高岭土工艺流程

高岭土的高温改性

1. 文献综述

质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。 高岭土在造纸工业的应用十分广泛。主要有两个领域，一个是在造纸（或称抄纸）过程中使用的填料，另一个是在表面涂布过程中使用的颜料。

原子反应堆、航天飞机和宇宙飞船的耐高温瓷器部件，也用高岭土制成。 目前，全球高岭土总产量约为4000万吨(该数据属于简单的国与国产量的相加，其中没有统计原矿的贸易量，包含较多的重复计算)，其中精制土约为2350万吨。造纸工业是精制高岭土最大的消费部门，约占高岭土总消费量的60%。据加拿大Temanex咨询公司提供的数据，2000年全球纸和纸板总产量约为31900万吨，全球造纸涂料用高岭土总用量为约1360万吨。对于一般文化纸，填料量占纸重量的10-20%。对于涂布纸和板(

主要包括轻量涂布纸、铜版纸和涂布纸板)，除了需要填料外，还需要颜料，填、颜料用的高岭土所占比重为纸重的20-35%。高岭土应用于造纸，能够给予纸张良好的覆盖性能和良好的涂布光泽性能，还能增加纸张的白度、不透明度，光滑度及印刷适性，极大改善纸张的质量。

高岭土与水结合形成的泥料，在外力作用下能够变形，外力除去后，仍能保持这种形变的性质即为可塑性。可塑性是高岭土在陶瓷坯体中成型工艺的基础，也是主要的工艺技术指标。通常用可塑性指数和可塑性指标来表示可塑性的大小。可塑性指数是指高岭土泥料的液限含水率减去塑限含水率，以百分数表示，即W塑性指数=100(W液性限度-W塑性限度)。可塑性指标代表高岭土泥料的成型性能，用可塑仪直接测定泥球受压破碎时的荷重及变形大小可得，以kg·cm表示，往往可塑性指标越高，其成型性能越好。高岭土的可塑性可分为四级。

利用煤系高岭石生产煅烧

高岭土的技术

高岭土,特别是超细煅烧高岭土,作为一种非常重要的无机非金属材料,凭借其优异的物理性能在造纸工业中一直占有非常重要的地位。造纸工业使用的煅烧高岭土是一种多孔的高白度结构性功能材料,这种材料主要是用于替代价格昂贵的钛白粉等高级颜料。造纸工业对煅烧高岭土的质量要求主要表现为对煅烧高岭土的粒度、白度及遮盖力、吸油率、粘浓度、pH值、磨耗值等指标的要求。近年来,英、美等国已相继开发并批量生产出一些具有高白度、高细度并且具有高遮盖力的名牌产品,其产品白度(F457)与细度(以-2微米颗粒含量计)均已超过90%(即通常所称的“双90”指标),在普通水洗高岭土市场受重质碳酸钙冲击而连年萎缩的情况下,市场销售一派繁荣,令许多厂家竞相追随。自八十年代以来,煤系高岭土的大量发现(据称远景储量超过100亿吨),并且由于煤系高岭土的品质高,有害杂质极少,使它成为生产造纸涂布级煅烧高岭土的理想原料。近年来,我国许多部门以“双90”为目标,就利用煤矸石生产造纸涂料级高岭土的工艺开发做了一些尝试并已经取得一定进展。然

1

而,目前只有极少数的企业能够生产出合格产品,大部分企业由于原料、工艺以及设备等方面的原因,产品质量以及产品成本一直不尽人意。本文拟对现有的一些工艺过程做一分析比较,以期从中获得一些启示。

一 工艺原理

利用煤矸石生产造纸涂布级高岭土的工艺主要包括两个部分:粉碎超细过程与煅烧增白过程。

1 粉碎超细过程

粉碎超细过程是决定高岭土质量的一个重要环节。煤系高岭土的粉碎超细属硬质高岭土粉碎(由5~20mm至40~80μm)超细(由40~80μm至-10μm或-2μm)。尽管各种设备的功能、破碎范围、能耗等不尽相同,但按其破碎粉碎原理可以概括为以下几种:

1)挤压法:由于压力P作用在两块工作面之间的物料粉碎;

2)冲击法:由于冲击力作用使物料粉碎。冲击力的产生是由于:运动的工作体对物料的冲击;高速运动的物料向固定的工作面冲击;高速运动的物料互相冲击;高速运动的工作体向悬空的物料冲击;

第 1 页 共 8 页

高岭土矿开采与选矿

一、 地 质 勘 查

根据矿床规模(延展面积、矿石储量)、矿体形态复杂程度(矿体形态及其平面、剖面形态的变化程度)、矿体内部结构复杂程度(矿石质量稳定程度、矿体中夹石、夹层的含量)、构造复杂程度(断层、褶皱、风化侵蚀切割、岩溶等构造和岩脉对矿体的影响破坏程度)，《高岭土矿地质勘探规范》将高岭土矿床分为四个勘探类型。

(1) 第一勘探类型 主要矿体形态规则，内部结构和构造简单的特大—大型矿床。

(2) 第二勘探类型 主要矿体形态规则—较规则，内部结构和构造简单—中等的中型矿床和不属于第一勘探类型的特大—大型矿床。属于本类型的有湖南界牌、江西砂子岭、广东清远、辽宁东沟、江苏观山等高岭土矿床。

(3) 第三勘探类型 主要矿体形态规则—不规则，内部结构简单—中等的小型矿床。主要矿体形态不规则或内部结构、构造复杂的大、中型矿床。属于本类型的有江苏阳东、阳西、砂墩头、湖南干冲、黄茅园、江西星子、福建高山、大布林、浙江大贤寺等高岭土矿床。

(4) 第四勘探类型 形态极不规则或内部结构和构造复杂的小型矿床。属于本类型的有四川叙永、古蔺、威远、大小柏园、贵州习水等高岭土矿床。

高岭土的勘探一般以钻探为主，以探槽、浅井(包括小圆井和带岔浅井)、小平硐等轻型坑探工程为辅，对某些埋藏深、厚度不大的矿体，当经济可行时可以以浅井为主要探矿手段。对露天采场、老硐和矿山坑道资料应充分利用。探求B级、C级储量的勘探工程间距见表4.22.17。

表4.22.17探求B、C级储量勘探工程间距

中国高岭土矿床勘探一般工业指标见表4.22.18。

表4.22.18高岭土矿床一般工业指标

第 2 页 共 8 页

按造纸涂料要求评价高岭土矿床一般工业指标见表4.22.19。

表4.22.19按造纸涂料要求评价高岭土矿床一般工业指标

二、 矿 山 开 采

煤系高岭土的发展现状，煅烧加工技术及产业市场发展前景

2023-01-13

煤炭开采过程中会产生大量煤矸石，当煤矸石中高岭岩含量超过80%的称为煤系高岭土，是中国特有、独具特色、有广阔利用前景的重要非金属矿产资源。煤系高岭土是一种宝贵的自然资源和重要的非金属矿产，它具有很多可以利用的性质，如耐火性、电绝缘性、化学稳定性、分散性等。开发后的高岭土可用于造纸、橡胶、油漆、化工、建材、冶金、陶瓷、玻璃、电瓷、石油等行业，是许多工业部门不可缺少的矿物原料。

目前，我国煤系高岭土产业在开发利用过程中存在以下主要问题：（1）行业内煅烧高岭土企业规模小，管理成本偏高，技术研发，产品单一；（2）煤矿设备大型化、采掘机械化后，将优质煤矸石与其它杂质混采在一起，使煤矸石资源综合利用受限制；（3）目前对煤系高岭土的利用仍然以低端开发或者原材料销售为主，影响了其深度开发利用。

1.1煤系高岭土的发展现状

我国煤系高岭土储量主要分布在山西、内蒙古等地。近年来，煤系高岭土成产业“热土”。内蒙、山西等地区的各大矿区已经引起了对煤系高岭土资源开发利用的高度重视。2021年11月，内蒙古自治区工信厅发布《关于印发自治区新材料产业高质量发展方案(2021-2025)》的通知。表示未来5年将重点发展建材及非金属矿物材料等新材料产业，规划到2025年，建成高端煤系高岭土160万吨以上产能规模。并在呼和浩特、鄂尔多斯两市布局煤系高岭土材料产业建设。加快颜料级、造纸涂布级、涂料级高岭土新型煅烧工艺、关键设备开发与产业化。

2022年3月，山西省政府办公厅印发了《关于支持煤系高岭土材料产业高质量发展的意见》，提出要实施一批重大工程和项目、打造大规模产业化基地，推进煤系高岭土由“低效、低值、分散利用”向“高效、高值、规模利用”转变，全面推动高质量发展，并提出力争2025年形成晋北煤系高岭土材料产业基地。作为一种粘土矿物材料，煤系高岭土自身具备一定的比表面积和吸附性能等优点，但其自身结构、物理化学性质的局限性，并不能完全满足现代工业生产的需求，煤系高岭土材料产业若要高值化发展，离不开改性。