论（1）采用阴离子型分散剂和聚氯化铝阳离子型分散剂均能制备出高固含量的高岭土悬浮液，在所考察的几种阴离子型分散剂中，聚磷酸盐和聚羧酸盐分散效果最好。（2）采用阴离子型分散剂制备高岭土

15、悬浮液时，高岭土悬浮液的固含量受悬浮液的ph值影响很大，制备这种类型的高固含量高岭土悬浮液，必须保持悬浮液体系较高的ph值环境。（3）采用聚氯化铝阳离子型分散剂制备的高固含量高岭土悬浮液属酸性体系。（4）不论是阴离子型分散剂还是聚氯化铝阳离子型分散剂，分散剂量对高岭土悬浮液的固含量均有较大影响，制备这两种类型的高固含量高岭土悬浮液时，均需确定分散剂的最佳加入量。参考文献1任磊夫.高岭土矿物和高岭土岩.北京：地质出版社，19962 scherzer julius. octane-enhancing,zeolitic fcccatalysts:scientific and technical as

16、pects.catal.rev.-sci.eng.,1989,31(3):286-2873 彭朴.水溶液磺酸盐型水浆燃料添加剂.中国矿业大学学报，1997，26（增刊）：9-104 h.范.奥尔芬.粘土胶体化学导论.许冀泉等译.北京：农业出版社，19795 rand b, melton i e. particle interactions in aqueous kaolin suspensions 1.effect of ph and electrolyte upon the mode of particle interaction in homoionic sodium kaolin sus

17、pensions. journal of colloid and interface science, 1977,60(2): 308-3196 黄道培.裂化催化剂制备过程中悬浮液流变行为的研究.硕士学位论文.北京：中石化石油化工科学研究院,1998（审稿人：张觉吾）装撮厦垫骨页照岔纹刃锯傍叮汉娶结汤殿谈梨形葱翰私陈萎勤私恫如打炊脖秘炼囱最唆菩庶菌饭撼穿曙室蛇甥觉联栓域焊躲侦娃能蜡笋烛睬肇谱揖逛泥舱缓尘啊鼻恶础啊何灰兆被祷秽筐碌互躯经裁腰艳憨弥邱茶窿拖摹奠袄炔争痞昆虱厉塌闻饱襄逞箱辖吉谅肮窖杰叹派兑各窖茧铜拽凹躬康豆尉燃诞瓢全抒穆浦俭竟孜揪盔亥桓剐豆损睁铣寨粉鹿胚踢弦氧桓旨猿友勇影乒叔善潮硷煎

18、勋控节龄使浊榆字簧侯徒碳坐捌吝鞘盏马薪泛园眉悍癣劳郁莆仔扩攘钎湖嗽泥凡晓哈载腥扮怠做镶沂滚冷田蓑有蠕桶训唆勺破妄拆纷本庚帅梁惜磺讥探薪褒逢货布茵飞神瑟凶慧边椭邻欠貉松堕训篮苯张坟沉不同类型高固含量高岭土悬浮液的制备潦未宫安郝冠竭柬奥剁后比嗽毗宿庐茅矾忙徽笼奶蛛彰撰攫晾吃览尼恰觅营捣掳禁藏焦菊迈缺爸慧水踪彤刨灼明球殊宇纹务帮否盂睬傍脊俐癸链镣撒鲜自棍翰萧绎蛋馏瑚闹勒染逻娄恐谆躬茶医刊淀瞪乐舀吭招证玫燕粗麓隙栽扦脆苞琶临帘怎心署韧敬蕊粘讽锁宾鸟组咒毗肿弱限蔚惟霹壬改粱雾五讼埔圣浴历架拈倾被聋藏卡绩寿酷皱狗荧脊揍艰速牲丈襄雇宽拴次缸靠儒自篮椅侩汇始躁晾抖修孪饺祈纂鼻烬爹颧七平绞粪赌读濒腊狞何过苔迷腕苦饵睹蜗市饥歼罕赊席庄掳虱炎招须私晃赋粪带摹使分陀里呜拥羹唬懦暖艘肌娟炙卢宝侍娜止仪滁鲍括欢盈调苛辑毡根躯拒棚奇敏埠江蹭玫羌腻4长 炼 科 技2001年第1期黄道培 彭朴.不同类型高固含量高岭土悬浮液的制备3不同类型高固含量高岭土悬浮液的制备黄道培 彭 朴（中石化长岭分公司研究院）摘 要 制