高岭土深加工技术

高岭土深加工技术,一,f高岭土深加工技术墅(武汉工业大学)矿产保护与利用1994.4P9.5摘要介绍了高峙土产品煅饶高岭土,合成4A拂石,陶瓷钛,聚合氯化铝和自炭霎能.一艺性能面/.-JL./,关键词高岭土深加工生产工艺性能为乏卜,rr,/,高岭土具有多种优良的物化性能,因而被广泛用于造纸,陶瓷,耐火材料,橡胶,塑料等工业部门.为了不断拓展高岭土的应用范围,提高其使用档次和价值.许多国家对高岭土的深加工技术进行了大量的研究工作高岭土的深加工主要是对高岭土的表面进行改性处理和复台.采用优质原料(天然土或煅烧土)进行表面处理,经过改性后,高岭土的性能,使用效果和应用范围以及价值均得到改善或提高.本文仅介绍几种具有较大发展前途的高岭土深加工技术.一,煅烧高岭土美国在1971年开始生产煅烧高岭土产品.近年来由于钛自粉供应明显紧张,价格上涨,美,英等国用煅饶高岭土在造纸,油漆,塑料等工业部门作钛自粉的代用品煅烧高岭土的需求量正在不断增加,国外高岭土生产厂家正在扩大他们煅烧高岭土的生产能力,粗略估计,目前世界上煅烧高岭土产量约为150200万t.近年来由于煅烧高岭土技术不断扩大,工艺不断完善,煅烧高岭土的应用领域也不断扩大,它是一种有发展前途的产品.煅烧高岭土具普通高岭土所没有的许多特性,能增加纸张的亮度,而且还有较好的印刷性能.近年来用于纸张涂布上的比例正在逐年增加.煅烧高岭土可以作为颜料用于塑料,橡胶和油漆涂料工业,代替昂贵的钛自粉.煅烧高岭土的加工工艺为:高岭土一45m一煅烧一超细粉碎一表面改性处理一成品.其主要工艺为煅烧,表面改性处理.1.煅烧煅烧是改善高岭土性能的特殊加工处理.高岭土在不同煅烧条件下具有不同的物理化学性能当高岭石加热副室温以上时,就失去孔隙水和吸附水,而当高岭石加热到550C至650C时,脱去羟基结构水而变成非晶质或半晶质的偏高岭石高岭土在低温下煅烧(偏高岭石)后是一种优良的电性改良剂,广泛用于各种聚氯乙烯电线电缆绝缘外层塑料中作填充剂,以提高电绝缘性能在9501050C下煅烧生成的硅尖晶石可用于油漆工业作涂料填料或颜料,具有较好的油吸收值和大的比表面积,并具有良好的遮盖率和不透明性.高岭土在高温下(>1400C)煅烧制成耐火熟料这时高岭石失去结构水,产生新相莫来石和尖晶石,变得紧硬致密,成为一种极好的耐火材料,在很高温度下也不收缩和膨胀,?21?可广泛用作耐火制品填料.各种陶瓷窑具和高级陶瓷坯料以及精密铸造的模型等.2.表面改性处理高岭土用化学处理剂表面改性后,能用来改善塑料的收缩,密度,流变性,外观,强度,阻燃等一系列性能.为了获得不同的表面物理化学性能,需要用各种不同的表面政性剂来处理.表面处理使高岭土改性的机理在于,硅烷偶联剂分子中具有两种不同的化学活性基团,一种是可水解性基团,另一种是有机官能性基团.这就使化学键有可能健合到无机填料和树脂或有机聚合物上,产生一个横跨在内表面的化学桥梁.如聚氯乙烯电缆塑料中使用的煅烧高岭土.采用硅油等表面活性剂进行疏水处理.偏高岭石由于羟基逸出.表面产生了许多有吸附活性的空穴,很容易吸附上硅油,而硅油分子中的氧很容易包在煅烧高岭土的外层,使其具有疏水性的膜不致吸潮.保证电线电缆绝缘塑料或橡皮在潮湿或浸水环境下的电绝缘性能稳定.二,高岭土合成4A沸石1.概述目前我国洗涤剂(包括洗衣粉)生产中,普遍使用三聚磷酸钠(NaPOSTPP)造成环境污染.国际上许多国家纷纷立法禁止或限制合成洗涤剂合磷,大力研究开发无磷洗涤剂的制造技术,认为合成4A沸石是当今替代STPP的最好的新型洗涤助剂.合成4A沸石系一种钠铝硅酸盐,其化学式为:Na2O?A12O3?2SiO2?4.5H2O.合成4A沸石是一种无毒,无害,不磨损织物,不污染环境,具有较高的选择性离子交换,吸附作用和催化干燥性能的新型洗涤助剂.其钙离子交换能力好,粒度微细,易分散,自质高,价格便宜.4A沸在石油,化工,轻工,电子,冶金,化妆品,海水淡化,环境保护,尖端科学和国防工业等均有广泛韵用途,国内外市场前景广阔.?22?2.I艺流程用高岭土合成4A拂石的工艺流程见图1.圃囹4圈4/圆圈一圈-一囵(f蒂_砖厂用)一【旦4圆I固.一圈一囵匠:l4A拂石半成品匝囹4圃.囹4匠囹图1高岭土合成4A沸石工艺流程以高岭土为原料合成4A沸石,一般分两步进行.(1)高蛉土在高温炉内焙烧,转变为容易反应的偏高岭石A1Os?2SiOt?2HoAllo?2sio+2HO十(偏高岭石)(2)与浓碱进行反应;3?2SiO+NaOnNrtO?AI2O|?2SiO?XH?O用高岭土合成4A沸石时要注意高岭土原料的精选和焙烧.高岭土的精选加工和焙烧是合成4A沸石的基础和关键工序,决定合成4A沸石的主要羼量指标,即钙交换能力和白度.三,陶瓷钛1.概选近几年来由于世界塑料,造纸,涂料等工业的迅速发展,对钛白粉的需求量迅猛增长,钛自粉的国际市场价格扶摇直上,开发钛白粉的代用品可以降低生产成本.陶瓷钛是在超微细的高岭土表面上包裹一层TiO的膜,以提高高岭土粉的遮盖力,起着钛白粉的作用,是一种很有发展前途的产品.2I艺流程制备陶瓷钛的工艺流程见图2.匝四4口囹口圃叵一匪圈匝圈t困一匣翌互田圊一匝囹一一臣圈匝圈4匪回一匦圃臣圈口豳一回一堕堑垫图2制各陶瓷钛工艺流程几个要注意的问题:(1)原料的选择和处理陶瓷钛的制备对原料有严格的要求:高岭土白度在85以上,有害杂质含量低;对酸稳定.原料一般要经煅烧(温度6oO8oo,24h)除去其中的有机物和结晶水.煅烧后需经细粉碎,酸处理,除去对酸不稳定的物质(2)包膜技术.必须使TiO首先吸附在矿粉上,让TiO活化,结晶沉积在陶瓷粉的表面,最后除去结晶水,使其符合某种晶型需求.影响包膜的主要因素有:酸度,钛盐的浓度,矿物浓度,温度,包膜厚度等.四,聚合氯化铝和白发黑1.概选聚合氯化铝是一种无机高分子化台物,是一种性质优良的高效净水剂,具有用量少,矾花大,絮凝快,效果好,成本低等优点.它能有效净化浊度高达40000ppm的河水,对水中的微生物,细菌,藻类的去除率达9O,放射性物质去除率达8O,含Pb,cr等高毒性重金属污水去除率达9O,并能使造纸工业废水色度降低3o.它的净化效果通常为硫酸铝的4倍以上(对相同A1O而言),可降低净水药剂费用4o,而且净化的纯度比硫酸铝高,是工业废水和生活用水的理想净水剂,在国内外具有广阔的市场.白炭黑可用于橡胶中作补强填充剂,在浅色橡胶和塑料材品中可代替炭黑等深色补强剂和填充剂;也可作塑料的填充剂,涂料防沉剂,油墨增调剂等.2,I艺流程利用高岭土生产聚合氯化铝的工艺流程如图3所示.直匮(一75m),西(750C,2h)西翻二口旦照壅堕匪圃圃(结晶氯化铝)圈圆(碱式氯化铝)圆圈,4圃聚合氯化铝i.=一t自炭黑(胶体SiO:)图3高岭土生产聚合氯化铝工艺流程生产聚合氯化铝工艺过程如下:?23?L矿产保护与利用】994_No.4新型长效防腐导电剂的研制盏T(中国矿业大学)1卜1L,摘要论述了用煤系膨润土研制长效防腐导电剂的工艺方法及其性能和使用范围,为煤系膨润土白发找到关键词煤肆塑.|一t一,前言膨润土是一种极有价值,多用途的非金属矿产,素有万能粘土之称自1898年被发现并命名以来,以其许多优秀的性能,被应用于各种工业部门,还有许多种用途陆续被开发出来.传统的接地导电剂存在着使用寿命短,导电性能差的缺点.需要经常更换.且易发生事故,给电力行业带来极大的不便,并造成人力,物力的浪费.我们用煤系膨润土研制长效防腐导电剂.取得发良好的效果.导电剂用膨润土长效防腐导电剂所用的膨润土为钙基或钙镁基型蒙脱石含量一般在3555%之间,经x射线衍射分析,d(001)1s.3】5.9(10ram),其它矿物主要为云母,伊利石,石英,绿泥石等.化学成分(含量):siO60.7961.83.A12Oa15.3721.O1,FeOa5.837.35,CaO1.1O1.62,MgO1.012.02.(KO+Na.O)2.283.36.其中蒙脱石的晶体结构式为:(】/2Ca,K,Na)(SiA10)(A11Fe0Mgo216Fe:08)2lH0【U(OH)2.物理性能:阻离子交换含量(mgeq/100g);EX0.52.3,ENa0.41.8.ECa24.142.9,EMg.9.214.38,CEC48.8153.8;吸兰量53.876.1mgeq/100g膨胀窖5.736.8ml/2g;胶质价48.061.3ml/15g三,制作工艺嘭润土矿开采出的原土经手选去掉杂质,风干至含水】835,初碎至粒度15,再烘干至含水分1a左右,破碎至粒度8O106/am,反应釜中蒸汽,水存在时与添加剂j(碳酸盐类)和L(碱金属的氯盐类)(1)高岭土与盐