CN109748286A - 高白度高吸油值煅烧高岭土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高白度高吸油值煅烧高岭土及其制备方法，一种高白度高吸油值煅烧高岭土，包括煅烧高岭土和吸附在煅烧高岭土表面的白炭黑，白炭黑为煅烧高岭土质量的0.5～1.5％。本发明提供的高白度高吸油值煅烧高岭土，包含煅烧高岭土和白炭黑。将煅烧高岭土表面包覆白炭黑，使得煅烧高岭土白度值和吸油值均增加，生产出满足涂布纸需要的高白度高吸油值的煅烧高岭土。
Description
技术领域
本发明涉及高岭土制备领域，特别地，涉及一种高白度高吸油值煅烧高岭土。此外，本发明还涉及一种包括上述高白度高吸油值煅烧高岭土的制备方法。
背景技术
煅烧高岭土是一种无机材料，是煤系高岭土经过高温900℃～1200℃煅烧而形成的煅烧土，具有很高的白度，目前是涂料、造纸、陶瓷、橡胶、化工、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。而对于涂布纸和纸板，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。
在各个应用领域高岭土的白度是极其重要的一个指标，随着现代工业的发展，各行业对于煅烧高岭土提出了更高的要求，在涂料行业希望煅烧高岭土白度越高越好，目前已有的技术工艺来生产高指标煅烧高岭土已经显得有些捉襟见肘，在造纸行业，部分纸(如涂布纸) 对于煅烧高岭土不仅要求要高白度高粒度，同时也需要较高吸油值。涂布纸的吸油性能是纸张和油墨的固有特性，在印刷条件下的综合反映，也是印刷适性中最重要的性质，高岭土的吸油值越高，印刷适性越好。许多印刷故障就是因为涂布纸的吸油性能与所采用的印刷条件不相适应造成的。我国造纸用煅烧高岭土以进口产品为主，国内煅烧高岭土的质量与进口高白度、超细煅烧高岭土产品还有很大的差距。国内开发煅烧高岭土产品往往只注意了白度、粒度、磨耗等，而对各指标间的相互关系和质量特性缺少综合评价。进口煅烧高岭土由于粒子形态等跟国内有所区别，一般进口煅烧高岭土吸油值都较高，吸油值都在75g/100g之上。在高档纸品用的煅烧高岭土大多都是进口煅烧高岭土，价格在5000元/t左右，对于造纸厂来讲，价格相对较高。
专利201310477748公开了一种高吸油值超细高岭土的制备方法，(1)将高岭土原矿放入干燥箱干燥，然后粉碎；(2)取粉粹的高岭土和水配成浆液，加入连二亚硫酸钠和聚丙烯酸钠，在常温下电动搅拌，然后硫酸或盐酸及过氧化氢，继续强力搅拌；(3)将步骤(2)制得的浆液抽入研磨仪内研磨，研磨过程中加入十二磺基酸钠；(4)将步骤(3)制得的浆液采用压滤机使固液分离，得到滤饼；(5)对滤饼进行干燥分量处理，经喷雾机喷雾得到高岭土生料粉末，(6)将高岭土生料粉末打散，然后锻烧处理，自然退火，常温冷却，打散得到高吸油值超细高岭土产品。通过该方法制作出来的煅烧高岭土吸油值提升幅度会比较大，一般能达到100g/100g以上。但是，该方法存在较多问题，首先，在实际生产中工序过于复杂，容易出现生产故障，同时会增加生产成本；其次，该方法需要添加多种化学助剂，这不仅会增加生产成本，同时添加的化学助剂可能会对于下游客户的产品有影响；再次，将硫酸盐类在样品表面进行沉淀，提高产品吸油值，客户使用高岭土需要将高岭土配置成料浆使用，盐类物质会溶于料浆中，高岭土的吸油特性会大幅度下降。
专利201710307574.7公开了一种煤系高岭土制备高吸油值煅烧高岭土的方法，通过选矿过筛除铁、破碎粉碎、超细磨矿、煅烧冷却、打散解聚，使用有机分散剂聚丙烯酸钠代替无机分散剂六偏磷酸钠，相应降低高岭土煅烧时产生的烧结。从而生产出高吸油值煅烧高岭土，其吸油量能够达到80g/100g。该工艺生产高吸油值煅烧高岭土至关重要的是原矿的筛选，一是原矿需要时塑性相对差一点的矿，减轻团聚；二是原矿本身吸油值要比较高，因为减轻团聚对于吸油值提升有限；三是原矿杂质含量也要比较低，防止高温煅烧熔融造成粒子团聚；因此，对原矿的要求很高，同时优质原矿一般价格都比较少，同时价格也比较高，会导致生产成本高，同时难于大规模生产。
发明内容
本发明提供了一种高白度高吸油值煅烧高岭土及其制备方法，以解决现有技术中制备获得的煅烧高岭土无法同时满足高白度和高吸油性能，以及生产成本高的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种高白度高吸油值煅烧高岭土，包括煅烧高岭土和吸附在煅烧高岭土表面的白炭黑，白炭黑为煅烧高岭土质量的0.5～1.5％。
进一步地，高白度高吸油值煅烧高岭土的白度值大于等于94％，高白度高吸油值煅烧高岭土的吸油值大于等于80g/100g。
进一步地，煅烧高岭土为超细煅烧高岭土，平均粒径为2um；高白度高吸油值煅烧高岭土的粒径小于等于2μm的占比至少为80％。
根据本发明的另一方面，还提供了一种包括上述高白度高吸油值煅烧高岭土的制备方法，将水玻璃和强酸加入到磨细的煤系高岭土料浆中，控制反应体系的pH值，干燥，进行煅烧，煅烧温度为800℃～980℃，获得高白度高吸油值煅烧高岭土。
进一步地，控制反应体系的pH值为6～10；煅烧的时间为0.5h～2h。
进一步地，煤系高岭土料浆的质量浓度为20～60％；水玻璃的质量浓度为5～15％，水玻璃的添加量为煤系高岭土质量的0.6～1.8％；强酸的质量浓度为10～30％。
进一步地，煤系高岭土料浆的粒径小于等于2μm的占比至少为80％；水玻璃的模数为3.1～ 3.4；强酸采用硫酸、盐酸或硝酸中的一种。
进一步地，水玻璃的模数为3.3；强酸采用硫酸。
进一步地，干燥的温度为70℃～300℃；还包括在干燥处理之后，进行解聚处理，再进行煅烧。
进一步地，煤系高岭土料浆采用以下方法制备：将煤系高岭土进行研磨，加水混合，分离，获得至少80％的粒径小于2μm的煤系高岭土料浆。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的高白度高吸油值煅烧高岭土，包含煅烧高岭土和白炭黑。将煅烧高岭土表面包覆白炭黑，使得煅烧高岭土白度值和吸油值均增加，生产出满足涂布纸需要的高白度高吸油值的煅烧高岭土。
本发明提供的高白度高吸油值煅烧高岭土，将水玻璃和强酸加入到高岭土料浆中，控制反应体系的pH值，干燥，进行煅烧，获得高白度高吸油值煅烧高岭土。由于颗粒表面静电等作用，进入高岭土料浆的水玻璃电解产生的离子会吸附于煤系高岭土表面，水玻璃与强酸发生反应，并且反应大多会在高岭土颗粒表面进行，由于氢键、范德华力的存在会在高岭土表面形成一层白炭黑层，再进行干燥和煅烧，获得高白度高吸油值煅烧高岭土。控制煅烧温度在800℃～980℃，因为煅烧温度高于980℃会导致白炭黑包覆粒子出现粘连，导致高岭土吸油值大幅度下降。如果仅是在配制高岭土料浆时加入白炭黑，进行简单物理混合，对吸油值进行检测，吸油值较低，要达到吸油值大于等于80g/100g的要求，需要加入大量的白炭黑，同时混合后的粉料再次配浆后白炭黑与煤系高岭土分离，导致使用的过程中出现不均匀现象。本发明制备工艺简单，反应条件温和，重复性好，适合规模化生产。制备的高白度高吸油值煅烧高岭土经过试验、模拟以及生产应用，效果均显著，实用性良好。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的高白度高吸油值煅烧高岭土制备工艺示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1是本发明优选实施例的高白度高吸油值煅烧高岭土制备工艺示意图。
如图1所示，本实施例的高白度高吸油值煅烧高岭土，包括煅烧高岭土和吸附在煅烧高岭土表面的白炭黑，白炭黑为煅烧高岭土质量的0.5～1.5％。本发明提供的高白度高吸油值煅烧高岭土，包含煅烧高岭土和白炭黑。将煅烧高岭土表面包覆白炭黑，使得煅烧高岭土白度值和吸油值均增加，生产出满足涂布纸需要的高白度高吸油值的煅烧高岭土。
本实施例中，高白度高吸油值煅烧高岭土的白度值大于等于94％，高白度高吸油值煅烧高岭土的吸油值大于等于80g/100g。白炭黑，又名水合二氧化硅，白炭黑的白度完全能够满足涂布纸的要求，作为一种重要的橡胶填充剂和补强剂。普通沉淀法白炭黑在橡胶等行业应用广泛。白炭黑比表面积大，白炭黑比表面积是煅烧高岭土比表面积的十倍。本发的吸油值达到80g/100g的高白度高吸油值煅烧高岭土即可，所以对于白炭黑包覆厚度并不做要求，同时在目前的包覆量下，包覆对于煅烧高岭土细度影响较小。白度值均采用的是蓝光白度，蓝光白度：采用单波段白度公式，也就是用一个光谱区的反射比来表示白度。测定短波段区蓝光漫反射因数(R457)，又称为ISO白度，或ISO亮度。
本实施例中，煅烧高岭土为超细煅烧高岭土，平均粒径为2um。高白度高吸油值煅烧高岭土的粒径小于等于2μm的占比至少为80％。在水性体系中，相比于粒径较粗的1250目煅烧高岭土产品，高白度高吸油值煅烧高岭土具有较高的遮盖力和粘度，更适应某些特殊工业需求，提高其应用性能。并且白炭黑的包埋对煅烧高岭土的粒度影响较小。不需要进行多次分散和破碎，减少后续处理。
如图1所示，根据本发明的另一方面，还提供了一种包括上述高白度高吸油值煅烧高岭土的制备方法，将水玻璃和强酸加入到磨细的煤系高岭土料浆中，控制反应体系的pH值，干燥，进行煅烧，煅烧温度为800℃～980℃，获得高白度高吸油值煅烧高岭土。由于高岭土颗粒表面静电等作用，进入高岭土料浆的水玻璃电解产生的离子会吸附于颗粒表面，水玻璃与强酸发生反应，并且反应大多会在煤系高岭土表面进行，由于氢键、范德华力的存在会在煤系高岭土表面形成一层白炭黑层，再进行干燥和低温煅烧，获得高白度高吸油值煅烧高岭土。控制煅烧温度在800℃～980℃，最佳煅烧温度800℃～850℃，因为煅烧温度高于980℃会导致白炭黑包覆粒子出现粘连，导致高岭土吸油值大幅度下降。如果仅是配制高岭土料浆加入白炭黑，进行简单物理混合，对吸油值进行检测，吸油值较低，要达到吸油值大于等于80g/100g 的要求，需要加入大量的白炭黑，同时混合后的粉料再次配浆后白炭黑与煤系高岭土分离，导致使用的过程中出现不均匀现象。本发明制备工艺简单，反应条件温和，重复性好，适合规模化生产。制备的高白度高吸油值煅烧高岭土经过试验、模拟以及生产应用，效果均显著，实用性良好。
本实施例中，控制反应体系的pH值为6～10。本实施例中，控制反应体系的pH值为6～ 10。上述反应体系的pH采用强酸进行调节，硫酸的用量依据水玻璃的质量进行调整，保证反应体系的pH值为6～10。优选地，反应体系的pH值为7～9，为白炭黑合成的最佳反应条件。在此反应体系中水玻璃与强酸反应，反应时间为0.5h～1h，并进行搅拌，生成白炭黑，使得煤系高岭土表面均匀的包覆有白炭黑，具体反应如下：Na2SiO3+2H+→2Na++SiO2·nH2O↓。
本实施例中，煅烧的时间为0.5h～2h。上述温度为800℃～980℃，最佳煅烧温度800℃～ 850℃，通过进行前期的预实验发现，在煅烧温度低于980℃时，对于白炭黑白度以及吸油值影响都较小。当温度高于1000℃，随着时间煅烧时间的延长，高温煅烧时会产生一定程度放入团聚，并且时间越长越明显。上述温度为800℃～980℃，煅烧的时间为0.5h～2h，优选地，煅烧的时间为1h～1.5h。相比较与现有技术，煅烧的时间明显减少，团聚降低，易于打散解聚，利于降低产品磨耗，利于高白度高吸油值煅烧高岭土的应用性能。
本实施例中，煤系高岭土料浆的质量浓度为20～60％，优选35～50％。水玻璃的质量浓度为5～15％，优选8～12％；强酸的质量浓度为10～30％，优选15～20％。水玻璃的添加量为煤系高岭土质量的0.6～1.8％。目前白炭黑常规生产方法主要有气相法和沉淀法，气相法制得产品细度较高，但工艺条件苛刻，生产成本高。沉淀法生产的白炭黑性能虽不如气相好，但生产成本低，性能亦能满足应用要求，因而应用较多。即便是沉淀法生产的质量相对差一点的白炭黑吸油值一般都在80g/100g以上。上述煤系高岭土料浆的质量浓度为20～60％，优选35～50％，当煤系高岭土料浆的质量浓度低于20％时，生产效率低下，不易干燥；当煤系高岭土料浆的质量浓度高于60％时，浓度过高料浆粘度过大，改性效果太差。水玻璃的质量浓度为5～15％，优选8～12％，有利于反应的进行。强酸的质量浓度为10～30％，优选15～ 20％，有效防止局部浓度变化过大，影响反应进程。
本实施例中，煤系高岭土料浆的粒径小于等于2μm的占比至少为80％。水玻璃的模数为 3.1～3.4。强酸采用硫酸、盐酸或硝酸中的一种。煤系高岭土的粒径小于等于2μm比例在80％以上，易于在料浆中分散，形成的超细粉料表面具有静电等作用力，可以吸附水玻璃电解产生的离子，在煤系高岭土颗粒表面形成白炭黑。上述水玻璃的模数为3.1～3.4。水玻璃模数关系到反应料浆中各种离子的比例，当水玻璃的模数为3.1～3.4时，制备得到的高白度高吸油值煅烧高岭土吸油值提升幅度大，是物理混合相同量的白炭黑相比对吸油值提升量的5倍以上。优选地，水玻璃的模数为3.3。强酸采用硫酸。
本实施例中，干燥的温度为70℃～300℃；还包括在干燥处理之后，进行解聚处理，再进行煅烧。优选地，干燥的温度为100℃～150℃，上述干燥是通过喷雾干燥进行的，对包覆有白炭黑的煤系高岭土进行干燥，使得白炭黑稳定的包覆在高岭土颗粒表面。解聚采用的是高速旋转产生的气流进行解聚，使得干燥后的包覆有白炭黑的煤系高岭土粉末完全分散，再进行低温煅烧，减少煅烧过程中团聚的发生。
本实施例中，煤系高岭土料浆采用以下方法制备：将煤系高岭土进行研磨，加水混合，分离，获得至少80％的粒径小于2μm的煤系高岭土料浆。上述煤系高岭土原料先进行鄂式破碎机、对辊破碎机粗磨，之后在球磨机中进行细磨，再在搅拌磨中加水超细研磨，离心分离，直至获得至少80％的粒径小于2μm的煤系高岭土浆料。煤系高岭土组成为：80％以上成分为高岭土，高岭土分子式Al2O3·2SiO2·2H2O，还含有少量煤和其他矿物，含量均为质量百分含量。通过化学反应包覆，普通煤系高岭土原料也可以生产出高白度高吸油值煅烧高岭土产品，同时对于高白度高吸油值煅烧高岭土在造纸、涂料等产品里使用其他方面的性能也没有特别的影响。
实施例
1号煤系高岭土原矿(代表劣质矿)：山西某地煤系高岭土原矿其化学组成为：SiO2， 48.33％；Al2O3，32.75％；Fe2O3，0.83％；TiO2，0.65％。
2号煤系高岭土原矿(代表优质矿)：内蒙某地煤系高岭土原矿其化学组成为：SiO2， 53.33％；Al2O3，44.75％；Fe2O3，0.23％；TiO2，0.25％。
以下实施例中各化学试剂均为市售。
实施例1
本实施例的高白度高吸油值煅烧高岭土，包括煅烧高岭土和吸附在煅烧高岭土表面的白炭黑，白炭黑为煅烧高岭土质量的0.5％。煅烧高岭土，平均粒径为2μm。高白度高吸油值煅烧高岭土的白度值为94％，吸油值为81g/100g。
本实施例的高白度高吸油值煅烧高岭土制备方法：
将1号煤系高岭土原料先进行鄂式破碎机、对辊破碎机粗磨，之后在球磨机中进行细磨，再之后是在搅拌磨中加水超细研磨，离心分离，直至获得至少80％的粒径小于2μm的煤系高岭土原料浆料；
将质量浓度为10％的水玻璃和质量浓度为30％的硫酸加入到质量浓度为40％的煤系高岭土原料料浆中，水玻璃的添加量为煤系高岭土原料质量的0.6％，水玻璃的模数为3.2，控制反应体系的pH值为8，充分搅拌，反应1h，之后进行干燥，干燥的温度为120℃，再进行气流解聚，在回转窑中进行煅烧，温度为900℃，煅烧的时间为1h，获得粒径小于2μm比例为78％的高白度高吸油值煅烧高岭土。
实施例2
本实施例的高白度高吸油值煅烧高岭土，包括煅烧高岭土和吸附在煅烧高岭土表面的白炭黑，白炭黑为煅烧高岭土质量的1％。煅烧高岭土，平均粒径为2μm。高白度高吸油值煅烧高岭土的白度为95％，吸油值为84g/100g。
本实施例的高白度高吸油值煅烧高岭土制备方法：
将1号煤系高岭土原料先进行鄂式破碎机粗磨，对辊破碎机粗磨，之后在球磨机中进行细磨，再之后是在搅拌磨中加水超细研磨，离心分离，直至获得至少80％的粒径小于2μm的煤系高岭土原料浆料；
将质量浓度为10％的水玻璃和质量浓度为30％的硝酸加入到质量浓度为40％的煤系高岭土原料料浆中，水玻璃的添加量为煤系高岭土原料料浆质量的1.2％，水玻璃的模数为3.3，控制反应体系的pH值为7，充分搅拌，反应1h，之后进行干燥，干燥的温度为130℃，再进行气流粉碎解聚，在回转窑中进行煅烧，温度为880℃，煅烧的时间为1h，获得79％的粒径小于2μm的高白度高吸油值煅烧高岭土。
实施例3
本实施例的高白度高吸油值煅烧高岭土，包括煅烧高岭土和吸附在煅烧高岭土表面的白炭黑，白炭黑为煅烧高岭土质量的0.5％。煅烧高岭土，平均粒径为2μm。高白度高吸油值煅烧高岭土的白度值为95％，吸油值为86g/100g。
本实施例的高白度高吸油值煅烧高岭土制备方法：
将2号煤系高岭土原料先进行鄂式破碎机、对辊破碎机粗磨，之后在球磨机中进行细磨，再之后是在搅拌磨中加水超细研磨，离心分离，直至获得至少80％的粒径小于2μm的煤系高岭土原料浆料；
将质量浓度为10％的水玻璃和质量浓度为30％的硫酸加入到质量浓度为40％的煤系高岭土原料料浆中，水玻璃的添加量为煤系高岭土原料质量的0.6％，水玻璃的模数为3.2，控制反应体系的pH值为8，充分搅拌，反应1h，之后进行干燥，干燥的温度为110℃，再进行气流粉碎解聚，在回转窑中进行煅烧，温度为900℃，煅烧的时间为1h，获得80％的粒径小于2μm 的高白度高吸油值煅烧高岭土。
实施例4
本实施例的高白度高吸油值煅烧高岭土，包括煅烧高岭土和吸附在煅烧高岭土表面的白炭黑，白炭黑为煅烧高岭土质量的1％。煅烧高岭土，平均粒径为2μm。高白度高吸油值煅烧高岭土的白度为96％，吸油值为90g/100g。
本实施例的高白度高吸油值煅烧高岭土制备方法：
将2号煤系高岭土原料先进行鄂式破碎机、对辊破碎机粗磨，之后在球磨机中进行细磨，再之后是在搅拌磨中加水超细研磨，离心分离，直至获得至少80％的粒径小于2μm的煤系高岭土原料浆料；
将质量浓度为10％的水玻璃和质量浓度为30％的硫酸加入到质量浓度为40％的煤系高岭土原料料浆中，水玻璃的添加量为煤系高岭土原料质量的0.6％，水玻璃的模数为3.2，控制反应体系的pH值为7，充分搅拌，反应1h，在干燥机中进行干燥，干燥的温度为130℃，再在气流粉碎机中进行解聚打撒，在回转窑中进行煅烧，温度为890℃，煅烧的时间为1h，获得 80％的粒径小于2μm的高白度高吸油值煅烧高岭土。
对比例1
将1号煤系高岭土原料先进行鄂式破碎机、对辊破碎机粗磨，之后在球磨机中进行细磨，再之后是在搅拌磨中加水超细研磨，离心分离，直至获得至少80％的粒径小于2μm的煤系高岭土浆料；干燥，解聚，高温煅烧，煅烧的温度为1000℃，煅烧的时间为2h，获得煅烧高岭土。
上述煅烧高岭土粉料的白度值为92％，吸油值为60g/100g，煅烧高岭土的80％的粒径小于2μm。
对比例2
将质量浓度为10％的水玻璃和质量浓度为30％的硫酸混合，控制PH值在8左右，获得白炭黑；将白炭黑与粒径小于2um比例为80％，白度值为92％，吸油值为67g/100g的煅烧高岭土高速搅拌混合，白炭黑加入量为煅烧高岭土质量的10％，获得处理后的煅烧高岭土粉料。
上述得到的产品白度值为93％，吸油值为65g/100g，将煅烧高岭土粉料化浆后，可以观察到白炭黑与煅烧高岭土有分离现象。
对比例3
将2号煤系高岭土原料先进行鄂式破碎机、对辊破碎机粗磨，之后在球磨机中进行细磨，再之后是在搅拌磨中加水超细研磨，离心分离，直至获得至少80％的粒径小于2μm的煤系高岭土浆料；干燥，解聚，高温煅烧，煅烧的温度为1000℃，煅烧的时间为2h，获得煅烧高岭土。
上述煅烧高岭土粉料的白度值为93％，吸油值为63g/100g，煅烧高岭土的82％的粒径小于2μm。
实施例1～4的高白度高吸油值煅烧高岭土同时满足高白度和高吸油值的要求，白度大于等于95％，吸油值大于等于80g/100g。对比例1为将白炭黑与煅烧高岭土简单的物理混合，其白度值低于95％，吸油值低于70g/100g，并且再次配浆后，白炭黑与煅烧高岭土分离，无法满足后续生产加工的要求。对比例2和对比例3为现有生产方式，白度值低于95％，吸油值低于70g/100g，并且耗能高，生产成本高。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高白度高吸油值煅烧高岭土，其特征在于，
包括煅烧高岭土和吸附在所述煅烧高岭土表面的白炭黑，所述白炭黑为所述煅烧高岭土质量的0.5～1.5％。
2.根据权利要求1所述的高白度高吸油值煅烧高岭土，其特征在于，
所述高白度高吸油值煅烧高岭土的白度值大于等于94％，
所述高白度高吸油值煅烧高岭土的吸油值大于等于80g/100g。
3.根据权利要求1所述的高白度高吸油值煅烧高岭土，其特征在于，
所述煅烧高岭土为超细煅烧高岭土，平均粒径为2um；
所述高白度高吸油值煅烧高岭土的粒径小于等于2μm的占比至少为80％。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的高白度高吸油值煅烧高岭土的制备方法，其特征在于，
将水玻璃和强酸加入到磨细的煤系高岭土料浆中，控制反应体系的pH值，干燥，进行煅烧，煅烧温度为800℃～980℃，获得所述高白度高吸油值煅烧高岭土。
5.根据权利要求4所述的高白度高吸油值煅烧高岭土的制备方法，其特征在于，
所述控制反应体系的pH值为6～10；
所述煅烧的时间为0.5h～2h。
6.根据权利要求4所述的高白度高吸油值煅烧高岭土的制备方法，其特征在于，
所述煤系高岭土料浆的质量浓度为20～60％；
所述水玻璃的质量浓度为5～15％，所述水玻璃的添加量为所述煤系高岭土质量的0.6～1.8％；
所述强酸的质量浓度为10～30％。
7.根据权利要求5所述的高白度高吸油值煅烧高岭土的制备方法，其特征在于，
所述煤系高岭土料浆的粒径小于等于2μm的占比至少为80％；
所述水玻璃的模数为3.1～3.4；
所述强酸采用硫酸、盐酸或硝酸中的一种。
8.根据权利要求7所述的高白度高吸油值煅烧高岭土的制备方法，其特征在于，
所述水玻璃的模数为3.3；
所述强酸采用硫酸。
9.根据权利要求4所述的高白度高吸油值煅烧高岭土的制备方法，其特征在于，
所述干燥的温度为70℃～300℃；
还包括在所述干燥处理之后，进行解聚处理，再进行煅烧。
10.根据权利要求4所述的高白度高吸油值煅烧高岭土的制备方法，其特征在于，所述煤系高岭土料浆采用以下方法制备：
将煤系高岭土进行研磨，加水混合，分离，获得至少80％的粒径小于2μm的煤系高岭土料浆。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111410204A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-14 | 鑫中科贸易(深圳)有限公司 | 用泥渣土制备高品位高岭土的方法 |
| CN111422879A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-17 | 深圳市宏途建筑有限公司 | 一种低品位高岭土多步除铁增白方法 |
| CN114572990A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-06-03 | 太原理工大学 | 一种高吸油值煅烧高岭土的制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4294885A (en) * | 1979-06-01 | 1981-10-13 | Eka Ab | Surface-modified pigment of natural kaolin material and a process of producing same |
| CN1189848A (zh) * | 1995-06-30 | 1998-08-05 | 恩格尔哈德公司 | 超高白度煅烧粘土颜料及其制造方法和用途 |
| CN1811058A (zh) * | 2006-02-17 | 2006-08-02 | 上海东升新材料有限公司 | 二氧化钛复合材料及其制备方法和应用 |
| CN105419406A (zh) * | 2015-12-19 | 2016-03-23 | 华南理工大学 | 一种提高粉煤灰白度的改性方法 |
| CN107021501A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-08-08 | 山西晋坤矿产品股份有限公司 | 一种煤矸石制备高吸油值煅烧高岭土的方法 |
-
2019
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4294885A (en) * | 1979-06-01 | 1981-10-13 | Eka Ab | Surface-modified pigment of natural kaolin material and a process of producing same |
| CN1189848A (zh) * | 1995-06-30 | 1998-08-05 | 恩格尔哈德公司 | 超高白度煅烧粘土颜料及其制造方法和用途 |
| CN1811058A (zh) * | 2006-02-17 | 2006-08-02 | 上海东升新材料有限公司 | 二氧化钛复合材料及其制备方法和应用 |
| CN105419406A (zh) * | 2015-12-19 | 2016-03-23 | 华南理工大学 | 一种提高粉煤灰白度的改性方法 |
| CN107021501A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-08-08 | 山西晋坤矿产品股份有限公司 | 一种煤矸石制备高吸油值煅烧高岭土的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 顾晓玲: "纳米二氧化硅包裹瓷土复合粒子的合成与引用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111422879A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-17 | 深圳市宏途建筑有限公司 | 一种低品位高岭土多步除铁增白方法 |
| CN111410204A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-14 | 鑫中科贸易(深圳)有限公司 | 用泥渣土制备高品位高岭土的方法 |
| CN114572990A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-06-03 | 太原理工大学 | 一种高吸油值煅烧高岭土的制备方法 |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 011600 Qingshuihe Industrial Park, Lamawan Town, Qingshuihe County, Hohhot City, Inner Mongolia Autonomous Region Patentee after: Inner Mongolia chaopai New Material Co.,Ltd. Address before: 011600 Industrial Park, Qingshuihe County, Hohhot, Inner Mongolia Autonomous Region Patentee before: INNER MONGOLIA SUPER BUILDING MATERIALS TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Calcined kaolin with high whiteness and high oil absorption value and its preparation method Effective date of registration: 20211215 Granted publication date: 20210209 Pledgee: Inner Mongolia Bank Co.,Ltd. Hohhot Ordos East Street Branch Pledgor: Inner Mongolia chaopai New Material Co.,Ltd. Registration number: Y2021150000080 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230801 Granted publication date: 20210209 Pledgee: Inner Mongolia Bank Co.,Ltd. Hohhot Ordos East Street Branch Pledgor: Inner Mongolia chaopai New Material Co.,Ltd. Registration number: Y2021150000080 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: High whiteness and high oil absorption value calcined kaolin and its preparation method Effective date of registration: 20230803 Granted publication date: 20210209 Pledgee: Inner Mongolia Bank Co.,Ltd. Hohhot Ordos East Street Branch Pledgor: Inner Mongolia chaopai New Material Co.,Ltd. Registration number: Y2023150000120 |