CN110330309A - 一种高白度高岭土及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高白度高岭土及其制备方法和应用，其制备方法包括以下步骤：粉碎：将矿石破碎、研磨成粉料；分散：将粉料、水以及分散剂配成浆液；除砂：将浆液置于水力旋流器中，除去粗粒杂质，得到细粉料；磁选除铁：将细粉料置于湿式磁选机中，进行磁选除铁；磨剥：将无铁细粉料加入磨剥机中，并加入六偏磷酸钠和锆球，进行磨破得到精细粉料；干燥：将得到的精细粉料加入到强力干燥机中进行干燥分量；锻烧：将得到的粉体置于回转窑炉内，锻烧处理，常温冷却，得到产品；本发明制备得到的高岭土具有高白度的优势，同时以本发明制备的高岭土为主体材料制备的陶瓷具有低收缩率、高热稳定性、高抗热震性的特点。

Description

一种高白度高岭土及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及陶瓷领域，具体涉及一种高白度高岭土及其制备方法和应用。

背景技术

在陶瓷配方中，主要成分是氧化铝，以其他几种原料作为辅料组合，但其中高岭土确实必不可少的，其对陶瓷的成型与烧结性能影响显著，而高岭土是一种非金属矿产，是一种以高岭石族黏土矿物为主的黏土和黏土岩，其具有良好的可塑性和耐火性等理化性质，其成分较为复杂，高岭土是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩，其矿物成分主要由高岭石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脱石以及石英、长石等矿物组成，所以传统的高岭土在陶瓷中直接烧成会影响陶瓷的烧结变形，甚至烧结开裂。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种高白度高岭土及其制备方法和应用，制备得到的高岭土具有高白度的优势，同时以本发明制备的高岭土为主体材料制备的陶瓷具有低收缩率、高热稳定性、高抗热震性的特点。

本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种高白度高岭土的制备方法，包括以下步骤：

1)粉碎：将矿石破碎为直径20～60mm的碎块，然后研磨成200～400目的粉料；

2)分散：将步骤1)中的粉料、水以及分散剂配成浆液；

3)除砂：将步骤2)中的浆液置于水力旋流器中，除去粗粒杂质，得到细粉料；

4)磁选除铁：将步骤3)中的细粉料置于湿式磁选机中，进行磁选除铁；

5)磨剥：将步骤4)得到的无铁细粉料加入磨剥机中，并加入六偏磷酸钠和锆球，进行磨破得到精细粉料；

6)干燥：将步骤5)得到的精细粉料加入到强力干燥机中进行干燥分量；

7)锻烧：将步骤6)得到的粉体置于回转窑炉内，炉温控制于1000～1200℃锻烧1～3h，自然退火，常温冷却，得到产品。

优选的，所述步骤1)中粉料：水：分散剂的质量份数比为1:1:(0.01～0.1)。

优选的，所述步骤1)中的分散剂为六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种。

优选的，所述步骤3)中水力旋流器的入料压力为0.1～2MPa，入料浓度为 10％～30％。

优选的，所述步骤5)中磨剥机的入料浓度为20％～40％。

优选的，所述步骤5)中锆球的粒径为0.5～3mm。

优选的，所述步骤6)中强力干燥机的入口温度为200～300℃，出口温度为80～180℃，后粉体的含水量低于1％。

优选的，步骤7)中的锻烧，将粉体置于回转窑炉内锻烧，温度控制在 1100℃，锻烧时间1.5h。

另一方面，本发明提供了一种高白度高岭土，通过所述制备方法制成。

又一方面，本发明提供了一种陶瓷，包括黏土原料，所述黏土原料包括所述制备方法制得的高白度高岭土。

本发明有益的技术效果在于：本发明制备得到的高岭土具有高白度的优势，同时以本发明制备的高岭土为主体材料制备的陶瓷具有低收缩率、高热稳定性、高抗热震性的特点。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行具体描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种高白度高岭土的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

1)粉碎：将矿石破碎为直径20～60mm的碎块，然后研磨成200～400目的粉料；

2)分散：将步骤1)中的粉料、水以及分散剂配成浆液；

3)除砂：将步骤2)中的浆液置于水力旋流器中，除去粗粒杂质，得到细粉料；

4)磁选除铁：将步骤3)中的细粉料置于湿式磁选机中，进行磁选除铁；

5)磨剥：将步骤4)得到的无铁细粉料加入磨剥机中，并加入六偏磷酸钠和锆球，进行磨破得到精细粉料；

6)干燥：将步骤5)得到的精细粉料加入到强力干燥机中进行干燥分量；

7)锻烧：将步骤6)得到的粉体置于回转窑炉内，炉温控制于1000～1200℃锻烧1～3h，自然退火，常温冷却，得到产品。

其中，上述步骤1)中，作为本发明的一实施例，所述步骤1)的粉料：水：分散剂的质量份数比为1:1:(0.01～0.1)；将分散剂的加入量控制在总质量份的千分之五到百分之五，不仅能加快“团粒”解聚速度，缩短分散时间，还能延缓颗粒再次团聚的时间，保持颗粒长时间处于分散状态，从而实现浆液的分散分级。

在又一实施例中，分散剂为六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种。

上述步骤3)中，作为一实施例，水力旋流器的入料压力为0.1～2MPa，入料浓度为10％～30％；提高入料压力，可以增大矿浆流速，物料所受离心力增大，可以提高分级效率和底流浓度，但通过增大压力来降低分级粒度收效甚微，动能消耗却大幅度增加，旋流器整体特别是底流嘴磨损更加严重；另外入料浓度高，流体的粘滞阻力增加，分级粒度变粗，分级效率降低，所以选择合适的入料压力和入料浓度不仅能够保证分级的效率，还能保证分级粒度的粗细。

上述步骤5)中，一实施例中，磨剥机的入料浓度为20％～40％；浓度太低不仅浪费能耗，同时磨介的自磨增加磨介损耗，浓度太高矿浆粘度增大导致剥片效率降低，所以选择合适的入料浓度可以提高磨剥机的磨剥效率，降低能耗。

上述步骤6)中，一实施例中，强力干燥机的入口温度为200～300℃，出口温度为80～180℃，后粉体的含水量低于1％；

上述步骤7)中，一实施例中，将粉体置于回转窑炉内锻烧，温度控制在 1100℃，锻烧时间1.5h。

另一方面，在上述本发明实施例高白度高岭土的制备方法的基础上，本发明实施例还提供了一种高白度高岭土，该高白度高岭土是由上文所述的本发明实施例高白度高岭土的制备方法制备获得。

又一方面，在上述本发明实施例高白度高岭土及其制备方法的基础上，本发明实施例还提供了一种陶瓷。在一实施例中，本发明实施例陶瓷的结构可以是常规的陶瓷结构，如陶瓷由黏土原料、瘠性原料以及熔剂原料经成型、煅烧而成，其中黏土原料为上述本发明实施例高白度高岭土。

以下结合具体优选实施例对本发明一种高白度高岭土的制备方法进行详细阐述。

实施例1：

本实施例提供了一种高白度高岭土的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

1)粉碎：将矿石破碎为直径20mm的碎块，然后研磨成400目的粉料；

2)分散：将步骤1)中的粉料、水以及六偏磷酸钠按照质量份数为1:1:0.01 配成浆液；

3)除砂：将步骤2)中的浆液置于水力旋流器中，入料压力为0.1MPa，入料浓度为10％，除去粗粒杂质，得到细粉料；

4)磁选除铁：将步骤3)中的细粉料置于湿式磁选机中，进行磁选除铁；

5)磨剥：将步骤4)得到的无铁细粉料加入磨剥机中，入料浓度为20％，并加入六偏磷酸钠和锆球，锆球的粒径为0.5mm，进行磨破得到精细粉料；

6)干燥：将步骤5)得到的精细粉料加入到强力干燥机中进行干燥分量，控制强力干燥机的入口温度为200℃，出口温度为80℃，后粉体的含水量低于1％；

7)锻烧：将步骤6)得到的粉体置于回转窑炉内，炉温控制于1000℃锻烧 3h，自然退火，常温冷却，得到产品。

陶瓷：将本实施例得到的高白度高岭土与埃洛石、水云母、钾长石、伊利石、蒙脱石以及石英按照质量份数为50:5:5:10:5:10:10，经成型、煅烧制成。

实施例2：

本实施例提供了一种高白度高岭土的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

1)粉碎：将矿石破碎为直径60mm的碎块，然后研磨成200目的粉料；

2)分散：将步骤1)中的粉料、水以及六偏磷酸钠按照质量份数为1:1:0.1 配成浆液；

3)除砂：将步骤2)中的浆液置于水力旋流器中，入料压力为2MPa，入料浓度为30％，除去粗粒杂质，得到细粉料；

4)磁选除铁：将步骤3)中的细粉料置于湿式磁选机中，进行磁选除铁；

5)磨剥：将步骤4)得到的无铁细粉料加入磨剥机中，入料浓度为40％，并加入六偏磷酸钠和锆球，锆球的粒径为2mm，进行磨破得到精细粉料；

6)干燥：将步骤5)得到的精细粉料加入到强力干燥机中进行干燥分量，控制强力干燥机的入口温度为300℃，出口温度为180℃，后粉体的含水量低于1％；

7)锻烧：将步骤6)得到的粉体置于回转窑炉内，炉温控制于1200℃锻烧 1h，自然退火，常温冷却，得到产品。

陶瓷：将本实施例得到的高白度高岭土与埃洛石、水云母、钾长石、伊利石、蒙脱石以及石英按照质量份数为50:5:5:10:5:10:10，经成型、煅烧制成。

实施例3：

本实施例提供了一种高白度高岭土的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

1)粉碎：将矿石破碎为直径40mm的碎块，然后研磨成325目的粉料；

2)分散：将步骤1)中的粉料、水以及六偏磷酸钠按照质量份数为1:1:0.05 配成浆液；

3)除砂：将步骤2)中的浆液置于水力旋流器中，入料压力为1MPa，入料浓度为20％，除去粗粒杂质，得到细粉料；

4)磁选除铁：将步骤3)中的细粉料置于湿式磁选机中，进行磁选除铁；

5)磨剥：将步骤4)得到的无铁细粉料加入磨剥机中，入料浓度为30％，并加入六偏磷酸钠和锆球，锆球的粒径为1mm，进行磨破得到精细粉料；

6)干燥：将步骤5)得到的精细粉料加入到强力干燥机中进行干燥分量，控制强力干燥机的入口温度为260℃，出口温度为100℃，后粉体的含水量低于1％；

7)锻烧：将步骤6)得到的粉体置于回转窑炉内，炉温控制于1100℃锻烧 1.5h，自然退火，常温冷却，得到产品。

陶瓷：将本实施例得到的高白度高岭土与埃洛石、水云母、钾长石、伊利石、蒙脱石以及石英按照质量份数为50:5:5:10:5:10:10，经成型、煅烧制成。

对比例：

将市售的高岭土与埃洛石、水云母、钾长石、伊利石、蒙脱石以及石英按照质量份数为50:5:5:10:5:10:10，经成型、煅烧制成得到陶瓷，作为对比例。

实验例：

1、白度：对实施例1、实施例2和实施例3制备的高岭土以及对比例的高岭土根据GB/T 5950-2008《建筑材料与非金属矿产品白度测量方法》进行白度检测，检测结果为对比实施的平均白度为93％，对比例87％。

2、热稳定性：

热稳定测定方法：对实施例1、实施例2和实施例3制备的陶瓷以及对比例制备的陶瓷放置完全密闭的空间内，分别加热至900℃，目测有无开裂现象。有开裂现象为差，无开裂现象为优。

检测结果：对实施例1、实施例2和实施例3的热稳定性为优，对比例的热稳定性为优。

3、抗热震性的测试采用以下方法：

抗热震性测定方法：对实施例1、实施例2和实施例3制备的陶瓷以及对比例制备的陶瓷放置完全密闭的空间内，分别加热至900℃，接着置于20℃水中，反复测试目测有无开裂现象，测试次数大于55次为优，45～55次为良， 35～45为中，小于35次为差；

检测结果：实施例1、实施例2和实施例3的抗热震性均为优，对比例的抗热震性为良。

4、收缩率：

对实施例1、实施例2和实施例3制备的陶瓷以及对比例制备的陶瓷根据 QB/T1548-2015《陶瓷坯泥料线收缩率测定方法》进行收缩率检测，检测结果为实施例的平均收缩率为3％，对比例的收缩率为15％。

需要说明的是，除了上述实施例1至实施例3列举的情况，选用其他的制备方法参数也是可行的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种高白度高岭土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)粉碎：将矿石破碎为直径20～60mm的碎块，然后研磨成200～400目的粉料；

2)分散：将步骤1)中的粉料、水以及分散剂配成浆液；

3)除砂：将步骤2)中的浆液置于水力旋流器中，除去粗粒杂质，得到细粉料；

4)磁选除铁：将步骤3)中的细粉料置于湿式磁选机中，进行磁选除铁；

5)磨剥：将步骤4)得到的无铁细粉料加入磨剥机中，并加入六偏磷酸钠和锆球，进行磨破得到精细粉料；

6)干燥：将步骤5)得到的精细粉料加入到强力干燥机中进行干燥分量；

7)锻烧：将步骤6)得到的粉体置于回转窑炉内，炉温控制于1000～1200℃锻烧1～3h，自然退火，常温冷却，得到产品。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中粉料：水：分散剂的质量份数比为1:1:(0.01～0.1)。

3.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的分散剂为六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中水力旋流器的入料压力为0.1～2MPa，入料浓度为10％～30％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中磨剥机的入料浓度为20％～40％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中锆球的粒径为0.5～3mm。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中强力干燥机的入口温度为200～300℃，出口温度为80～180℃，后粉体的含水量低于1％。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤7)中的锻烧，将粉体置于回转窑炉内锻烧，温度控制在1100℃，锻烧时间1.5h。

9.一种高白度高岭土，其特征在于，通过权利要求1～8中任一所述的制备方法制成。

10.一种陶瓷，包括黏土原料，其特征在于，所述黏土原料包括权利要求1～8中任一所述的制备方法制得的高白度高岭土。