[发明专利]一种高岭土组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高岭土组合物及其制备方法，具体涉及一种高干燥强度的高岭土组合物及其制备方法。

背景技术

地球上的矿产，主要分为能源矿产、金属矿产和非金属矿产三种类型。高岭土是一种重要的非金属矿产，与云母、石英、碳酸钙并称为四大非金属矿。高岭土——制造瓷器的主要原料之一。颜色白中微带灰色或黄色，因最初在江西浮梁(今景德镇)东乡高岭村发现，故名。“高岭”一词最早见于清康熙二十一年《浮梁县志》记载，国标上音译Gaolin，成为国际性专用名词。

高岭土主要由小于2个微米的微小片状、管状、叠片状等高岭石簇矿物(高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石等)组成，理想的化学式为Al₂O₃-2SiO₂-2H₂O，其主要矿物成分是高岭石和多水高岭石，高岭石是一种具有良好塑性的白土，其化学组分中含有铝硅酸盐。除高岭石簇矿物外，还有蒙脱石、伊利石、叶腊石、石英和长石等其它矿物伴生。高岭土的化学成分中含有大量的Al₂O₃、SiO₂和少量的Fe₂O₃、TiO₂以及微量的K₂O、Na₂O、CaO和MgO等。

质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。一般的高岭土具有珍珠光泽，颜色纯白或淡灰，如含杂质较多时则呈黄、褐等色。大部分是致密状态或松散的土块状。容易分散于水或其他液体中，有滑腻感，泥土味。密度2.54-2.60 g/cm³。熔点约1785℃。具有可塑性，湿土能塑成各种形状而不致破碎，并能长期保持不变。

因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。随着工业技术的发展和科技水平的提高，陶瓷制品的种类愈来愈多，它不仅与人们日常生活密切相关，而且在国防尖端技术方面的应用也很广泛，如电气、原子能、喷气式飞机、火箭、人造卫星、半导体、微波技术、集成电路、广播、电视及雷达等方面几乎都需要陶瓷制品。可见高岭土矿产在国民经济和国防建设中所占的重要地位。有报道称，日本还有将高岭土用于代替钢铁制造切削刀具、车床钻头和内燃机外壳等方面应用。特别是最近几年，现代科学技术飞速发展，使得高岭土的应用领域更加广泛，一些高新技术领域开始大量运用高岭土作为新材料，甚至原子反应堆、航天飞机和宇宙飞船的耐高温瓷器部件，也用高岭土制成。

目前，全球高岭土总产量约为4000万吨(该数据属于简单的国与国产量的相加，其中没有统计原矿的贸易量，包含较多的重复计算)，其中精制土约为2350万吨。造纸工业是精制高岭土最大的消费部门，约占高岭土总消费量的60%。据加拿大Temanex咨询公司提供的数据，2000年全球纸和纸板总产量约为31900万吨，全球造纸涂料用高岭土总用量为约1360万吨。

自然产出的高岭土矿石，根据其质量、可塑性和砂质(石英、长石、云母等矿物粒径>50微米)的含量，可划分为煤系高岭土、软质高岭土和砂质高岭土三种类型。煤系高岭土一般含1%~6%的碳，质硬，可塑性较差; 软质高岭土质软、可塑性较强,砂质含量50%; 砂质高岭土质松散、可塑性弱,砂质含量50%

不同的资源秉性，基本决定了该资源可适合发展的产业方向。

我国高岭土资源的分布比较分散，品位不高，大多数为煤系高岭土，适用面很窄。需要经改性后才能具有化学性能稳定、电绝缘性好、热稳定性好和白度高等特点，可广泛用于造纸、橡胶、塑料、陶瓷、耐火材料、航空材料等工业领域。

常用的高岭土改性方法有以下几大类:

 1.煅烧

煅烧是改善高岭土性能的特殊加工方法。造纸涂料工业使用煅烧高岭土可以增加散射力和遮盖率，提高油墨吸咐速度。用于电缆填料可增加电阻率，在合成4A沸石、生产氯化铝、冰晶石工业中，煅烧可以增加高岭土的化学活性。高温煅烧能增加白度，可部分代替价昂的钛白粉。煅烧可生产莫来石。对于煤系高岭岩煅烧是必不可少的工艺，因煅烧能脱除炭质、提高白度。

2. 漂白

用作颜料、填料和涂料的高岭土，其白度和亮度的高低直接影响其价值的高低。所谓的漂白即是采用不同手段使高岭土的白度增高。具体方法有磁选漂白、浮选漂白、化学漂白等。

3.超细磨矿