[发明专利]一种超细高白度煅烧高岭土的制备方法

说明书

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 and titanium[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。