CN1613818A - 一种超细高岭土的生产方法 - Google Patents

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廖金良
杨增良
陈天锡
李书平
王晓
巫广权
罗文照
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Abstract

一种超细高岭土的生产方法，高岭土先经捣浆、三级旋流器分级、卧螺分级、高梯度磁选、化学漂白、表面活化处理、离心脱水、压滤脱水、超细磨、干燥，超细磨是将滤饼加入分散剂和水用机械搅拌打碎化成固含量为55～60％的浆液，调节浆液的pH值为5.5～6.0，送剥片机进行超细磨。本发明工艺设计合理，生产的高档涂料高岭土产品质量稳定，接近了纳米级材料的细度，白度、粘浓度等质量指标达到高档涂布造纸的要求，明显改善涂布纸张的表面性能，提高纸张的质量，降低生产成本。

Description

一种超细高岭土的生产方法
技术领域
本发明涉及一种高岭土的生产方法，特别是一种适用于风化沉积砂质型、晶体结构为片状的高岭土超细生产方法。
背景技术
高岭土是涂布造纸工业必不可少的重要原料之一，通过涂布，能够生产出具有不同性能、不同质量档次的各种涂布纸张，从而满足人们不同的需求。我国高岭土资源可分为三大类。其中一种是以茂名高岭土为代表的经风化沉积成矿的砂质型高岭土，其晶体结构多为片状，也有针状、管状结构。在加工方法上，这种矿物不需要进行机械破碎，只要将高岭土从砂质中分离出来就基本可以了。
但在高档涂布造纸方面，对高岭土产品的质量要求比较高，如白度：87％以上；片状的晶体结构；PH值：5～7；粒级分布：-5μm含量100％，-2μm含量98％，-1μm含量90％以上，平均粒径小于0.5μm；粘浓度超过70％；水分：小于1.5％。除此以外，还要求有良好的分散流变性能。
高档涂料高岭土产品生产的关键工艺技术就在于超细除杂、增白、降粘(表面改性)三个方面。现有技术中，增白、降粘方面的工艺较多，在应用中效果也不同，尚未能很好与超细除杂加工工艺配套；通常在高岭土超细除杂上，普遍采用水力旋流器、卧螺分级机(也有采用自然沉降分级的)工艺，其细度达不到超细高岭土的要求。如要保证细度达标，则要分选出粒度超标部分高岭土，会造成资源的大量浪费，经济上不合算。高岭土的超细加工方法，有的采用插层法，即在片状高岭石层状晶体之间注入化学药剂，使其膨胀分离，从而达到超细的目的。也有的采用高速研磨机研磨高岭土进行超细的工艺技术，这种研磨不使用任何介质，直接通过机械剪切力对高岭石进行超细处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低、并且产品质量稳定可靠的超细高岭土的生产方法，满足生产高档涂料产品的需要。
本发明的目的可以通过如下技术措施来实现：本方法采用晶体结构为片状的高岭土为原料，加工步骤如下：
(1)、将原料进行捣浆，经三级旋流器分级，尾矿弃置，分选出来的高岭土粒度小于2mm的含量在65％以上，再进行卧螺分级，底流作填料处理，分选出来的高岭土粒度小于2mm的含量富集至大于90％；
(2)、卧螺分级出来的矿浆经高梯度磁选，弃置含铁尾矿，再进行化学漂白，化学漂白作业控制条件为：矿浆浓度：6～12％，硫酸：8～12公斤/吨，连二亚硫酸钠：10～12公斤/吨，碱性剂1.2～1.5公斤/吨，漂白时间：10～20分钟，经离心机脱水(除去亚微离子)、板框压滤机脱水得滤饼；
(3)、将滤饼加入分散剂和水用机械搅拌打碎化成固含量为55～60％的浆液，分散剂的加入量为滤饼重量的0.3～0.6％，加碱性剂调节浆液的PH值为5.5～6.0，送剥片机进行超细磨，剥片机以氧化锆珠为研磨介质，氧化锆珠的重量配比为：直径为1.2～1.8mm氧化锆珠占50～60％，直径为0.7～1.2mm的氧化锆珠占40～50％，研磨转速为700～800rpm，浆液在剥片机内停留研磨时间为5～10分钟，经超细磨的高岭土粒度小于2μm的含量在98％以上，平均粒径为0.35～0.38μm。
(4)、将步骤(3)得到的浆液进行喷雾干燥后得到干粉产品。
上述的分散剂由六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠组成，其配比为：六偏磷酸钠占70～80％，聚丙烯酸钠占20～30％。
上述的碱性剂为氢氧化钠。
本发明工艺方法设计合理，原矿先经捣浆、三级旋流器分级、卧螺分级、高梯度磁选、化学漂白、表面活化处理、离心脱水、压滤脱水后，再进行剥片研磨，利用高岭土片状晶体结片与片之间解理发育及其结合力较弱的特点，通过高剪切介质相互磨擦产生的剪切力，将高岭土片状晶体得到进一步解离、破碎，从而达到超细的目的，同时还可降低高岭土产品的粘度，生产的高档涂料高岭土产品质量稳定，接近了纳米级材料的细度，白度、粘浓度等质量指标达到高档涂布造纸的要求，可以明显改善涂布纸张的表面性能，提高纸张的质量，降低生产成本。
具体实施方式
采用茂名地区的砂质型、晶体结构为片状的高岭土为原料，生产本公司MM01产品的质量指标如下：
   指标      白度   粘浓度    PH值  325目筛余量     水分
    大于87.0％   71.5％    6.5    0.0012％    1.12％
 粒级分布     -1μm   -2μm   -5μm     -8μm   平均粒径
    90.7％   98.9％   100％     100％   0.38μm
实施例一：
1、原料经捣浆后，采用1500高堰式螺旋分级机，去除2mm以上部分粗砂，高岭土粒度小于2mm的含量富集至90～92％；采用二级250碳化硅材料制作的水力旋流器去除小于2mm部分细石英砂，得到浓度为10～13％、含沙量小于5％的矿浆。其中旋流器第一级工作压力为1.5kg2/cm2，流量40m3/n/台；二级工作压力为1.8～2.0kg/cm2，流量40m3/n/台。经上述工艺处理后的原料，加入六偏磷酸钠进行捣浆，然后用三级旋流器(第一级φ250、二级φ75、三级φ25)、卧螺分级机进行分级，可得到浓度为6～12％小于2μm含量大于90％的矿浆，其中第一级旋流器工作压力为1.8～2.0kg/cm2，二级为2.5～3.0kg/cm2，三级为3.5～4.0kg/cm2；卧螺分级机转速2160ppm、分离因素3200，流量45m3/n/台；
2、对矿浆进行化学漂白，矿浆浓度控制6～12％，按矿浆重量计加入硫酸：1.9公斤/吨、连二亚硫酸钠11公斤/吨、碱性剂1.2公斤/吨，漂白20分钟，经离心机、板框压滤机脱水得滤饼；
3、按滤饼的重量计，加入0.4％分散剂，然后加水将滤饼打碎搅拌成浆液，分散剂由75％六偏磷酸钠和25％聚丙烯酸钠组成，浆液的固含量为57～60％，加氢氧化钠调节浆液的PH值为5.9，送剥片机进行超细磨，剥片机采用BP-500型立式剥片机，工作参数为：功率：150KW、转速：750rpm、流量：10m3/h，采用的氧化锆珠重量配比为：直径为1.2～1.8mm氧化锆珠占60％，直径为0.7～1.2mm的氧化锆珠占40％，浆液在剥片机内停留研磨时间为6分钟，由剥片机出来的浆料经喷雾干燥得产品，产品质量达到标准要求。
本产品经中国制浆造纸研究院试验检测结果：
   指标     ISO白度     粘浓度     PH值   325目筛余量     水分
    87.4％     71.65％     6.27     0.004％    1.27％
 粒级分布     -1μm     -2μm     -5μm     -8μm   平均粒径
    92.3％     99.0％     100％     100％   0.37μm
本产品经中科院广州化学研究所测试分析中心的化学分析结果：
   分析项目  分析结果(％)    分析项目  分析结果(％)
    SlO2     46.08     NaO      0.15
    Al2O3     37.90     CaO      0.13
    Fe2O3     0.52     MgO      0.50
    TiO     0.30     烧失量      13.93
    KO     0.32
实施例二：
加工方法与实施例一相同，原矿先经捣浆、三级旋流器分级、卧螺分级，高梯度磁选磁场强度：2.0特斯拉，分选周期：15分钟/次，化学漂白的矿浆浓度控制8～10％，按矿浆重量计加入硫酸：11公斤/吨、连二亚硫酸钠6.2公斤/吨、碱性剂1.5公斤/吨，漂白30分钟，经离心机和板框压滤机脱水得滤饼；将滤饼加入0.6％分散剂和水用打碎搅拌成浆液，浆液的固含量为55～57％，分散剂由80％六偏磷酸钠和20％聚丙烯酸钠组成，加氢氧化钠调节浆液的PH值为5.5，送剥片机进行超细磨，剥片机采用的氧化锆珠重量配比为：直径为1.2～1.8mm氧化锆珠占50％，直径为0.7～1.2mm的氧化锆珠占50％，研磨8分钟排出来的浆料经喷雾干燥得产品，产品质量达到标准要求。

Claims (3)

1、一种超细高岭土的生产方法，原料为晶体结构为片状的高岭土，先经捣浆、三级旋流器分级、卧螺分级、高梯度磁选、化学漂白、表面活化处理、离心脱水、压滤脱水、研磨、干燥，其特征是：
(1)、化学漂白作业控制条件为：矿浆浓度：6～12％，硫酸：8～12公斤/吨，连二亚硫酸钠：10～12公斤/吨，碱性剂1.2～1.5公斤/吨，漂白时间：10～20分钟。
(2)、将滤饼加入分散剂和水用机械搅拌打碎化成固含量为55～60％的浆液，分散剂的加入量为滤饼重量的0.3～0.6％，加碱性剂调节浆液的PH值为5.5～6.0，送剥片机进行超细磨，剥片机以氧化锆珠为研磨介质，氧化锆珠的重量配比为：直径为1.2～1.8mm氧化锆珠占50～60％，直径为0.7～1.2mm的氧化锆珠占40～50％，研磨转速为700～800rpm，浆液在剥片机内停留研磨时间为5～10分钟。
2、根据权利1所述的生产方法，其特征是分散剂由六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠组成，其配比为：六偏磷酸钠占70～80％，聚丙烯酸钠占20～30％。
3、根据权利1所述的生产方法，其特征是碱性剂为氢氧化钠。
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