煤系硬质高岭土煅烧增白研究

高岭土实验报告高岭土简介地球上的矿产，主要分为能源矿产、金属矿产和非金属矿产三种类型。

高岭土是一种重要的非金属矿产，与云母、石英、碳酸钙并称为四大非金属矿。

高岭土主要由小于2个微米的微小片状、管状、叠片状等高岭石簇矿物(高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石等)组成，理想的化学式为AL2O3-2SiO2-2H2O，其主要矿物成分是高岭石和多水高岭石，除高岭石簇矿物外，还有蒙脱石、伊利石、叶腊石、石英和长石等其它矿物伴生。

高岭土的化学成分中含有大量的AL2O3、SiO2和少量的Fe2O3、TiO2以及微量的K2O、Na2O、CaO和MgO等。

中国是世界上最早发现和利用高岭土的国家。

远在3000年前的商代所出现的刻纹白陶，就是以高岭土制成。

江西景德镇生产的瓷器名扬中外，历来有"白如玉、明如镜、薄如纸、声如罄"的美誉。

现在国际上通用的高岭土学名--Kaolin，就是来源于景德镇东郊的高岭村边的高岭山。

据史料记载，法国传教士昂特柯莱，在1712年一份著名的书简中向欧洲专门介绍过高岭山上瓷土的特点,该文对全世界的瓷器制造业产生过深远的影响，是高岭土在欧洲逐渐得名，并成为该类瓷土在国际上的通用名词。

高岭土-高岭土的特性和用途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。

有报道称，日本还有将高岭土用于代替钢铁制造切削刀具、车床钻头和内燃机外壳等方面应用。

特别是最近几年，现代科学技术飞速发展，使得高岭土的应用领域更加广泛，一些高新技术领域开始大量运用高岭土作为新材料，甚至原子反应堆、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。

年产3万吨煤系煅烧高岭土项目可行性研究报告1、总论1.1项目名称某有限公司煤矸石综合利用建设年产3万吨煤系煅烧高岭土项目可行性研究报告1.2主办单位及负责人主办单位：某有限公司项目负责人：占地：43330m2（约合65亩）地址：某县工业园区1.3编制单位有限责任公司1.4编制依据及范围1.4.1编制依据1）某有限公司与投资有限责任公司签订的关于编制可行性研究报告的合同；2）某有限公司为本可行性研究报告所提供的相关资料；3）某县关丁调整产业项目的文件，州政办发(2005)7号文件；4）某有限公司关于《利用煤矸石生产高档涂布颜料和橡胶补强填料原材料的项目建议书》。

1.4.2 编制范围本可行性研究报告编制范围为煤矸石综合利用建设年产30000吨煤系煅烧高岭土项目的生产系统和设施，辅助生产系统和设施。

包括原料车间和生产设施；粉磨车间和生产设施；细磨车间和生产设施；干燥煅烧车间和生产设施；加工车间和生产设施；成品车间和改性、包装等生产设施；煤气站和发生炉煤气供应设施；总图运输、土建、供配电、给排水、自动化仪表、消防、环境保护、维修、化验室等生产辅助设施。

1.5设计原则1）本项目的设计在“实用、可靠、先进、低成本”的原则下，尽可能减少占地、节省投资；2）采用先进可靠的工艺技术和稳定可靠的生产设备，以确保煅烧高岭土生产长期、安全、稳定地连续进行；3）工程自动化水平遵循经济、实用、有效、有利于产品质量控制和安全生产、性价比高的原则，不片面追求高、精、尖配置；4）工程建设在位于某县巡镇曲峪工业园区的某有限公司现有厂区进行，充分利用该工业园区和公司已有的基础设施和土地；5）对“三废”排放量的控制满足国家及地方有关法律法规的要求；6）大量采用节能技术，尽量降低能耗。

1.6建设规模根据委托书要求，并考虑厂址环境、原料和燃料供应、供水、供电、资金来源及运输等综合条件，确定利用某县及其周边地区所特有的煤系高岭土（煤矸石）资源优势以及当地的燃料和其它优越条件建设年产30000吨煤系煅烧高岭土项目。

一、项目背景和目标煤矸石是煤炭生产中产生的废弃物，含有丰富的高岭石矿藏。

当前，煤矸石的处置方式主要是堆放，导致环境污染和资源浪费。

针对这一问题，我们计划建设一座年产3万吨煤系煅烧高岭土项目，通过高温煅烧煤矸石，将其转化为高岭土，以实现煤矸石的综合利用。

本报告旨在评估该项目的可行性。

二、市场需求和竞争分析高岭土是一种广泛应用于陶瓷、建材、化工、电子等行业的重要原材料，市场需求量大。

然而，目前市场上供应高岭土的企业较少，且产品价格较高。

通过建设煤系煅烧高岭土项目，可以满足市场对高岭土的需求，并降低产品价格，为企业带来竞争优势。

三、技术方案和工艺流程本项目的主要技术方案是利用高温煅烧煤矸石，将其转化为高岭土。

具体工艺流程如下：1.煤矸石预处理：煤矸石经过粉碎、筛分等工艺预处理，去除掉杂质。

2.煅烧工艺：将预处理后的煤矸石放入高温窑中进行煅烧，通过氧化反应将煤矸石转化为高岭土。

3.高岭土后处理：对煅烧后的高岭土进行粉碎、筛分、磁选等工艺处理，获得符合市场需求的高岭土产品。

四、投资估算和经济效益分析本项目预计总投资额为X万元，其中包括设备购置、厂房建设、办公设施等费用。

项目建成后，年产3万吨高岭土，预计年销售收入为Y万元。

据市场调研，项目的成本结构主要包括原材料成本、能源成本、人工成本、设备折旧和维修费用等。

经过初步估算，项目的年均成本为Z万元。

考虑到项目运营的不确定性，我们对项目进行了敏感性分析。

结果显示，即使成本增加20%，项目仍可以保持运营盈利。

综合考虑项目投资和经济效益，该项目具有较高的可行性和投资回报率。

五、环境影响评价和风险控制措施本项目涉及高温煅烧过程，对环境可能产生一定影响。

为此，我们将严格按照环境保护要求和相关法规进行排放控制，采取有效措施降低对环境的影响。

同时，我们还针对项目可能面临的风险进行了评估和控制。

主要风险包括原材料供应不稳定、市场需求下降等。

我们将采取多种措施，如寻找多个原材料供应商、开展市场扩展等，以降低风险对项目的影响。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟煤系高岭土前言煤系高岭土经过超细磨、煅烧等工艺处理后，具有许多普通高岭土所不具备的物理化学性质，如白度高、晶形好、孔隙率大、容重小、比表面积大、吸油性、遮盖性和耐磨性良好，绝缘性和化学稳定性高等，广泛用于油漆涂料、造纸、橡胶、塑料、电缆、陶瓷等领域，在现代高新技术产业发展和传统产业升级进步中起重要作用。

秀山县的煤系高岭土矿样进行超细粉碎和煅烧增白试验室小试，终试验产品：—2μm含量91.2%，白度90．2%，SiO251．16%，Ai2O344．44%，Fe2O30．53%，TiO21．56%。

原矿外观：矿样呈黑灰色，质地较细腻，性脆。

原矿化学分析该矿样的Ai2O3 含量高达38．76%，接近理论值。

原矿X—衍射, 该矿样的主要矿物为高岭石占90%左右，其衍射峰与标准高岭石的衍射峰非常相近，峰形窄，而且对称，表明该矿物中的高岭石结晶良好，该矿物中的TiO2 主要以锐钛矿的形式存在，其他还有一些有机组分。

煅烧高岭土的市场超白、超细煅烧高岭土目前主要应用于造纸业和涂料行业的迅猛发展，煅烧土的需求量在不断的增长，市场价格稳中有升。

煅烧高岭土应用在造成纸涂布中，由于它具有极大的孔隙率，假六方片状结构，折射率高，提高了涂料层的覆盖能力，可改进油墨因着速度和印刷造性，使印纸的平滑和光泽度大大提高。

煅烧土用在中、高档涂料中也有着独有的、优良特性，因而煅烧高岭土的应用前景十分广阔，是很有经济价值和使用价值的非金属矿种。

结论秀山县煅烧高岭土试验矿样，经测定具高岭土含量较高约点90%左右。

铁钛含量偏高，经彩先进的深加工增白技术，小试产品白度90.2%，粒度—2μ91.20%，Ai2O344.44%，SiO2 51.16%，Fe2O30.53%，TiO21.56%，达到了高档煅烧高。

高岭土4大改性技术及研究进展2023-02-07高岭土应用广泛，随着科学技术的不断革新，各行各业对高岭土的各项指标都有了更高的要求，特别是造纸、涂料、橡胶等行业对高品质高岭土的需求不断增加。

对高岭土进行改性可以改变其表面的理化性质，进而提升其附加值，以满足现代新工艺、新技术及新材料方面的需求。

目前，常用的改性方法有煅烧改性、酸碱改性、磨剥细化处理以及插层剥离改性等方法。

1、煅烧改性煅烧改性是高岭土行业最常用也是最成熟的改性方法，特别是对于煤系高岭土，煅烧改性能去除其中的有机质进而得到高白度、高质量的高岭土产品。

影响高岭土煅烧品质的因素众多，原料品质、原料粒度、煅烧制度、煅烧气氛以及添加剂的选择都对煅烧高岭土的品质有重大的影响。

对高岭土进行煅烧会使其晶体结构发生一定的转变，低温煅烧下，高岭土中部分有机质及物理吸附水逐渐脱离，煅烧至500~900℃时，高岭土脱羟基，晶体结构破坏，成无定形化，层状结构坍塌，比表面积增大，活性也相应提升，这个温度阶段煅烧得到高岭土称为偏高岭土。

煅烧温度达到1000℃左右时高岭石发生相转变，生成铝硅尖晶石结构；煅烧至1100℃以上时发生莫来石转变。

各个煅烧温度的高岭土产品都有广泛的应用，低温煅烧得到的偏高岭土用作水泥添加剂，发挥其火山灰活性，增加混凝土强度、抗渗性和耐腐蚀性，因其具有较大的比表面积而被作吸附剂，吸附重金属离子及有机污染物；高岭土高温煅烧产品基本都形成强度较大的莫来石，常被用来制造石油压裂支撑剂。

近年来有学者发现通过微波快速升温能有效地提升煤系高岭土的比表面积，相较传统煅烧工艺更加高效节能，也有学者通过微波煅烧的方式以煤系高岭土为原料合成了13X型分子筛，大大提升了高岭土的活性，进一步提高了高岭土的吸附性。

2、酸碱改性对高岭土进行酸碱改性能有效地改善粉体表面的吸附性和反应活性。

王玉飞分别用盐酸、氢氧化钠对煅烧煤系高岭土进行改性，得出了吸油值最佳时所对应的处理条件，由于高岭土煅烧处理后形成了具有酸反应活性的四面体Al，盐酸改性后高岭土中的Al元素浸出，极大地丰富了高岭土的孔道结构；氢氧化钠改性能浸出煅烧高岭土中的Si元素，使小孔结构增加，这是因为煅烧处理后高岭土中的一部分SiO2转化为游离的SiO2，易于与碱性物质发生反应。

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；3)磨剥法：靠运动的工作面对物料摩擦时所施的剪切力，或者靠物料彼此之间摩擦时的剪切作用而使物料粉碎；4)劈裂法：物料因楔形工作体的作用而粉碎。