[發(fā)明專利]一種提高高嶺土粘濃度的方法

無效

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• 申請日: 2007-05-25
• 公開（公告）號: CN101058218A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發(fā)明（設計）人: 嚴春杰;朱小燕
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: B28C3/00
• 分類號: B28C3/00;B28C7/06;B28C1/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發(fā)明涉及一種提高嶺土粘濃度的方法。

背景技術

高嶺土是一種使用廣泛的非金屬礦產(chǎn)資源，化學式Al₄(Si₄O₁₀)(OH)₈，是二八面體1:1型層狀硅酸鹽，每一個晶層單元由一層硅氧四面體和一層鋁氧八面體通過共同的氧互相連接而形成。利用高嶺土特殊的層狀結構，對其可以進行有機化插層，這是改性的一種很重要的方法。高嶺土層間不含可交換離子，而且晶層之間被氫鍵緊緊地連接在一起，客體分子的插層作用比較困難，只有少數(shù)的極性分子可以插入。層間結構作用力的減弱會導致層間距的增加?？腕w分子能與Al-OH四面體和Si-O-Si八面體形成氫鍵，所以，客體分子會影響主體材料(高嶺土)的結構，改變它的宏觀及微觀性質。其中，高嶺土在造紙中作為涂料用的應用受到多方面的關注。

隨著我國造紙工業(yè)迅速發(fā)展，造紙工業(yè)的技術和裝備水平不斷進步，高速涂布機獲得廣泛應用，要求涂布高嶺土顏料必須具備固含量高、粘度低、流變性好的特性。按照造紙行業(yè)的要求，刮刀涂布高嶺土的粘濃度至少應在68％以上(高嶺土行業(yè)常以粘濃度值表示粘度的高低，其單位為500mPa·s時的百分濃度值，值大表示粘度低；反之粘度高)。目前，由于國產(chǎn)高嶺土不少是原生高嶺土(即風化型和熱蝕變型)，其粘濃度一般在50％-65％；中國用于造紙涂料高嶺土的粘濃度大多數(shù)在66％-68％之間，至使我國造紙業(yè)生產(chǎn)銅版紙和白版紙用優(yōu)質涂料級高嶺土長期以來供不應求，所以每年需從美國、英國、巴西等國家進口優(yōu)質涂料級高嶺土，如美國KCS、美國Alphacote公司及巴西Amazon88高嶺土的粘濃度則分別可達到70％、74.5％、74.4％。中國高嶺土儲量豐富，非煤建造型高嶺土的儲量居世界第五位，至2003年底探明我國21省市232處產(chǎn)地基礎儲量為5.46億噸。但是，大部分都不能直接用于刮刀級涂布造紙，而且，近年來隨著人民生活水平的提高，優(yōu)質銅版紙和涂布白版紙的消費量迅速增加，造紙企業(yè)數(shù)量也迅速增多，規(guī)模也不斷增大，對造紙高嶺土的需求會越來越大。

高嶺土產(chǎn)地不同，其品質與結構各異。所以，關于高嶺土作為涂料使用時提高粘濃度的研究方法很多，但效果不顯著，或是適用性不佳。

中國專利CN1315601A提供了一種以機械方法為主降低高嶺土粘度的方法，采用高嶺土礦為原料，并采取以下步驟：

①對原料進行選礦提純處理；②將處理后的原料與水混合，混合的固含量為60％-85％；③將混合物料放入具有捏合和擠壓功能的設備中，對混合物料進行機械性捏合擠壓，捏合擠壓時間為10-60分鐘；④然后對捏合擠壓后的混合物料進行成品加工。在原礦粘濃度為50％-65％的基礎上提高到68％以上，但是，它其實受到原礦因素影響很大，機械法降粘到一定的粘濃度就到了極限，無法再提高至國外產(chǎn)品的同類水平。

中國專利CN1528979A提供了一種造紙涂料高嶺土的增白降粘工藝方法，其特征是礦漿分級后經(jīng)高梯度磁選，再進行化學漂白和表面活化處理，礦漿濃度8-12％，PH值6-7，磁場強度1.9-2.2特斯拉，分選周期10-15分鐘/次；化學漂白作業(yè)控制條件：8-12％，硫酸1.7-1.9公斤/噸，連二亞硫酸鈉：6.2-6.6公斤/噸，漂白時間：10-20分鐘；表面活化處理應用聚丙烯酸鈉，用量為1.4-1.6公斤/噸。此專利中應用到過多的化學試劑會影響高嶺土造紙涂中其它添加劑的使用，使粘濃度不穩(wěn)定；而且，此方法中工藝繁復，不易于操作；此專利主要強調(diào)如何利用高梯度磁選和化學漂白方法提高高嶺土的白度，對于粘度的降低只是依賴于表面活化處理的化學試劑聚丙烯酸鈉，局限性較大。

中國利CN1559974A所涉及到的插層高嶺土方法是先將要插層改性的高嶺土分散于插層溶液中形成均勻的懸浮液，然后進行超聲處理，最后分離、洗滌、干燥、研磨得到產(chǎn)品。所使用的一次插層劑為二甲基亞砜，二次插層劑為油酸、硬脂酸、丙烯酰胺或是乙二醇，十六烷基溴化銨。只是關注于高嶺土液態(tài)插層技術，對于其應用并沒有進行研究。其中專利CN1398925A將加工的高嶺土粉料(-45um)、插層劑、水和氯化鈉以一定的比例混合采用濕法研磨，使插層劑進入層間。也是濕法插層，而且目的是為了減小高嶺土的粒度。

還有中國專利CN1522959A，它涉及到利用煤矸石作原料制備超細煅燒高嶺土方法。其將煤矸石粉料和尿素混合加入球磨機或振動磨中，干法研磨插層，再進行煅燒。其中涉及到煤系高嶺土的插層技術，得到煅燒超細高嶺土產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種提高高嶺土粘濃度的方法。