[發明專利]顆粒材料的熱處理方法

無效

• 申請號: 200680024291.1
• 申請日: 2006-05-01
• 公開（公告）號: CN101218309A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: I·伊爾迪林;R·普呂特
• 申請（專利權）人: 英默里斯顏料公司
• 主分類號: C09C1/42
• 分類號: C09C1/42;C09C3/04;C09C3/06;C04B33/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉冬;范赤

本申請要求2005年5月2日提交的美國臨時專利申請No.60/676,294的優先權。

[001]本發明涉及諸如高嶺土的顆粒材料的熱處理新方法以及涉及向顆粒材料提供添加劑的方法。所得到的產物可以具有多種用途，例如作為油漆、塑料、聚合物、造紙和涂料組合物中的填料或增量劑。更一般來說，本文中公開的產物可用于使用諸如煅燒高嶺土的熱處理礦物的情況。

[002]顆粒狀高嶺土在自然狀態下以水合形式出現，存在的形式為包含至少一個羥基官能度的結晶結構。顆粒狀高嶺土通過熱處理可以轉變成煅燒的形式。這種處理造成顆粒狀高嶺土脫去羥基。在煅燒期間，水合高嶺土從結晶形式轉變為非晶形式。此外，在煅燒期間可能會出現聚集。取決于相關的煅燒溫度和/或所用煅燒爐的類型，聚集體的尺寸可以為直徑小到幾微米及大到幾毫米。

[003]顆粒礦物的某些熱處理，例如高嶺土的煅燒，需要高溫條件，通常從500℃至1200℃，這有可能導致相當大的能量消耗。為了由水合高嶺土制備充分煅燒的產物，所需的熱能高達600萬Btu/噸(基于干煅燒進料速率)的煅燒方法是相當常見的。

[004]因此，仍需開發新的有效熱處理方法，例如煅燒方法。

[005]熱處理前，將諸如TiO₂的添加劑加入到諸如高嶺土的顆粒材料中，從而改善所得到的顆粒礦物的光學性質，這往往證明是有利的。例如，諸如TiO₂的添加劑可以改善煅燒高嶺土產物的不透明度和光散射特性。然而，當將諸如TiO₂的疏水性添加劑加入到顆粒材料的含水懸浮液中時可能發生凝絮并形成聚集體，導致向熱處理材料表面的分散不夠理想，降低其對不透明度和光散射的有益效果。

[006]因此，也需要有改進的方法，用于在熱處理前向顆粒材料提供添加劑。

[007]本發明的一個方面提供一種熱處理方法，其包括：

(a)在液體燃料中混合至少一種添加劑，從而形成添加劑/液體燃料混合物；

(b)用該添加劑/液體燃料混合物涂覆顆粒材料的至少一部分，從而形成涂覆的顆粒材料；和

(c)加熱該涂覆的顆粒材料，從而煅燒該顆粒材料并燃燒液體燃料，從而形成經熱處理的產物。

[008]根據這一方面，用添加劑/液體燃料混合物涂覆顆粒材料的至少一部分可以提供用于加熱進料的額外能量。顆粒材料可以被直接加熱，例如通過由窯爐提供熱量，也可以通過由燃燒液體燃料產生熱量被間接加熱。結果是，由于使用涂覆顆粒材料的液體燃料所帶來的協同效應，煅燒可以在較低的溫度下進行。因此可以減少煅燒所需的總熱能。

[009]與固體燃料相比，使用液體燃料作為次級熱源也是有益的。例如，液體燃料可以提供高于固體燃料的熱值。在給定的添加速率下，比起諸如木炭、木屑、有機污泥等的任何其他固體化石燃料源，燃料油可以產生更多的熱量。此外，使用諸如烴的液體燃料不會導致產生可能引起煅燒產物變色的灰分。

[010]與固體燃料相比，通過涂覆可以使添加劑/液體燃料混合物在整個顆粒材料中擴散得更加均勻。用在本文中的“涂覆”是指涂覆至少一部分可達到的顆粒材料的外表面，無論其是否作為聚集體(如果在顆粒材料中有的話)而存在，或者涂覆至少一部分的個體顆粒的表面。通過將添加劑涂覆到顆粒材料的表面上，可以使該添加劑的分散得以改善。例如，通過增加TiO₂的分散并使之定域到顆粒材料的表面上，可以使TiO₂添加劑對不透明度和光散射的有益效果得以改善。

[011]一方面，“液體燃料”是指在操作溫度下為液體的燃料。例如，一種燃料在室溫下可以為固體，但在與顆粒材料進行混合以涂覆該材料時可以充分地為液體。

[012]一方面，添加劑/液體燃料混合物可以采用任何的形式，例如漿料或懸浮液。在一方面中，(a)步驟中的混合包括在液體燃料中分散至少一種添加劑，從而形成添加劑/液體燃料分散體。在一方面中，該混合可以在至少一種分散劑存在以保持懸浮的情況下進行。在一方面中，該至少一種分散劑可以選自：諸如聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸銨、聚丙烯酰胺鈉的丙烯酸鹽基有機分散劑，環氧乙烷-環氧丙烷共聚物；諸如硅酸鈉、偏硅酸鈉、六偏磷酸鈉和焦磷酸四鈉的無機分散劑；以及諸如2-氨基-2-甲基-1-丙醇的醇基分散劑。其他的有機分散劑也可以用于本申請中，例如大豆卵磷脂基分散劑，以及失水山梨醇基分散劑，如失水山梨醇三脂肪酸酯和乙氧基化失水山梨醇三脂肪酸酯。