CN102491355A

CN102491355A - 一种超细高白度煅烧高岭土的制备方法

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Publication number: CN102491355A
Application number: CN2011103829075A
Authority: CN
Inventors: 罗学涛; 沈晓杰; 李锦堂; 傅翠梨; 吴浩; 张蓉; 黄平平; 龚惟扬
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2011-11-25
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2031-11-25
Also published as: CN102491355B

Abstract

一种超细高白度煅烧高岭土的制备方法，涉及一种无机非金属材料或矿物加工。提供一种工艺简单易行、环境友好、操作方便、适合于产业化的超细高白度煅烧高岭土的制备方法。将高岭土配制成矿浆A，再加入泥饼配制成矿浆B；在矿浆B加入分散剂，用剥片机进行磨剥，得矿浆C；将矿浆C进行压滤调浆，配制成浆料；将浆料进行喷雾干燥，加入增白剂进行打散后，送入回转窑煅烧；将煅烧后的物料进行打散解聚，分级，包装；利用尾气收集装置进行尾气收集，用喷淋水收集尾气，然后对吸收液进行蒸馏，对吸收液中的氯化铵进行蒸馏回收处理。

Description

一种超细高白度煅烧高岭土的制备方法

技术领域

本发明涉及一种无机非金属材料或矿物加工，尤其是涉及一种超细高白度煅烧高岭土的制备方法。

背景技术

随着我国经济和工业的飞速发展，普通高岭土已不能满足现代工业的技术要求，而优质高岭土以及优质煅烧高岭土，尤其是高白，超细煅烧高岭土因具有可塑性、粘结性、分散性、绝缘性、烧结性、阻燃性、耐火性、吸附性、化学性能稳定、光散射率高、遮盖力好等优点，广泛应用于造纸涂料、造纸填料、塑料、橡胶、电线电缆、乳胶漆、路标漆、粉末涂料等领域，市场需求也将迅速增长，且处于供不应求的状态，到2010年，我国煅烧高岭土产品需求量将达到90万吨。

煅烧对于高岭土资源的开发、利用和深加工是十分关键的作用之一，无论是生产高档次的填料、涂料及磨料、耐火材料都必须进行煅烧。煅烧是高岭土增白的必须措施，煅烧还具有精选除杂的效果。在利用高岭土中的物料组分为原料进行深加工时，煅烧还是增加化学反应活性，提高其有用成分提取率的必要手段。对于一定的煅烧设备和煅烧方式来说，煅烧过程中的各种影响因素，如温度、升温速度、增白剂、气氛以及原料细度等，直接影响产品的性能，而煅烧产品的物化性能决定其应用性能和使用价值。

烧增白是通过高岭土在窑炉中煅烧使得高岭土白度提高的方法。高温煅烧能有效地除去高岭土中的有机质，尤其是在1200～1300℃下煅烧，使高岭土的物相发生彻底的变化，铁进入新生成的莫来石或尖晶石中，从而达到增白的目的。但是考虑到本发明煅烧高岭土的用途是用于涂料、填料，高岭土煅烧温度控制在900～1000℃。目前文献中报道的煅烧方法有：高温氯化焙烧法和添加增白剂煅烧法。

高温氯化焙烧法是通过在特定的容器中通入流动的氯气，在700℃至950℃的温度下焙烧球团状的粘土，使粘土中的铁杂质与氯气反应生成气态氯化铁盐，以挥发的方式消除氯化铁盐，从而达到除去杂质目的的方法。

在过去的几十年中使用氯化法冶炼金属已显著增多，这是因为实用性氯化技术的成熟为提高原料反应活性，降低生产成本提供了较好的前提。用氯化的方法除去高岭土矿物中的铁、钛杂质，以获得一定高白度的高岭土，这种技术在造纸行业最先发展起来。J.A.González等人(González，J.A.，Del，M.，Ruiz，C..Bleaching of kaolins and clays by chlorination of iron andtitanium[J].Applied Clay Science，2006，33：219-229)进行了使用高温氯化的方法从不同的粘土和高岭土矿物中去除铁、钛杂质的一系列试验，他们由实验得到了高温氯化漂白粘土的最佳优化条件。他们的实验结果表明，使用高温氯气从粘土矿物提取铁、钛等杂质已被证明是明确优于其他物理和化学除铁过程的，高温氯化法不仅可以除去矿物中的游离铁杂质，而且还可以除去粘土矿物中的结构铁杂质。由于在精细陶瓷和耐火材料的生产过程中最重要的是不能改变粘土矿物的自然属性，因此对高岭土等处理要尽量减少或者避免对矿物本身性质的改变。任何以往的化学处理将或多或少改变这些属性，然而高温氯化处理的一大优势就是不改变原料的物理化学性质，虽然这种方法除铁效率很高，但是成本比较高，有待于进一步的研究之中。

添加增白剂煅烧法是指在高岭土中添加适量的增白剂后进行煅烧从而提高煅烧高岭土白度的方法。中国专利02143657.6公开了一种采用精煤、硫酸钠和氯化钠按重量10∶0.3∶0.2组成的混合物为增白剂，将高岭土超细粉碎至4500目，增白剂加入量3％时，煅烧高岭土白度可达到90％。

中国专利200410027372.X公开一种高纯超细高白度高岭土的制备方法，首先取高岭土原矿与水配成浆液，加入连二亚硫酸钠和硫酸然后常温下搅拌。然后将上述浆液抽入研磨仪内研磨，研磨过程加入十二磺基酸钠。压饼过滤处理，进行干燥，设备入口温度控制为270℃，出口温度控制为160～180℃。接着煅烧处理，煅烧温度控制在1200～1250℃。最后自然退火，常温冷却，得到6000目白度大于97％的产品，可以替代钛白粉。但是上述两种方法存在杂质矿物去除不完全，环境污染严重，工艺过程中产生腐蚀性气体，腐蚀设备或污染大气。

综上所述，目前主要工艺方法都存在一定的不足，或者工业化生产过程中对环境存在严重污染。本发明解决传统工艺中存在的煅烧高岭土白度和粒度不能兼顾的技术瓶颈，同时提供一种工序少，可以在同一生产线上生产根据不同需求生产不同规格的煅烧高岭土产品的生产方法。而且相对于其他工艺条件，能耗较少，而且进行尾气循环利用，回收尾气中的药剂成分，降低了成本，减少了尾气排放，环境友好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单易行、环境友好、操作方便、适合于产业化的超细高白度煅烧高岭土的制备方法。

本发明包括以下步骤：

1)将高岭土配制成矿浆A，再加入泥饼配制成矿浆B；

2)在矿浆B加入分散剂，用剥片机进行磨剥，得矿浆C；

3)将矿浆C进行压滤调浆，配制成浆料；

4)将浆料进行喷雾干燥，加入增白剂进行打散后，送入回转窑煅烧；

5)将煅烧后的物料进行打散解聚，分级，包装；

6)利用尾气收集装置进行尾气收集，用喷淋水收集尾气，然后对吸收液进行蒸馏，对吸收液中的氯化铵进行蒸馏回收处理。

在步骤1)中，所述矿浆A的质量百分比浓度可为15％，所述矿浆B的质量百分比浓度可为35％；所述制成矿浆A的具体方法可将高岭土放入漂白贮浆池里，再引入化浆池。

在步骤2)中，所述磨剥可采用剥片机进行湿法磨矿至粒度2μm≥85％，再引入贮浆池。

在步骤3)中，所述浆料的质量百分比浓度可为42％。

在步骤4)中，所述打散可加入1％氯化铵后打散；所述煅烧采用的燃烧器的炉膛压力为相对一个标准大气压低25～50Pa，排烟压力为相对一个标准大气压低50～60Pa；所述煅烧的温度可控制使得回转窑物料给料端窑炉温度为550℃，控制物料在通过均匀升温的550～900℃的温区时间为60～100min；控制物料在通过均匀升温900～1000℃温区时间为10～25min；控制物料在通过温区为750～900℃温区为10～20min排出窑炉。

本发明的工艺简单合理，控制产品粒度，提高了产品质量，相对于高梯度磁选工艺，本发明不仅成本低，能耗少，而且对尾气进行收集处理，环境友好，适合于产业化。

具体实施方式

实施例1

实施例选用福建地区铁染高岭土。采用100m³漂白贮浆池里浓度为15％的漂白矿浆，然后引入两个14m³化浆池，加入泥饼，配成浓度为35％的矿浆，引入20m³贮浆池贮存。矿浆引入剥片机进行剥片，剥片机进行湿法磨矿至粒度2μm≥85％，引入10m³贮浆池，矿浆浓度为35％。将10m³贮浆池浓度为35％的矿浆，引出进行压滤脱水，引入90m³贮浆池，矿浆浓度控制为42％，将浓度为42％的浆料引入喷雾干燥塔进行干燥。按42％矿浆浓度，给浆量2.38吨/h，折合干重1吨/h，按1％氯化铵加入粉料后打散，装满打散料仓后停止喷雾干燥，约30吨。将高岭土粉料从窑一端给料端给入，煅烧窑以1吨/h的速度煅烧，控制窑身风机风量使窑内给料端为强氧化气氛，气氛中含氧体积比为9％～16％，排料端为弱的还原气氛，煤气中含一氧化碳体积比为20％～30％，调节燃烧器的流量与压力，炉膛压力为相对一个标准大气压低38Pa，排烟压力为相对一个标准大气压低59Pa。控制温度，控制使得回转窑物料给料端窑炉温度为550℃，控制物料在通过均匀升温的550～900℃的温区时间为60min；控制物料在通过均匀升温900～1000℃温区时间为25min；控制物料在通过温区为750～900℃温区为20min排出窑炉，连续完成煅烧过程，打散，分级包装。所得产品检测数据：白度90.1％，粒度2μm为85.8％。

实施例2

工艺过程同实施例1。按42％矿浆浓度，给浆量2.38吨/h，折合干重1吨/h，按2％氯化铵加入粉料后打散，装满打散料仓后停止喷雾干燥，约30吨。将高岭土粉料从窑一端给料端给入，煅烧窑以1吨/h的速度煅烧，控制窑身风机风量使窑内给料端为强氧化气氛，气氛中含氧体积比为9％～16％，排料端为弱的还原气氛，煤气中含一氧化碳体积比为20％～30％，调节燃烧器的流量与压力，炉膛压力位为相对一个标准大气压低40Pa，排烟压力为相对一个标准大气压低60Pa，控制温度。控制使得回转窑物料给料端窑炉温度为550℃，控制物料在通过均匀升温的550～900℃的温区时间为70min；控制物料在通过均匀升温900～1000℃温区时间为20min；控制物料在通过温区为750～900℃温区为10min排出窑炉，连续完成煅烧过程，打散，分级包装。所得产品检测数据：白度92.1％，粒度2μm为86.2％。

实施例3

工艺过程同实施例1。按42％矿浆浓度，给浆量2.38吨/h，折合干重1吨/h，按3％氯化铵加入粉料后打散，装满打散料仓后停止喷雾干燥，约30吨。将高岭土粉料从窑一端给料端给入，煅烧窑以1吨/h的速度煅烧，控制窑身风机风量使窑内给料端为强氧化气氛，气氛中含氧体积比为9％～16％，排料端为弱的还原气氛，煤气中含一氧化碳体积比为20％～30％，调节燃烧器的流量与压力，炉膛压力为相对一个标准大气压低35Pa，排烟压力为相对一个标准大气压低58Pa，控制温度。控制使得回转窑物料给料端窑炉温度为550℃，控制物料在通过均匀升温的550～900℃的温区时间为80min；控制物料在通过均匀升温900～1000℃温区时间为20min；控制物料在通过温区为750～900℃温区为10min排出窑炉，连续完成煅烧过程，打散，分级包装。所得产品检测数据：白度93.8％，粒度2μm为86.6％。

实施例4

工艺过程同实施例1。按42％矿浆浓度，给浆量2.38吨/h，折合干重1吨/h，按3％氯化铵加入粉料后打散，装满打散料仓后停止喷雾干燥，约30吨。将高岭土粉料从窑一端给料端给入，煅烧窑以2吨/h的速度煅烧，控制窑身风机风量使窑内给料端为强氧化气氛，气氛中含氧体积比为9％～16％，排料端为弱的还原气氛，煤气中含一氧化碳体积比为20％～30％，调节燃烧器的流量与压力，炉膛压力为相对一个标准大气压低30Pa，排烟压力为相对一个标准大气压低55Pa，控制温度。控制使得回转窑物料给料端窑炉温度为550℃，控制物料在通过均匀升温的550～900℃的温区时间为70min；控制物料在通过均匀升温900～1000℃温区时间为10min；控制物料在通过温区为750～900℃温区为15min排出窑炉，连续完成煅烧过程，打散，分级包装。所得产品检测数据：白度92.7％，粒度2μm为86.1％。

实施例5

工艺过程同实施例1。按42％矿浆浓度，给浆量2.38吨/h，折合干重1吨/h，按3％氯化铵加入粉料后打散，装满打散料仓后停止喷雾干燥，约30吨。将高岭土粉料从窑一端给料端给入，煅烧窑以2.5吨/h的速度煅烧，控制窑身风机风量使窑内给料端为强氧化气氛，气氛中含氧体积比为9％～16％，排料端为弱的还原气氛，煤气中含一氧化碳体积比为20％～30％，调节燃烧器的流量与压力，炉膛压力为相对一个标准大气压低36Pa，排烟压力为相对一个标准大气压低59Pa，控制温度。控制使得回转窑物料给料端窑炉温度为550℃，控制物料在通过均匀升温的550～900℃的温区时间为100min；控制物料在通过均匀升温900～1000℃温区时间为25min；控制物料在通过温区为750～900℃温区为15min排出窑炉，连续完成煅烧过程，打散，分级包装。所得产品检测数据：白度92.4％，粒度2μm为86.3％。

实施例6

工艺过程同实施例1。按42％矿浆浓度，给浆量2.38吨/h，折合干重1吨/h，按3％氯化铵加入粉料后打散，装满打散料仓后停止喷雾干燥，约30吨。将高岭土粉料从窑一端给料端给入，煅烧窑以1吨/h的速度煅烧，控制窑身风机风量使窑内给料端为强氧化气氛，气氛中含氧体积比为9％～16％，排料端为弱的还原气氛，煤气中含一氧化碳体积比为20％～30％，调节燃烧器的流量与压力，炉膛压力为相对一个标准大气压低33Pa，排烟压力为相对一个标准大气压低55Pa，控制温度。控制使得回转窑物料给料端窑炉温度为550℃，控制物料在通过均匀升温的550～900℃的温区时间为80min；控制物料在通过均匀升温900～1000℃温区时间为15min；控制物料在通过温区为750～900℃温区为15min排出窑炉，连续完成煅烧过程，打散，分级包装。所得产品检测数据：白度94.1％，粒度2μm为86.8％。

实施例7

工艺过程同实施例1。按42％矿浆浓度，给浆量2.38吨/h，折合干重1吨/h，按3％氯化铵加入粉料后打散，装满打散料仓后停止喷雾干燥，约30吨。将高岭土粉料从窑一端给料端给入，煅烧窑以1.5吨/h的速度煅烧，控制窑身风机风量使窑内给料端为强氧化气氛，气氛中含氧体积比为9％～16％，排料端为弱的还原气氛，煤气中含一氧化碳体积比为20％～30％，调节燃烧器的流量与压力，炉膛压力为相对一个标准大气压低35Pa，排烟压力为相对一个标准大气压低58Pa，控制温度。控制使得回转窑物料给料端窑炉温度为550℃，控制物料在通过均匀升温的550～900℃的温区时间为85min；控制物料在通过均匀升温900～1000℃温区时间为25min；控制物料在通过温区为750～900℃温区为20min排出窑炉，连续完成煅烧过程，打散，分级包装。所得产品检测数据：白度93.1％，粒度2μm为86.4％。

实施例8

工艺过程同实施例1。按42％矿浆浓度，给浆量2.38吨/h，折合干重1吨/h，按1％氯化铵加入粉料后打散，装满打散料仓后停止喷雾干燥，约30吨。将高岭土粉料从窑一端给料端给入，煅烧窑以1吨/h的速度煅烧，控制窑身风机风量使窑内给料端为强氧化气氛，气氛中含氧体积比为9％～16％，排料端为弱的还原气氛，煤气中含一氧化碳体积比为20％～30％，调节燃烧器的流量与压力，炉膛压力为相对一个标准大气压低25Pa，排烟压力为相对一个标准大气压低50Pa，控制温度。控制使得回转窑物料给料端窑炉温度为550℃，控制物料在通过均匀升温的550～900℃的温区时间为75min；控制物料在通过均匀升温900～1000℃温区时间为10min；控制物料在通过温区为750～900℃温区为15min排出窑炉，连续完成煅烧过程，打散，分级包装。所得产品检测数据：白度93.7％，粒度2μm为86.6％。

Claims

1.一种超细高白度煅烧高岭土的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将高岭土配制成矿浆A，再加入泥饼配制成矿浆B；

2)在矿浆B加入分散剂，用剥片机进行磨剥，得矿浆C；

3)将矿浆C进行压滤调浆，配制成浆料；

5)将煅烧后的物料进行打散解聚，分级，包装；

2.如权利要求1所述的一种超细高白度煅烧高岭土的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述矿浆A的质量百分比浓度为15％，所述矿浆B的质量百分比浓度为35％。

3.如权利要求1所述的一种超细高白度煅烧高岭土的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述制成矿浆A的具体方法是将高岭土放入漂白贮浆池里，再引入化浆池。

4.如权利要求1所述的一种超细高白度煅烧高岭土的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述磨剥是采用剥片机进行湿法磨矿至粒度2μm≥85％，再引入贮浆池。

5.如权利要求1所述的一种超细高白度煅烧高岭土的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述浆料的质量百分比浓度为42％。

6.如权利要求1所述的一种超细高白度煅烧高岭土的制备方法，其特征在于在步骤4)中，所述打散是加入1％氯化铵后打散。

7.如权利要求1所述的一种超细高白度煅烧高岭土的制备方法，其特征在于在步骤4)中，所述煅烧采用的燃烧器的炉膛压力为相对一个标准大气压低25～50Pa，排烟压力为相对一个标准大气压低50～60Pa。

8.如权利要求1所述的一种超细高白度煅烧高岭土的制备方法，其特征在于在步骤4)中，所述煅烧的温度是控制使得回转窑物料给料端窑炉温度为550℃，控制物料在通过均匀升温的550～900℃的温区时间为60～100min；控制物料在通过均匀升温900～1000℃温区时间为10～25min；控制物料在通过温区为750～900℃温区为10～20min排出窑炉。