高嶺土深加工技術(shù)

高嶺土深加工技術(shù),一,f高嶺土深加工技術(shù)墅(武漢工業(yè)大學(xué))礦產(chǎn)保護與利用1994.4P9.5摘要介紹了高峙土產(chǎn)品煅饒高嶺土,合成4A拂石,陶瓷鈦,聚合氯化鋁和自炭霎能.一藝性能面/.-JL./,關(guān)鍵詞高嶺土深加工生產(chǎn)工藝性能為乏卜,rr,/,高嶺土具有多種優(yōu)良的物化性能,因而被廣泛用于造紙,陶瓷,耐火材料,橡膠,塑料等工業(yè)部門.為了不斷拓展高嶺土的應(yīng)用范圍,提高其使用檔次和價值.許多國家對高嶺土的深加工技術(shù)進行了大量的研究工作高嶺土的深加工主要是對高嶺土的表面進行改性處理和復(fù)臺.采用優(yōu)質(zhì)原料(天然土或煅燒土)進行表面處理,經(jīng)過改性后,高嶺土的性能,使用效果和應(yīng)用范圍以及價值均得到改善或提高.本文僅介紹幾種具有較大發(fā)展前途的高嶺土深加工技術(shù).一,煅燒高嶺土美國在1971年開始生產(chǎn)煅燒高嶺土產(chǎn)品.近年來由于鈦自粉供應(yīng)明顯緊張,價格上漲,美,英等國用煅饒高嶺土在造紙,油漆,塑料等工業(yè)部門作鈦自粉的代用品煅燒高嶺土的需求量正在不斷增加,國外高嶺土生產(chǎn)廠家正在擴大他們煅燒高嶺土的生產(chǎn)能力,粗略估計,目前世界上煅燒高嶺土產(chǎn)量約為150200萬t.近年來由于煅燒高嶺土技術(shù)不斷擴大,工藝不斷完善,煅燒高嶺土的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴大,它是一種有發(fā)展前途的產(chǎn)品.煅燒高嶺土具普通高嶺土所沒有的許多特性,能增加紙張的亮度,而且還有較好的印刷性能.近年來用于紙張涂布上的比例正在逐年增加.煅燒高嶺土可以作為顏料用于塑料,橡膠和油漆涂料工業(yè),代替昂貴的鈦自粉.煅燒高嶺土的加工工藝為:高嶺土一45m一煅燒一超細粉碎一表面改性處理一成品.其主要工藝為煅燒,表面改性處理.1.煅燒煅燒是改善高嶺土性能的特殊加工處理.高嶺土在不同煅燒條件下具有不同的物理化學(xué)性能當(dāng)高嶺石加熱副室溫以上時,就失去孔隙水和吸附水,而當(dāng)高嶺石加熱到550C至650C時,脫去羥基結(jié)構(gòu)水而變成非晶質(zhì)或半晶質(zhì)的偏高嶺石高嶺土在低溫下煅燒(偏高嶺石)后是一種優(yōu)良的電性改良劑,廣泛用于各種聚氯乙烯電線電纜絕緣外層塑料中作填充劑,以提高電絕緣性能在9501050C下煅燒生成的硅尖晶石可用于油漆工業(yè)作涂料填料或顏料,具有較好的油吸收值和大的比表面積,并具有良好的遮蓋率和不透明性.高嶺土在高溫下(>1400C)煅燒制成耐火熟料這時高嶺石失去結(jié)構(gòu)水,產(chǎn)生新相莫來石和尖晶石,變得緊硬致密,成為一種極好的耐火材料,在很高溫度下也不收縮和膨脹,?21?可廣泛用作耐火制品填料.各種陶瓷窯具和高級陶瓷坯料以及精密鑄造的模型等.2.表面改性處理高嶺土用化學(xué)處理劑表面改性后,能用來改善塑料的收縮,密度,流變性,外觀,強度,阻燃等一系列性能.為了獲得不同的表面物理化學(xué)性能,需要用各種不同的表面政性劑來處理.表面處理使高嶺土改性的機理在于,硅烷偶聯(lián)劑分子中具有兩種不同的化學(xué)活性基團,一種是可水解性基團,另一種是有機官能性基團.這就使化學(xué)鍵有可能健合到無機填料和樹脂或有機聚合物上,產(chǎn)生一個橫跨在內(nèi)表面的化學(xué)橋梁.如聚氯乙烯電纜塑料中使用的煅燒高嶺土.采用硅油等表面活性劑進行疏水處理.偏高嶺石由于羥基逸出.表面產(chǎn)生了許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燒高嶺土的外層,使其具有疏水性的膜不致吸潮.保證電線電纜絕緣塑料或橡皮在潮濕或浸水環(huán)境下的電絕緣性能穩(wěn)定.二,高嶺土合成4A沸石1.概述目前我國洗滌劑(包括洗衣粉)生產(chǎn)中,普遍使用三聚磷酸鈉(NaPOSTPP)造成環(huán)境污染.國際上許多國家紛紛立法禁止或限制合成洗滌劑合磷,大力研究開發(fā)無磷洗滌劑的制造技術(shù),認為合成4A沸石是當(dāng)今替代STPP的最好的新型洗滌助劑.合成4A沸石系一種鈉鋁硅酸鹽,其化學(xué)式為:Na2O?A12O3?2SiO2?4.5H2O.合成4A沸石是一種無毒,無害,不磨損織物,不污染環(huán)境,具有較高的選擇性離子交換,吸附作用和催化干燥性能的新型洗滌助劑.其鈣離子交換能力好,粒度微細,易分散,自質(zhì)高,價格便宜.4A沸在石油,化工,輕工,電子,冶金,化妝品,海水淡化,環(huán)境保護,尖端科學(xué)和國防工業(yè)等均有廣泛韻用途,國內(nèi)外市場前景廣闊.?22?2.I藝流程用高嶺土合成4A拂石的工藝流程見圖1.圃囹4圈4/圓圈一圈-一圇(f蒂_磚廠用)一【旦4圓I固.一圈一圇匠:l4A拂石半成品匝囹4圃.囹4匠囹圖1高嶺土合成4A沸石工藝流程以高嶺土為原料合成4A沸石,一般分兩步進行.(1)高蛉土在高溫爐內(nèi)焙燒,轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追磻?yīng)的偏高嶺石A1Os?2SiOt?2HoAllo?2sio+2HO十(偏高嶺石)(2)與濃堿進行反應(yīng);3?2SiO+NaOnNrtO?AI2O|?2SiO?XH?O用高嶺土合成4A沸石時要注意高嶺土原料的精選和焙燒.高嶺土的精選加工和焙燒是合成4A沸石的基礎(chǔ)和關(guān)鍵工序,決定合成4A沸石的主要羼量指標(biāo),即鈣交換能力和白度.三,陶瓷鈦1.概選近幾年來由于世界塑料,造紙,涂料等工業(yè)的迅速發(fā)展,對鈦白粉的需求量迅猛增長,鈦自粉的國際市場價格扶搖直上,開發(fā)鈦白粉的代用品可以降低生產(chǎn)成本.陶瓷鈦是在超微細的高嶺土表面上包裹一層TiO的膜,以提高高嶺土粉的遮蓋力,起著鈦白粉的作用,是一種很有發(fā)展前途的產(chǎn)品.2I藝流程制備陶瓷鈦的工藝流程見圖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匪回一匭圃臣圈口豳一回一墮塹墊圖2制各陶瓷鈦工藝流程幾個要注意的問題:(1)原料的選擇和處理陶瓷鈦的制備對原料有嚴(yán)格的要求:高嶺土白度在85以上,有害雜質(zhì)含量低;對酸穩(wěn)定.原料一般要經(jīng)煅燒(溫度6oO8oo,24h)除去其中的有機物和結(jié)晶水.煅燒后需經(jīng)細粉碎,酸處理,除去對酸不穩(wěn)定的物質(zhì)(2)包膜技術(shù).必須使TiO首先吸附在礦粉上,讓TiO活化,結(jié)晶沉積在陶瓷粉的表面,最后除去結(jié)晶水,使其符合某種晶型需求.影響包膜的主要因素有:酸度,鈦鹽的濃度,礦物濃度,溫度,包膜厚度等.四,聚合氯化鋁和白發(fā)黑1.概選聚合氯化鋁是一種無機高分子化臺物,是一種性質(zhì)優(yōu)良的高效凈水劑,具有用量少,礬花大,絮凝快,效果好,成本低等優(yōu)點.它能有效凈化濁度高達40000ppm的河水,對水中的微生物,細菌,藻類的去除率達9O,放射性物質(zhì)去除率達8O,含Pb,cr等高毒性重金屬污水去除率達9O,并能使造紙工業(yè)廢水色度降低3o.它的凈化效果通常為硫酸鋁的4倍以上(對相同A1O而言),可降低凈水藥劑費用4o,而且凈化的純度比硫酸鋁高,是工業(yè)廢水和生活用水的理想凈水劑,在國內(nèi)外具有廣闊的市場.白炭黑可用于橡膠中作補強填充劑,在淺色橡膠和塑料材品中可代替炭黑等深色補強劑和填充劑;也可作塑料的填充劑,涂料防沉劑,油墨增調(diào)劑等.2,I藝流程利用高嶺土生產(chǎn)聚合氯化鋁的工藝流程如圖3所示.直匱(一75m),西(750C,2h)西翻二口旦照壅墮匪圃圃(結(jié)晶氯化鋁)圈圓(堿式氯化鋁)圓圈,4圃聚合氯化鋁i.=一t自炭黑(膠體SiO:)圖3高嶺土生產(chǎn)聚合氯化鋁工藝流程生產(chǎn)聚合氯化鋁工藝過程如下:?23?L礦產(chǎn)保護與利用】994_No.4新型長效防腐導(dǎo)電劑的研制盞T(中國礦業(yè)大學(xué))1卜1L,摘要論述了用煤系膨潤土研制長效防腐導(dǎo)電劑的工藝方法及其性能和使用范圍,為煤系膨潤土白發(fā)找到關(guān)鍵詞煤肆塑.|一t一,前言膨潤土是一種極有價值,多用途的非金屬礦產(chǎn),素有萬能粘土之稱自1898年被發(fā)現(xiàn)并命名以來,以其許多優(yōu)秀的性能,被應(yīng)用于各種工業(yè)部門,還有許多種用途陸續(xù)被開發(fā)出來.傳統(tǒng)的接地導(dǎo)電劑存在著使用壽命短,導(dǎo)電性能差的缺點.需要經(jīng)常更換.且易發(fā)生事故,給電力行業(yè)帶來極大的不便,并造成人力,物力的浪費.我們用煤系膨潤土研制長效防腐導(dǎo)電劑.取得發(fā)良好的效果.導(dǎo)電劑用膨潤土長效防腐導(dǎo)電劑所用的膨潤土為鈣基或鈣鎂基型蒙脫石含量一般在3555%之間,經(jīng)x射線衍射分析,d(001)1s.3】5.9(10ram),其它礦物主要為云母,伊利石,石英,綠泥石等.化學(xué)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.其中蒙脫石的晶體結(jié)構(gòu)式為:(】/2Ca,K,Na)(SiA10)(A11Fe0Mgo216Fe:08)2lH0【U(OH)2.物理性能:阻離子交換含量(mgeq/100g);EX0.52.3,ENa0.41.8.ECa24.142.9,EMg.9.214.38,CEC48.8153.8;吸蘭量53.876.1mgeq/100g膨脹窖5.736.8ml/2g;膠質(zhì)價48.061.3ml/15g三,制作工藝嘭潤土礦開采出的原土經(jīng)手選去掉雜質(zhì),風(fēng)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,反應(yīng)釜中蒸汽,水存在時與添加劑j(碳酸鹽類)和L(堿金屬的氯鹽類)(1)高嶺土與鹽