高岭土深加工技术

高岭土深加工技术

武汉理工大学目录高岭土剥片超细高岭土制备煅烧高岭土高岭土煅烧增白高岭土表面改性高岭土合成分子筛高岭土合成聚合氯化铝和白炭黑高岭土包膜二氧化钛复合颜料的制备一、高岭土剥片除了白度、纯度等指标外，为了满足铜版纸、涂布纸及纸板以及高档油漆涂料、塑料和橡胶制品等对高岭土产品的技术要求，粒度及其分布是至关重要的指标。

由于高岭石为片状晶型，因此，高岭土的湿式超细粉碎又称为剥片，意即将较厚的叠层状的高岭土剥分成较薄的小薄片。剥片的方法有湿法研磨、挤压和化学浸泡法。

高岭土剥片叠层状高岭土磨剥成薄片高岭土示意图

剪切剥分高岭土叠层高岭土片剥片实例研磨法研磨法是借助于研磨介质的相对运动，对高岭土颗粒产生剪切、冲击和磨剥作用，使其沿层间剥离成薄片状微细颗粒。常用的设备是研磨剥片机、搅拌球磨机、砂磨机等。研磨介质常用玻璃珠、氧化铝珠、刚玉珠、氧化锆珠、天然石英砂等，粒径0.8~3mm。挤压法挤压法使用的设备为高压均浆机。其工作原理是通过活塞泵使均浆器料筒内的高岭土料浆加压到20~60MPa，高压料浆从均浆器的喷嘴（表面经过硬化处理的很窄的缝隙）以大于950m/s的线速度相互磨挤喷出。由于压力突然急剧降低，从而使料浆内高岭土晶体叠层产生“松动”，高速喷出的料浆射到常压区的叶轮上，突然改变运动方向，产生很强的穴蚀效应。松动的晶体叠层在穴蚀作用下达到沿层间剥离。化学法化学浸泡法是利用化学药剂溶液对高岭土进行浸泡，当药剂浸入到晶体叠层以氢键结合的晶面间时，晶面间的结合力变弱，晶体叠层出现松懈现象，此时再施以较小的外力，即可使叠层的晶片剥离。化学浸泡法使用的药剂有尿素、联苯胺、乙酰胺等。二、超细高岭土制备为了制备微米、亚微米和纳米级的高岭土产品，可以采用插层剥片等方法。将高岭土粉料加入插层剂、助磨剂和水，采用湿法研磨剥片，用水冲掉插层剂，重复上述过程多次循环直至完全剥离。只要选择合适的插层剂和研磨时间、控制循环次数，就能制备出不同类别的产品。超细高岭土制备超细高岭土应用利用插层剥离法剥离高岭石片层或使有机大分子插入高岭石层间，可制备各种聚合物/高岭土纳米复合材料，如聚丙烯/高岭土纳米复合材料，聚胺酯/高岭土纳米复合材料、橡胶/高岭土纳米复合材料、聚氯乙烯/高岭土纳米复合材料等，这些新型的复合材料具有高的强度和韧性，是目前新材料发展的重要领域。三、煅烧高岭土煅烧是高岭土的重要的加工工艺之一。通过煅烧加工高岭土脱除了结构水或结晶水、碳质及其他挥发性物质，变成偏高岭石，商品名称为“煅烧高岭土”。煅烧高岭土具有白度高、容重小、比表面积和孔体积大、吸油性、遮盖性和耐磨性好，绝缘性和热稳定性高等特性，广泛应用于涂料、造纸、塑料、橡胶、化工、医药、环保、高级耐火材料等领域。因此煅烧加工已成为高岭土（岩）加工的深加工技术。煅烧高岭土Al2O3·2SiO2·2H2OAl2O3·2SiO2+2H2O高岭石偏高岭石2(Al2O3·2SiO2)2Al2O3·3SiO2+SiO2

偏高岭石硅铝尖晶石2Al2O3·3SiO2

2Al2O3·SiO2+2SiO2

硅铝尖晶石似莫来石高岭土在不同煅烧温度下的化学反应如下：煅烧高岭土高岭土煅烧加工的温度不同，其产品的脱水和结构特性变化不同，因而具有不同的物化性能，可以作为不同的工业原料，具有不同的工业用途。优质煤系煅烧高岭土大多采用干、湿结合，先磨后烧的生产工艺。原则生产工艺流程如下：煤系高岭土粉磨破碎调浆超细研磨剥片干燥打散解聚包装打散解聚分级隔焰回转煅烧四、高岭土煅烧增白提高煅烧高岭土产品的白度方法对高岭土原矿采用化学漂白、高梯度磁选等预处理方法或对煅烧高岭土再进行处理等方法。这些方法虽然可以提高高岭土和煅烧高岭土的白度，但工艺过程复杂、生产成本高、废水对环境污染严重。

选择质量好的原料，控制其有色杂质的含量和原料的白度，但不能有效合理利用高岭土资源，致使许多高岭土不能用作深加工煅烧高岭土的原料。提高煅烧温度，但煅烧高岭土的活性会下降，使煅烧高岭土产品的性能达不到要求。五、高岭土表面改性经选矿提纯和粉碎加工后的高岭土粉体表面带有羟基和含氧基团，具有酸性；经过煅烧加工后的高岭土酸性更强，此外比表面较大、表面能较高，与有机高聚物的相容性差。因此在用作高聚物（如环氧树脂或乙烯基树脂）材料的填料时要对其进行表面改性处理。高岭勺土表自面改娃性高岭坟土改赞性的毫目的高岭半土粉郑体经默过表漏面改唤性后兆，能共达到溉疏水泳、降吐低表凝面能驻、改轿善其迟分散车性和骆与高层聚物且基料灵的相缩慧容性寇，以板达到药提高伞塑料贝、橡咽胶等烈高聚故物基剩复合滑材料辛综合促性能弃的目画的。高岭雀土表车面改坑性一般驻的改军性方图法采用含表面践化学犹包覆窑的方呆法。欺常用掏的表壶面改岗性剂忧主要调有硅船烷偶雕联剂氧、有音机硅喝（油愧）或抽硅树帖脂、总表面哲活性警剂及练有机俊酸等伴。用筑途不供同，勇所选碍用的着表面饶改性篇剂的鲁品种告和配唤方也粪有所问不同丛。硅烷篇偶联膊剂是其高岭阴土填苦料最厚常用性和最蚊有效扶的表弯面改倒性剂溜。影响奖最终税处理揉效果赶的因首素主难要是苍高岭形土粉吓的粒是度、稳比表仿面积办及表疗面特寨性、拆硅烷永偶联偿剂的疗品种箱、用猛量、籍用法乎、改画性设租备的汇性能瘦以及备表面堂改性转处理掀的时终间、誉温度充等。六、营高岭娱土合队成分甘子筛分子舰筛在兔石油诱、化认学、秤冶金伞及电识子工乓业方嗽面有馆广泛匹用途顾。迄淹今为腾止，己我国纵大多侄数分厅子筛颈工厂煤都是昌利用嗽碱、损水玻宅璃和毙铝的嫁氢氧碑化物它合成掘，消舰耗大损量的道化学槽药品馋，妨没碍分顷子筛而的批仗量生由产。高岭呜土合撤成分校子筛合成4A沸石柄系一眨种钠鼻铝硅肌酸盐扭，其害化学雷式为受：Na2O·饺Al2O3·2园Si主O2·4径.5央H2O，合叶成的4A沸石楚是一辉种无寸毒、橡无害孝、不屠磨损多织物封、不暂污染抛环境宫，具宜有较棚高的籍选择予性离床子交怠换、惕吸附代作用善和催思化干车燥性货的新挠型洗售涤助沾剂。雄其Ca剩+交换伸能力纽奉高、沸粒度客微细兔、易厕分散行、白桥度好版、价集格便尖宜，饼是当武今替蚂代三奖聚磷叮酸钠飞生产捎无磷疮或低胞磷洗升涤剂威的最赶好助窑剂。务并在拦石油壁、化搅工、恰轻工拐、电彼子、堆冶金翁、化墙妆品壁、海耽水淡尿化、星环境孙保护鸽、尖玩端科常学和拉国防另工业菜等均粱有广吩泛的惯用途识，国愁内外扣市场累均有培广阔斜的前庆景。高岭博土合歪成分澡子筛高岭交土合芦成4A沸石毕一般两分两个步进彻行。（1）高易岭土钳经高斯温焙厨烧，闻转变白为容馅易反写应的寻偏高佛岭石怖。Al2O3·2膀Si你O2·2覆H2OAl2O3·2赔Si院O2焙烧偏高埋岭石（2）与封浓碱搁反应咳（水凤热合碧成）Al2O3·2宪Si宜O2+N衔aO恢HNa2O·掌Al2O3·2碍Si恐O2+H2O煅烧都高岭累土合琴成4A沸石倍，需芽经过致凝胶拆、老示化、列结晶痰三个肃过程涝。高岭误土合券成分运子筛煅烧奖高岭晴土合劲成4A沸石拖试验县流程高岭石煅烧凝胶反应晶化反应洗涤干燥4A沸石增白添加剂（1%~2%）850~900℃NaOH，络合剂（2%±）50~60℃，1h80~95℃，2.5~3.5h洗涤至pH值10±120℃七、谈高岭孕土合格成聚炒合氯迹化铝帝和白倍炭黑聚合胡氯化但铝是能一种毛阳离铅子型袖无机熄高分术子电阁解质匠净水偷混凝爹剂，照是一伯种性贱质优喝良的售高效哑净水镰剂，扩具有届用量右少、承矾花钟大、晚絮凝蹦快、宰效果喜好和绒成本究低等瓜特点如。同态传统仇的硫在酸铝吐、氯窜化铝哪等净广水剂掘相比踪蝶，它蕉的净渔水效矩果要晃高4倍以阅上。记聚合映氯化额铝不喇但是筋工业泳废水朵和生手活用次水的户理想滔净水陈剂，费而且匪在造谱纸、距制药累、精翻密铸储造和遇耐火毕铝硅挑纤维爬棉的瓦粘结纯方面叼也有打研究俱和应侧用。切白碳稍黑可贱用于销橡胶灰中作漏补强样填充拜剂，大在浅届色橡税胶和娃塑料讨制品拒中可营代替泊炭黑到等深哭色补痛强剂断和填只充剂猪，也音可用脆作塑冶料的剑填充诸剂、句涂料熄的防拜沉剂馅和油态墨的眉增稠案剂等吃。高岭妹土合疗成聚事合氯束化铝钩和白优炭黑生产收聚合焰氯化节铝的只工艺掌过程嗓如下役：（1）煅薄烧克高挤岭土狂经煅网烧转萍变为库偏高挨岭石滚。Al2O3·2搭Si刻O2·2磁H2OAl2O3·2痛Si镰O2+2箱H2O高岭膝石偏高控岭石（2）酸鸽浸性煅耀烧高膛岭土积与盐贴酸反塘应生买成结猜晶氯命化铝茫（六喜水氯奶化铝顶）。Al盼2O锹3·轿2S承iO碌2+详HC咱l2A届lC纽奉l3·6蹲H2O+塌Si哭O2偏高彩岭石结晶闯氯化枣铝高岭拒土合洲成聚理合氯沟化铝谜和白洞炭黑（3）热裕解胶结乐晶氯湾化铝贼热解怠生成汁碱式珍氯化咬铝（献聚合每氯化啄铝单挤体）2A誉lC失l3·6夹H2OAl2(O犹H)悉nC搅l6-n岂+(很12什-n稠)H2O+消nH秩Cl六水吵氯化乞铝碱式菊氯化物铝（4）聚葬合方碱抛式氯纷化铝妻水解慎生成娃聚合挣氯化丝式铝。mAl2(O绒H)孤nC涛l6-n旅+mxH2O[A吓l2(O震H)胃nC取l6-n天·xH2O]镰m碱式忙氯化华铝聚合如氯化互铝高岭虫土合笛成聚麻合氯塔化铝细和白准炭黑高岭土煅烧酸浸固液分离固体残渣液体加水聚合浓缩结晶热解（结晶氯化铝）（碱式氯化铝）聚合氯化铝高岭后土生刃产聚苹合氯镇化铝诉工艺磨流程高岭站土合蜻成聚炎合氯咱化铝继和白携炭黑制取伐聚合慨氯化摩铝和逃白炭若黑工修艺流镜程高岭土煅烧酸浸固液分离固体残渣液体

聚合浓缩

热解（结晶氯化铝），＜100℃（碱式氯化铝），170~200℃，4h聚合氯化铝650℃,2h盐酸用量1:3.5，浓度15%,4h二次酸浸固体分离固体洗涤烘干粉磨白炭黑八、蹲高岭建土包组膜二足氧化援钛复鸭合颜顾料的仙制备钛白啊粉是贵目前若工业迹上应洽用最使广、或性能冲最佳蹦的一颠种白叹色颜满料。别它广纤泛用级于塑质料、延造纸捧和涂躲料等微工业什。近夕年来矩，由俊于世含界工绿业的巾迅速央发展恒，对难钛白峡粉的万需求爱量惊雁人增众长，扫钛白近粉的埋国际核市场非价格碰扶摇纯直上白。在耐这种躲情况带下，训迫使港钛白劣粉的甘主要广用户善去开送发钛誓白粉房诚的代套用品霞，以馋降低吹生产博成本图。高岭团土包欠膜二帽氧化效钛复丸合颜佩料是蜂在超饼微细来的煅遭烧高复岭土番表面据上包慎裹一冰层Ti撇O2的膜姨，以越提高荡高岭侄土粉挽的遮绸盖力出，起结着钛无白粉谨的作致用，马解决枯在造内纸、绪油漆束和涂帅料工砖业中扑用量枣大，巧价格往昂贵彻的钛程白粉饥替代晕问题镜。是槐一种絮很有患发展克前途市的产筹品。制备士工艺鄙过程但中要嚷注意拨以下暴问题导：（1）原承料的杯选择际和处旷理部包撕膜法叉的制烈备对心原料弃有严精格的煌要求玻，根唐据颜骂料本疲身的统要求坊、使裁用要陪求及美制备谦工艺烦，对描原料鼻有以验下要据求：氧白度容在85权%以上直，有镇害杂预质含约量低惑，对盯酸稳散定。恐原料降一般促需经量煅烧著（除淹去其博中有严机物爹和结为构水累），陈一般矩温度践为60伤0~