CN113213501B

CN113213501B - 富钾钠高岭土及其制备方法

Info

Publication number: CN113213501B
Application number: CN202110723597.2A
Authority: CN
Inventors: 张武艺; 胡启明; 邵钢条; 张宜恒; 吴玉梅; 邵合图; 庄海鹏; 吕妙玲; 周瑜芳; 徐燕
Original assignee: Xiamen Xinyisheng New Material Technology Co ltd
Current assignee: Xiamen Xinyisheng New Material Technology Co ltd
Priority date: 2021-06-29
Filing date: 2021-06-29
Publication date: 2022-09-23
Anticipated expiration: 2041-06-29
Also published as: CN113213501A

Abstract

本发明提供了一种富钾钠高岭土及其制备方法。富钾钠高岭土的制备方法包括以下步骤：S100、将六偏磷酸钠、高岭土原料和水混合，配制第一浆料；S200、对通过S100获得的第一浆料进行除砂筛选、磁选除杂和酸洗除杂，获得第二浆料；S300、对通过S200获得的第二浆料进行改性处理，洗涤，压滤，烘干、研磨，获得成品高岭土。通过本发明获得的高岭土杂质较少，并且白度较高。

Description

富钾钠高岭土及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工原料处理的技术领域，特别涉及一种富钾钠高岭土及其制备方法。

背景技术

高岭土是一种1:1型的层状硅酸盐，其晶体单元是由一层硅氧四面体和一层铝氧八面体通过共同的氧互相连接而成的。其晶体结构式理论为A1₄[Si₄O₁₀][OH]₈，A1₂O₃：41.2％，SiO₂：48.0％，H₂O：10.8％。由于类质同象代替现象，常含有少量的Fe、Mg、Mn、Cu、Cr等杂质。

高岭土的结构单元间是通过氢键和范德华力连接而成的层状堆叠结构，因此高岭土具有良好的可塑性和电绝缘性，以及耐火性能。因此，其可以广泛应用于陶瓷、造纸、涂料、石化等诸多行业。尤其，富钾钠高岭土是建筑陶瓷和日用陶瓷的主要原料。

随着民众生活水平的提高和科学技术的进步，陶瓷产品生产企业对高岭土原料的性能要求，尤其是杂质含量和白度要求也随之提高。因此，如何获得杂质含量少、白度高的性能优异的高岭土，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题的至少之一。

为此，本发明的第一目的在于提供一种富钾钠高岭土的制备方法。

本发明的第二目的在于提供一种富钾钠高岭土。

为实现本发明的第一目的，本发明的实施例提供了一种富钾钠高岭土的制备方法，包括：

S100、将六偏磷酸钠、高岭土原料和水混合，配制第一浆料。

S200、对通过S100获得的第一浆料进行除砂筛选、磁选除杂和酸洗除杂，获得第二浆料。

S300、对通过S200获得的第二浆料进行改性处理，洗涤，压滤，烘干、研磨，获得成品高岭土。

另外，本发明上述实施例提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：

上述技术方案中，在S100中，高岭土原料包括产地为闽南地区并含有砂型高岭土的建筑渣土一级尾砂。

上述技术方案中，通过S300获得的成品高岭土包括三氧化二铝，三氧化二铝在成品高岭土中所占的质量百分比大于或等于29％。

上述技术方案中，通过S300获得的成品高岭土包括氧化钾和氧化钠，氧化钾和氧化钠在成品高岭土中所占的质量百分比大于或等于2.3％。

上述技术方案中，通过S300获得的成品高岭土包括铁杂质，铁杂质在成品高岭土中所占的质量百分比小于或等于0.60％。

上述任一技术方案中，S100包括：按六偏磷酸钠：高岭土原料：水＝(0.1-0.2)：(16-20)：100的质量比，将六偏磷酸钠、高岭土原料和水在捣浆机中混合，配制第一浆料。

上述任一技术方案中，S200包括：将通过S100获得的第一浆料送入螺旋分级机进行一级除砂筛选。将经过螺旋分级机处理的第一浆料先后送入φ75和φ50的水力旋流器进行二级除砂筛选。将经过水力旋流器处理的第一浆料送入7000Oe至9000Oe的永磁高梯度磁选机进行一级磁选除杂。将经过永磁高梯度磁选机处理的第一浆料送入20000Oe至30000Oe的电磁高梯度磁选机进行二级磁选除杂。将经过电磁高梯度磁选机处理的第一浆料送入45000Oe至55000Oe的低温超导高梯度磁选机进行三级磁选除杂。向经过低温超导高梯度磁选机处理的第一浆料中加入酸洗介质并搅拌，直至第一浆料的pH值达到3至4后对第一浆料中的固相物质进行脱酸和沉降分离，其中，酸洗介质为体积浓度12％至24％的硫酸，或者体积浓度30％至35％的盐酸，或者体积浓度90％至95％的草酸。按固相物质：水＝(20-25)：100的质量比，将固相物质与水混合，获得第二浆料。

上述任一技术方案中，S300包括：对通过S200获得的第二浆料中的固相物质依次进行插层处理、剥片处理、漂白处理和包覆处理，洗涤，压滤，烘干、研磨，获得成品高岭土。

上述任一技术方案中，S300包括：

S310、采用包括尿素的插层剂，对通过S200获得的第二浆料中的固相物质进行插层处理，获得第一改性高岭土。

S320、采用超重力旋转床，对通过S310获得的第一改性高岭土进行剥片处理，获得第二改性高岭土。

S330、采用漂白剂，对通过S320获得的第二改性高岭土进行漂白处理，获得第三改性高岭土。

S340、采用包覆剂，对通过S330获得的第三改性高岭土进行包覆处理，获得第四改性高岭土。

S350、对通过S340获得的第四改性高岭土进行洗涤，压滤，烘干、研磨，获得成品高岭土。

上述任一技术方案中，S310包括：

S311、按N，N-二甲基甲酰胺：云母粉：聚乙烯醇＝(2-4)：(30-40)：100的质量比，将N，N-二甲基甲酰胺和云母粉在聚乙烯醇中超声分散均匀，静置2h至3h，分离固相物，获得云母插层剂。

S312、按云母插层剂：尿素插层剂：通过S200获得的第二浆料＝(0.2-0.3)：(2-4)：100的质量比，称取通过S311获得的云母插层剂和尿素插层剂。

S313、对通过S200获得的第二浆料进行固液分离，获得第一固相物质，并将第一固相物质和通过312称取的云母插层剂和尿素插层剂混合均匀，升温至60℃至70℃，在保温条件下进行时间为4h至6h的湿法研磨，冷却至室温，送入微波处理装置，在400W至600W的功率条件下，进行时间为2min至4min的微波处理，洗涤、过滤、烘干，获得第一改性高岭土。

上述任一技术方案中，S320中，超重力旋转床的超重力水平为1000g至1200g，剥片处理的处理时间为6h至8h。

上述任一技术方案中，S330包括：

S331、按乙二胺四乙酸：γ-氨丙基三乙氧基硅烷：十二烷基磺酸钠：柠檬酸：过氧化氢：水＝(2-4)：(2-4)：(2-4)：(6-8)：(18-20)：100的质量比，将乙二胺四乙酸、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、十二烷基磺酸钠、柠檬酸、过氧化氢在水中混合均匀，获得第一漂白剂。

S332、按L-抗坏血酸：海藻酸钠：水＝(1-2)：(30-40)：100的质量比，将L-抗坏血酸和海藻酸钠在水中混合均匀，滴加质量浓度为2％至3％的氯化钙溶液并同步搅拌至胶态物质不再增加后过滤，获得胶态的第二漂白剂。

S333、按第二改性高岭土：第一漂白剂＝(15-20)：100的质量比，将通过S320获得的第二改性高岭土置于通过S331获得的第一漂白剂，在20kHz至40kHz频率条件下进行时间为30min至40min的超声处理，洗涤，过滤。

S334、按第二改性高岭土：第二漂白剂＝(50-60)：100的质量比，将经过S333处理的第二改性高岭土与通过S332获得的第二漂白剂混合均匀，进行时间为1h至2h的湿法研磨，洗涤、过滤、烘干，获得第三改性高岭土。

上述任一技术方案中，S340包括：

S341、按壳聚糖：四氯化锆：水＝(2-4)：(4-6)：100的质量比，将壳聚糖和四氯化锆在水中混合均匀，获得锆盐溶液。

S342、按第三改性高岭土：锆盐溶液＝(20-30)：100质量比，将通过S330获得的第三改性高岭土与通过S341获得的锆盐溶液混合均匀，滴加质量浓度为4％至6％的氢氧化钠溶液至pH值为9至10，分离固相物，洗涤，过滤，烘干，在550℃至650℃的温度条件下进行时间为2h至3h的热处理，获得第四改性高岭土。

为实现本发明的第二目的，本发明的实施例提供了一种富钾钠高岭土，其采用如上述任一技术方案的制备方法获得。

在上述技术方案中，通过除砂筛选、磁选除杂和酸洗除杂，可有效去除高岭土原料中的杂质，降低高岭土原料的铁含量。因此，通过本发明获得的高岭土杂质较少，并且白度较高。此外，采用城市建筑工程渣土中获得高岭土原料，可以对城市建筑工程渣土进行回收利用，既降低了生产成本，又能够实现节能环保的目的。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例采用的高岭土原料在显微电镜下的微观形貌图之一。

图2为本发明实施例采用的高岭土原料在显微电镜下的微观形貌图之二。

图3为本发明实施例采用的高岭土原料在显微电镜下的微观形貌图之三。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

高岭土是日用陶瓷和电子元件加工的主要原料之一，随着市场对上述产品质量要求的提高，相关生产企业对高岭土原料的要求也随之提高。因此，提供一种能够获得高质量高岭土的制备方法，是十分必要的。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供了一种高岭土的制备方法，具体地，该制备方法为富钾钠高岭土的制备方法，其包括：

S100、将六偏磷酸钠、高岭土原料和水混合，配制第一浆料。

在上述实施例中，高岭土原料可以为普通高岭土原料，优选为富钾钠高岭土原料。其中，高岭土、长石和石英是日用陶瓷加工的主要原料，通过在配方中引入富钾钠高岭土，可减少长石的掺入，可提干坯强度和可塑性、制品烧后白度高、透光性好、产品质量高，并可节省生产成本。

在上述实施例中，高岭土原料可以为利用城市建筑工程渣土一级尾砂提取的高岭土。城市建筑工程渣土是指建筑施工企业在进行高层建筑地下基坑挖掘，或隧道、地铁等施工过程中，开挖原土所产生的施工单位无法二次利用，须运往消纳场进行填埋的建筑废弃物，主要由天然风化残积粘土和沙石组成。它属于城市固体废物范畴，是属于建筑垃圾的重要来源之一，但不包括人工产生的生活废物和其它地上建筑垃圾(如混凝土等)。采用城市建筑工程渣土中获得高岭土原料，可以对城市建筑工程渣土进行回收利用，既降低了生产成本，又能够实现节能环保的目的。

可选地，当以城市建筑工程渣土一级尾砂为原材料提取高岭土，可以将建筑渣土一级尾砂经跳汰分级后取跳汰溢流，跳汰溢流通过连续球磨机强力擦洗，获得高岭土原料。

在上述实施例中，高岭土原料可以包括产地为闽南地区并含有砂型高岭土的建筑渣土一级尾砂。其中，图1至图3为本发明实施例采用的高岭土原料在显微电镜下的微观形貌图。图1至图3中采用的高岭土原料来自闽南地区的建筑渣土一级尾砂。厦门及闽南地区的地表粘土层具有一定的特质性，与北方城市的地表土质性质不完全不同。闽南地区地表层属燕山期花岗岩残积土的特性，主要由花岗岩风化而成，由粘土和砂石及土壤有机质等构成，这也是厦门高层建筑和地铁开挖所产生的工程渣土的主要成分。这些工程渣土废弃物经过资源化处置，可转化为建筑陶瓷的原材料，通过深加工可开发出具有高附加值的精细高岭土系列产品。

在上述S100中，可以在捣浆机中将六偏磷酸钠、高岭土原料和水混合，配制第一浆料。上述S100的作用是使得高岭土原料在水中均匀分散形成悬浊液，并与砂质物料、植物纤维分离。为了提高分散效果，可以在步骤S100中添加例如六偏磷酸钠的分散剂。

在上述S200中，除砂和筛选步骤可通过螺旋分级机，或者水力旋流器，或者磨天轮，或者直线振动筛实施，其中，除砂和筛选步骤的执行次数可以为一次或多次。比如，可以采用螺旋分级机去除粗砂，并采用水力旋流器去除细砂。上述S200的作用是去除原料中的植物纤维、粗颗粒砂和细颗粒砂等物质。示例性地，可以采用

等不同直径、不同压力的水力旋流器，多级地去除原料中细颗粒砂、长石、云母等杂质。

在上述S200中，磁选除杂步骤可以为永磁提纯，或者电磁提纯，或者超导提纯。其中，因原料中存在各种有机杂质和染色杂质，因此需要采用多级高梯度强磁选除杂来获得优质原料资源。示例性地，磁选除杂步骤可以为采用高梯度磁选机进行高梯度磁选除杂。

示例性地，可以采用永磁高梯度磁选机(8000Oe)进行预选，永磁高梯度磁选机预选使得原料从原样Fe₂O₃杂质含量1.2％降至0.8％-0.9％之间，蓝光白度值50°升至75°。

示例性地，可以采用电磁高梯度磁选机，使得原料从永磁精Fe₂O₃杂质含量0.8％-0.9％降至0.60％-0.70％之间，蓝光白度值75°升至85°。由于原料中嵌布较细的微弱磁性铁、钛，以类质同像存在于晶格结构中而带弱磁性，因为原料尤其是建筑渣土原料中铁杂质大多数以褐铁矿、赤铁矿等弱磁性矿物存在，需要采用电磁高梯度磁选机对弱磁性矿物进行选别。

示例性地，在采用电磁高梯度磁选机对弱磁性矿物进行选别的基础上，还可以采用性能更好的低温超导高梯度磁选机对来源于建筑渣土的高岭土资源回收除杂。低温超导磁选机(50000Oe或5T)有着场强高、能耗低，适合分选弱磁性矿物的优势、低温超导高梯度磁选机使得原料从电磁精Fe₂O₃杂质含量0.60％-0.70％降至0.45％-0.55％之间，蓝光白度值85°升至90°。具体而言，低温超导磁选机的温度可以为-267.8℃(液氦冷却)，最大磁场可到5.0T(＝50KOe)。

在上述S200中，酸洗除杂步骤可以采用硫酸或亚硫酸盐或者草酸作为酸洗除杂质，酸洗除杂的时间可以为20分钟至50分钟。

在上述S300中，改性处理的目的是提高高岭土的白度。其中，改性处理可以为插层处理、剥片处理、漂白处理和包覆处理中的至少一种或其组合。

在上述S300中，可以采用压滤机进行压滤。可以通过热风或红外进行烘干，可以通过球磨机进行研磨。

对于高岭土原料，由于类质同象代替现象，其通常含有较多杂质(尤其是较多的铁杂质和有机杂质)。这一问题对于由建筑渣土中获得的高岭土原料则尤其明显。因此，选择适宜的处理工艺，对高岭土原料进行除杂和增白，是十分重要的。通过除砂筛选、磁选除杂和酸洗除杂，可有效去除高岭土原料中的杂质，降低高岭土原料的铁含量。因此，通过上述S100至S300，可以将低品质的高岭土原料提纯处理为纯度和白度较高的高品质高岭土原料，该方法获得的成品高岭土适用于高白度岩板砖、大板砖、超白渗花砖的加工制造。

其中，通过S300获得的成品高岭土包括三氧化二铝，三氧化二铝在成品高岭土中所占的质量百分比大于或等于29％。通过S300获得的成品高岭土包括氧化钾和氧化钠，氧化钾和氧化钠在成品高岭土中所占的质量百分比大于或等于2.3％。通过S300获得的成品高岭土包括铁杂质，铁杂质在成品高岭土中所占的质量百分比小于或等于0.60％。

在本发明实施例的部分实施方式中，S100包括：按六偏磷酸钠：高岭土原料：水＝(0.1-0.2)：(16-20)：100的质量比，将六偏磷酸钠、高岭土原料和水在捣浆机中混合，配制第一浆料。其中，六偏磷酸钠作为分散剂，能够促进高岭土原料在水中的均匀分散。

在本发明实施例的部分实施方式中，S200包括：将通过S100获得的第一浆料送入螺旋分级机进行一级除砂筛选。将经过螺旋分级机处理的第一浆料先后送入φ75和φ50的水力旋流器进行二级除砂筛选。将经过水力旋流器处理的第一浆料送入7000Oe至9000Oe的永磁高梯度磁选机进行一级磁选除杂。将经过永磁高梯度磁选机处理的第一浆料送入20000Oe至30000Oe的电磁高梯度磁选机进行二级磁选除杂。将经过电磁高梯度磁选机处理的第一浆料送入45000Oe至55000Oe的低温超导高梯度磁选机进行三级磁选除杂。向经过低温超导高梯度磁选机处理的第一浆料中加入酸洗介质并搅拌，直至第一浆料的pH值达到3至4后对第一浆料中的固相物质进行脱酸和沉降分离，其中，酸洗介质为体积浓度12％至24％的硫酸，或者体积浓度30％至35％的盐酸，或者体积浓度90％至95％的草酸。按固相物质：水＝(20-25)：100的质量比，将固相物质与水混合，获得第二浆料。

上述一级除砂筛选和二级除砂筛选步骤能够去除第一浆料中的沙砾、石英类杂质。上述一级磁选除杂、二级磁选除杂和三级磁选除杂相配合的步骤则能够在一定程度上去除第一浆料中的铁杂质(尤其是三价铁)，酸洗能够去除第一浆料中的二价铁。因此，上述步骤可以提高成品高岭土的白度和纯度。

在本发明实施例的部分实施方式中，S300包括：对通过S200获得的第二浆料中的固相物质依次进行插层处理、剥片处理、漂白处理和包覆处理，洗涤，压滤，烘干、研磨，获得成品高岭土。

具体而言，S300包括以下的S310至S350。

在上述实施方式中，插层处理和剥片处理可以通过机械混合的方式进行，也可以通过微波、超声等手段进行辅助。其中，可以添加二甲基亚砜、尿素、甲基甲酰胺、石墨等物质作为插层剂。其中，尿素作为小分子有机物，能够进入高岭土的层间结构，使得高岭土的层间距变大，层间作用力减小。采用尿素作为插层剂对通过S200获得的第二浆料中的固相物质进行插层处理，能够提高后续剥片处理的剥片效果。

在上述实施方式中，除了超重力旋转床，还可以采用例如高速均质分散机的其他设备进行剥片处理。可选地，S320中，超重力旋转床的超重力水平为1000g至1200g，剥片处理的处理时间为6h至8h。

在上述实施方式中，漂白处理可以为化学漂白或物理漂白。其中，可以采用例如还原性酸、过氧化氢溶液、聚丙烯酰胺、二亚硫酸钠、聚丙烯酸钠等具有漂白功能的物质进行上述漂白处理。

在上述实施方式中，包覆处理是指在高岭土颗粒或粉体的表面包覆或部分包覆无机氧化物。比如，通过包覆氧化镁、氧化锆、氧化锌等无机氧化物。包覆处理可以改善高岭土颗粒或粉体的外观(比如：利用氧化锆、氧化锌等无机氧化物提高高岭土的白度或光泽度)，还可以改善高岭土颗粒或粉体的理化性能(比如：利用氧化镁提高高岭土的电学性能，或利用氧化铝提高高岭土的机械性能)。其中，包覆处理可以为干法包覆或湿法包覆。

在上述实施方式中，洗涤，压滤，烘干、研磨为本领域技术人员的常规操作，在此不再赘述。

高岭土的主要成分是高岭石，其晶体结构特点是单元层结构由两层组成。即：一层硅氧四面体层和铝氧八面体层连接而成。高岭土单元晶层的一面为OH层，另一面为O层，而-OH键具有较强的极性，其晶层与晶层之间容易形成氢键。上述结构单元层间靠氢键连接成重叠的层状堆叠，因此高岭石具有片状结构，且其片层之间连接紧密，层间距较小。这一问题限制了高岭土在造纸、塑料及油漆等化工行业中的应用。为此，本发明实施例可以通过插层处理和剥片处理破坏高岭土的片层结构，以降低高岭土片层之间的吸引力。尤其，插层处理可以使得插层剂进入高岭土的片层结构之间，剥片处理可以促进高岭土层与层之间的解离，由此能够提高高岭土层与层之间的间距，降低高岭土的粒径，提高其细腻程度。因此，本发明实施例获得的成品高岭土的层间结合力减弱，粒度较小，其更加易于分散且不易团聚。此外，本发明实施例可以在高岭土的片层结构被破坏后通过漂白和包覆提高高岭土的白度，进而提高其性能和产品附加值。

在本发明实施例的部分实施方式中，S310包括：

其中，上述步骤的目的在于将云母粉在含有N，N-二甲基甲酰胺的聚乙烯醇中浸泡。N，N-二甲基甲酰胺作为包含碱基的有机化合物，能够与云母粉进行层间阳离子交换，以促进云母粉的预先剥离。此外，相比于氢氧化钠等强碱性物质，N，N-二甲基甲酰胺的性质更为温和，在实现促进预先剥离作用的基础上，不会破坏云母片层内部的结构。因此，通过S311能够获得预先剥离的云母插层剂，以便实现少量云母插层剂向相对大量的尿素中的掺杂。

其中，上述步骤的目的在于将少量云母插层剂与相对大量的尿素混合，以使得经过预先剥离的少量云母插层剂在尿素中的掺杂混合。

其中，经过固液分离的第二浆料中的第一固相物质不需经过烘干，可直接将第一固相物质和云母插层剂以及尿素插层剂混合。由于云母插层剂中含有聚乙烯醇。因此，可以将上述原料直接进行湿法研磨。其中，湿法研磨的作用在于使得云母插层剂和尿素插层剂与第一固相物质(包含高岭土)充分均匀地反应。相对于在溶剂中将高岭土和尿素混合搅拌，湿法研磨的方式可控性更强，反应更为彻底，插层效果更佳。

在上述S311至S313中，采用云母和尿素作为复合插层剂。云母为具有层状结构的铝硅酸盐。通过在尿素插层剂中添加少量的云母插层剂，并在后续步骤中对包含插层剂的高岭土进行微波处理，可使得高岭土在微波能量作用和插层作用之下进行膨胀以促进层间剥离，并且掺杂于尿素之中的云母可以与尿素共同进入高岭土的层间结构。本身具有可剥离属性的云母在微波作用下可以促使高岭土的层间距进一步增大，以提高插层剥离效果。

在本发明实施例的部分实施方式中，S330包括：

其中，S200能够对高岭土原料中例如二价三价铁、锰、钼等的磁性杂质进行相对有效地去除。然而，在S310包括S311至S313的情况下，云母粉作为天然矿物，其可能再次引入少量杂质。尽管云母粉对高岭土的颜色，尤其是白度的影响甚微，但其杂质可能为高岭土的电学或力学性能带来不利影响。为此，可以通过上述S331至S334对高岭土进行进一步地化学除杂，以去除非磁性杂质，尤其是去除可能由云母引入的杂质的影响。

其中，在S331中，可以将过氧化氢和其他处理剂与水混合，也可以将除了过氧化氢的其他处理剂加入双氧水中。其中，乙二胺四乙酸为缓冲剂，γ-氨丙基三乙氧基硅烷为偶联剂，十二烷基磺酸钠为阴离子表面活性剂，柠檬酸和过氧化氢起到漂白作用。采用上述原料配制的第一漂白剂通过S333对第二改性高岭土进行漂白，不仅漂白效果较好，并且其相比于强酸强碱漂白剂性质更为温和。在S332中，L-抗坏血酸作为还原剂，能够将高价杂质(例如三价铁)还原为低价杂质(例如二价铁)，并抑制已经被还原的低价杂质再次被氧化。在相关技术中，存在着直接将L-抗坏血酸与高岭土浆料混合的技术手段。然而，如前文所言，高岭土难以分散，易于团聚，因此浆料状态的高岭土难以与L-抗坏血酸有效接触，导致L-抗坏血酸原料用量大，且还原漂白效果不佳。为此，本实施例将L-抗坏血酸和海藻酸钠在水中混合。海藻酸钠为阴离子聚合物多糖。当海藻酸钠水溶液中被加入钙离子，海藻酸钠分子链中古罗糖醛酸的钠离子与钙离子发生交换反应，古罗糖醛酸片段与钙离子形成具有两个六元环结构的螯合物质，古罗糖醛酸片段发生折叠堆积，使得含有L-抗坏血酸的液相的海藻酸钠水溶液变为含有L-抗坏血酸的海藻酸钙水凝胶结构的第二漂白剂(即Egg-Box结构)。进而，通过将第二改性高岭土与第二漂白剂混合并湿法研磨，可以促进含有L-抗坏血酸的海藻酸钙水凝胶结构包覆在第二改性高岭土的表面并与其充分接触，以提高还原漂白效果。

在本发明实施例的部分实施方式中，S340包括：

S341中，四氯化锆和壳聚糖可溶于水，形成含有壳聚糖的锆盐溶液。S342中，通过向含有第三改性高岭土的锆盐溶液中滴加氢氧化钠溶液，可使得氢氧化锆在第三改性高岭土的表面析出。此外，壳聚糖为阳离子聚合物多糖，壳聚糖的氨基与海藻酸钙的羧基之间发生静电作用。由此，阳离子聚合物多糖与阴离子聚合物多糖发生络合反应，以促进氢氧化锆在第三改性高岭土表面的均匀连续析出，从而保证氢氧化锆均匀地包覆在第三改性高岭土表面。最后，通过在550℃至650℃的温度条件下进行热处理，使得氢氧化锆热分解为氧化锆，氧化锆能够提高高岭土的白度和光泽度，并提高其机械性能。

下面通过实施例1至8，对本申请实施例提供的高岭土的制备方法进行详细地说明。其中，实施例1至2采用的高岭土原料为通过商业途径购得的富钾钠高岭土，实施例3至4采用的高岭土原料为产地为闽南地区并含有砂型高岭土的建筑渣土一级尾砂。实施例1至8中除了上述高岭土原料的其他原料均通过商业途径购得。各个步骤中的水为去离子水。实施例1至4制备了四组高岭土样品。实施例5至8则对通过实施例4制备的高岭土样品进行了进一步地改性处理。

实施例1至4

以下的实施例1至4采用不同的原料配比以及工艺参数，制备了四组成品高岭土的样品。其中，实施例1至4采用的原料及其配比列于表1。实施例1至4采用的制备步骤如下。

A1、将六偏磷酸钠、高岭土原料和水在捣浆机中混合，配制第一浆料。

A2、将第一浆料送入螺旋分级机进行一级除砂筛选。

A3、将经过螺旋分级机处理的第一浆料先后送入φ75和φ50的水力旋流器进行二级除砂筛选。

A4、将经过水力旋流器处理的第一浆料送入永磁高梯度磁选机进行一级磁选除杂。

A5、将经过永磁高梯度磁选机处理的第一浆料送入电磁高梯度磁选机进行二级磁选除杂。

A6、将经过电磁高梯度磁选机处理的第一浆料送入低温超导高梯度磁选机进行三级磁选除杂。

A7、向经过低温超导高梯度磁选机处理的第一浆料中加入酸洗介质并搅拌，直至第一浆料的pH值达到3至4后对第一浆料中的固相物质进行脱酸和沉降分离。

在步骤A7之后，通过对实施例1至3获得的第一浆料中的固相物质直接进行洗涤、压滤，烘干、研磨，则可以获得高岭土样品1至3。

对于通过实施例4制备的第一浆料中的固相物质，在步骤A7之后，则不直接对其进行洗涤、压滤，烘干、研磨，而是通过实施例5至8，将实施例4制备的第一浆料中的固相物质配置为第二浆料，并对第二浆料进行进一步地改性处理。

表1

实施例5至8

以下的实施例5至8采用不同的原料配比以及工艺参数，将实施例4制备的第一浆料中的固相物质配置为第二浆料，并对第二浆料进行进一步地改性处理。

其中，实施例5至8采用的原料及其配比列于表2。实施例5至8采用的制备步骤如下。

B1、将固相物质与水混合，获得第二浆料。

B2、将N，N-二甲基甲酰胺和云母粉在聚乙烯醇中超声分散均匀，静置2h至3h，分离固相物，获得云母插层剂。

B3、称取云母插层剂和尿素插层剂。

B4、对第二浆料进行固液分离，获得第一固相物质，并将第一固相物质和云母插层剂和尿素插层剂混合均匀，升温并在保温条件下进行湿法研磨，冷却至室温，送入微波处理装置进行微波处理，洗涤、过滤、烘干，获得第一改性高岭土。

B5、采用超重力旋转床，对第一改性高岭土进行剥片处理，获得第二改性高岭土。

B6、将乙二胺四乙酸、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、十二烷基磺酸钠、柠檬酸、过氧化氢在水中混合均匀，获得第一漂白剂。

B7、将L-抗坏血酸和海藻酸钠在水中混合均匀，滴加氯化钙溶液并同步搅拌至胶态物质不再增加后过滤，获得胶态的第二漂白剂。

B8、将第二改性高岭土置于第一漂白剂，进行超声处理，洗涤，过滤。

B9、将经过上一步骤处理的第二改性高岭土与第二漂白剂混合均匀，进行湿法研磨，洗涤、过滤、烘干，获得第三改性高岭土。

B10、将壳聚糖和四氯化锆在水中混合均匀，获得锆盐溶液。

B11、将第三改性高岭土与锆盐溶液混合均匀，滴加氢氧化钠溶液至pH值为9至10，分离固相物，洗涤，过滤，烘干，进行热处理，获得第四改性高岭土。

B12、对第四改性高岭土进行洗涤，压滤，烘干、研磨，获得成品高岭土。

实施例5至8通过上述步骤对实施例4获得的样品4分别进行处理，可以分别获得高岭土样品5至8。

表2

性能测试

通过上述实施例1至8，相应地获得的高岭土样品1至8。为了衡量高岭土样品1至8的白度，在获得高岭土样品1至8后且在进行白度测试之前，对高岭土样品1至8分别进行煅烧。煅烧的温度为1200℃，煅烧的时间为2.5h。煅烧处理前随炉升温，煅烧处理后随炉冷却，煅烧处理在空气氛围中采用电阻炉实施。在煅烧并冷却后，根据GB/T5950的测试方法，对高岭土样品1至8进行测试，其中，高岭土样品1至8的白度列于表3。

实施例	白度	实施例	白度
				实施例1	94.2	实施例5	96.3
实施例2	94.5	实施例6	96.0
				实施例3	93.9	实施例7	96.2
实施例4	94.6	实施例8	95.9

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上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

1.一种富钾钠高岭土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100、将六偏磷酸钠、高岭土原料和水混合，配制第一浆料；

S200、对通过所述S100获得的所述第一浆料进行除砂筛选、磁选除杂和酸洗除杂，获得第二浆料；

S300、对通过所述S200获得的所述第二浆料进行改性处理，洗涤，压滤，烘干、研磨，获得成品高岭土；

所述S300包括：

S310、采用包括尿素的插层剂，对通过所述S200获得的所述第二浆料中的固相物质进行插层处理，获得第一改性高岭土；

S320、采用超重力旋转床，对通过所述S310获得的所述第一改性高岭土进行剥片处理，获得第二改性高岭土；

S330、采用漂白剂，对通过所述S320获得的所述第二改性高岭土进行漂白处理，获得第三改性高岭土；

S340、采用包覆剂，对通过所述S330获得的所述第三改性高岭土进行包覆处理，获得第四改性高岭土；

S350、对通过所述S340获得的所述第四改性高岭土进行洗涤，压滤，烘干、研磨，获得所述成品高岭土；

所述S330包括：

S331、按乙二胺四乙酸：γ-氨丙基三乙氧基硅烷：十二烷基磺酸钠：柠檬酸：过氧化氢：水=（0.2-0.3）：（2-4）：（2-4）：（6-8）：（18-20）：100的质量比，将所述乙二胺四乙酸、所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷、所述十二烷基磺酸钠、所述柠檬酸、所述过氧化氢在所述水中混合均匀，获得第一漂白剂；

S332、按L-抗坏血酸：海藻酸钠：水=（1-2）：（30-40）：100的质量比，将所述L-抗坏血酸和所述海藻酸钠在所述水中混合均匀，滴加质量浓度为2%至3%的氯化钙溶液并同步搅拌至胶态物质不再增加后过滤，获得胶态的第二漂白剂；

S333、按所述第二改性高岭土：所述第一漂白剂=（15-20）：100的质量比，将通过所述S320获得的所述第二改性高岭土置于通过所述S331获得的所述第一漂白剂，在20kHz至40kHz频率条件下进行时间为30min至40min的超声处理，洗涤，过滤；

S334、按所述第二改性高岭土：所述第二漂白剂=（50-60）：100的质量比，将经过所述S333处理的所述第二改性高岭土与通过所述S332获得的所述第二漂白剂混合均匀，进行时间为1h至2h的湿法研磨，洗涤、过滤、烘干，获得所述第三改性高岭土；

所述S340包括：

S341、按壳聚糖：四氯化锆：水=（2-4）：（4-6）：100的质量比，将所述壳聚糖和所述四氯化锆在所述水中混合均匀，获得锆盐溶液；

S342、按所述第三改性高岭土：所述锆盐溶液=（20-30）：100质量比，将通过所述S330获得的所述第三改性高岭土与通过所述S341获得的所述锆盐溶液混合均匀，滴加质量浓度为4%至6%的氢氧化钠溶液至pH值为9至10，分离固相物，洗涤，过滤，烘干，在550℃至650℃的温度条件下进行时间为2h至3h的热处理，获得所述第四改性高岭土。

2.根据权利要求1所述的富钾钠高岭土的制备方法，其特征在于，在所述S100中，所述高岭土原料包括产地为闽南地区并含有砂型高岭土的建筑渣土一级尾砂。

3.根据权利要求1所述的富钾钠高岭土的制备方法，其特征在于，

通过所述S300获得的所述成品高岭土包括三氧化二铝，所述三氧化二铝在所述成品高岭土中所占的质量百分比大于或等于29%；和/或

通过所述S300获得的所述成品高岭土包括氧化钾和氧化钠，所述氧化钾和所述氧化钠在所述成品高岭土中所占的质量百分比大于或等于2.3%；和/或

通过所述S300获得的所述成品高岭土包括铁杂质，所述铁杂质在所述成品高岭土中所占的质量百分比小于或等于0.60%。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的富钾钠高岭土的制备方法，其特征在于，

所述S100包括：按六偏磷酸钠：高岭土原料：水=（0.1-0.2）：（16-20）：100的质量比，将所述六偏磷酸钠、所述高岭土原料和所述水在捣浆机中混合，配制所述第一浆料；

所述S200包括：将通过所述S100获得的所述第一浆料送入螺旋分级机进行一级除砂筛选；将经过所述螺旋分级机处理的所述第一浆料先后送入φ75和φ50的水力旋流器进行二级除砂筛选；将经过所述水力旋流器处理的所述第一浆料送入7000Oe至9000Oe的永磁高梯度磁选机进行一级磁选除杂；将经过所述永磁高梯度磁选机处理的所述第一浆料送入20000Oe至30000Oe的电磁高梯度磁选机进行二级磁选除杂；将经过所述电磁高梯度磁选机处理的所述第一浆料送入45000Oe至55000Oe的低温超导高梯度磁选机进行三级磁选除杂；向经过所述低温超导高梯度磁选机处理的所述第一浆料中加入酸洗介质并搅拌，直至所述第一浆料的pH值达到3至4后对所述第一浆料中的固相物质进行脱酸和沉降分离，其中，所述酸洗介质为体积浓度12%至24%的硫酸，或者体积浓度30%至35%的盐酸，或者体积浓度90%至95%的草酸；按固相物质：水=（20-25）：100的质量比，将所述固相物质与所述水混合，获得所述第二浆料；

所述S300包括：对通过所述S200获得的所述第二浆料中的固相物质依次进行插层处理、剥片处理、漂白处理和包覆处理，洗涤，压滤，烘干、研磨，获得所述成品高岭土。

5.根据权利要求1所述的富钾钠高岭土的制备方法，其特征在于，所述S310包括：

S311、按N，N-二甲基甲酰胺：云母粉：聚乙烯醇=（2-4）：（30-40）：100的质量比，将所述N，N-二甲基甲酰胺和所述云母粉在所述聚乙烯醇中超声分散均匀，静置2h至3h，分离固相物，获得云母插层剂；

S312、按云母插层剂：尿素插层剂：通过所述S200获得的所述第二浆料=（0.2-0.3）：（2-4）：100的质量比，称取通过所述S311获得的所述云母插层剂和所述尿素插层剂；

S313、对通过所述S200获得的所述第二浆料进行固液分离，获得第一固相物质，并将所述第一固相物质和通过所述312称取的所述云母插层剂和所述尿素插层剂混合均匀，升温至60℃至70℃，在保温条件下进行时间为4h至6h的湿法研磨，冷却至室温，送入微波处理装置，在400W至600W的功率条件下，进行时间为2min至4min的微波处理，洗涤、过滤、烘干，获得所述第一改性高岭土。

6.根据权利要求1所述的富钾钠高岭土的制备方法，其特征在于，所述S320中，所述超重力旋转床的超重力水平为1000g至1200g，所述剥片处理的处理时间为6h至8h。

7.一种富钾钠高岭土，其特征在于，所述富钾钠高岭土采用如权利要求1至6中任一项所述的制备方法获得。