[發明專利]一種煅燒高嶺土的制備方法

無效

• 申請號: 200810047547.1
• 申請日: 2008-04-30
• 公開（公告）號: CN101269946A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 陳潔渝;嚴春杰;王焰新;姜磊;韓利雄;朱小燕
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: C04B33/04
• 分類號: C04B33/04
• 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

本發明涉及一種從煤系高嶺土制備煅燒高嶺土的生產工藝，屬于非金屬礦加工領域。

技術背景

煤系高嶺土主要存在于煤層的頂底板和煤層夾矸，與煤共生，是我國占儲量與質量雙重優勢的非金屬礦產資源之一，具有巨大的開發和利用價值。我國煤系高嶺土已探明的遠景儲量高達180億噸，大大超過世界探明高嶺土儲量的總和(167億噸)。煤系高嶺土主要分布在我國北方的東北和西北的石炭-二疊紀煤系中，許多地區的煤系高嶺土中高嶺石含量大于98％，如山西大同、懷仁、朔州、渾源，內蒙古準格爾、烏達，安徽淮北，陜西韓城，湖北宜都等地。80％以上的優質煤系高嶺土賦存于華北晚古生代石炭二疊紀煤系中，以煤層中夾矸、頂底板或單獨形成礦層獨立存在。最典型的是山西大同沉積型硬質煤系高嶺巖大型礦床，具有純度高、層位穩定、片狀結晶完整等特點。

煤系高嶺土因所含高嶺土純度高、結晶程度好、片狀晶形完整而越來越成為生產優質高嶺土產品的主要生產原料，特別是加工煅燒高嶺土超細微粉使其身價倍增。

優質煤系煅燒高嶺土的生產先后經歷了如下兩個工藝過程：

先燒后磨流程：原礦→破碎→干式研磨→分級→煅燒→調漿→濕法研磨→干燥→解聚→產品。

先磨后燒流程：原礦→破碎→干式研磨→調漿→濕法研磨→干燥→解聚→煅燒→解聚→產品。

實踐證明，先磨后燒工藝比先燒后磨工藝生產的煅燒高嶺土具有更全面的綜合優良品質，合理的生產工藝可制備出高質量的產品，其主要優點表現在：表觀白度高且穩定性好；顏料磨耗值和分散沉降體積值小；光散射系數、吸油值和粘濃度較高；電鏡下觀察，產品粒子孔隙結構形態優于先燒后磨產品。先燒后磨生產工藝簡單，成本低，但磨后表觀白度較磨前表觀白度下降1％～2.5％，且在磨剝過程中，易破壞產品微觀結構。

目前，優質煤礦系煅燒高嶺土大多采用干濕結合、先磨后燒的生產工藝。其生產工藝流程如附圖1所示，包括：破碎、粉磨、調漿、超細研磨剝片、干燥、打散解聚、回轉窯煅燒、打散解聚、分級、包裝。該工藝被廣泛用在煤系高嶺土的生產中，如山西、內蒙等地。在煤系高嶺土濕法工藝中，基本無選礦工段，這也歸于我國煤系煅燒高嶺土的開發主要在優質高嶺土礦區，高嶺石礦雜質含量少，僅在原料場進行手選即可。其產品可廣泛用于涂料、造紙、陶瓷、塑料與橡膠工業等等。

但是，由于煤系高嶺土成因復雜，各地礦床的成分、產狀及分布的穩定性差異較大，若以Fe2O3、TiO2含量為0.5％以下為優質原料，總體上看優質高嶺土礦床尚不及1/4，而兩者含量超過1％者竟占3/4。這意味著大部分煤系高嶺土的深加工都面臨精選除鐵、鈦的問題。

因此，對于雜質元素或礦物含量較高的煤系高嶺土，在生長工藝中還應考慮到選礦提純。近年來，在這方面的專利主要有如下幾項：

專利02143657.6提到了一種高嶺土煅燒加工生產工藝，它經過選礦，將礦石破碎，磨成325目以下的粉料；將粉料送入漿桶加入水及分散劑攪拌打漿，進行超細粉碎至4500-6000目；將超細粉碎后的粉漿進行干燥打散，送入煅燒爐進行煅燒，煅燒時加入總重量1-3％的助白劑，煅燒溫度970-990℃，時間為30-40分鐘；打散包裝為成品。助白劑是由精煤、硫酸鈉及氯化鈉組成，按重量10∶0.3∶0.2混合。

專利200410027372.X提到了一種高純超細高白度高嶺土的制備方法，其具體步驟是：(1)除雜處理：取高嶺土原礦和水配成漿液，加入連二亞硫酸鈉和硫酸或鹽酸，在常溫下攪拌1小時；(2)粉碎處理：將上述漿液抽入研磨儀內研磨1小時，研磨過程中加入十二磺基酸鈉；(3)壓餅過濾處理：采用自動拉板壓濾機，使固液分離；(4)干燥處理：利用干燥設備對濾餅進行干燥分量處理，設備的入口溫度控制為270度，出口溫度控制為160-180度，處理后的粉體的含水量小于1％；(5)煅燒處理：將粉體置于回轉窯爐內，爐溫控制于1200-1250度煅燒1小時；(6)自然退火，常溫冷卻，得到6000目白度大于97％的產品，可以替代昂貴的鈦白粉。

這兩項專利在傳統濕法生產煅燒高嶺土產品的基礎上加進了除雜增白技術。采用的提純增白的方法包括三種類型：第一是手選，第二是化學酸浸，第三是煅燒時添加增白劑。手選只能粗略的去掉礦石中大塊的雜質礦物，雜質礦物去除不完全；化學酸浸針對特定的含某種可溶于酸的雜質元素有效，但對鈦等難溶性雜質礦物無效，而且化學試劑(如酸)有腐蝕性，環境污染嚴重；添加增白劑會提高產品白度，但會引起燒結，對產品造成一定的影響，而且工藝過程中產生腐蝕性氣體，腐蝕設備或污染大氣環境。