[發明專利]一種利用表面包覆法增白高嶺土的方法

有效

• 申請號: 201210232415.2
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102786818A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 趙曰浩
• 申請（專利權）人: 趙曰浩
• 主分類號: C09C1/42
• 分類號: C09C1/42;C09C3/04;C09C3/06
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技術領域

本發明屬于無機非金屬材料領域，具體涉及一種利用表面包覆法增白高嶺土的方法。?

背景技術

高嶺土，是多種礦物組成的含水鋁硅酸鹽的集合體，主要成分為高嶺石，一般認為其化學式為Al₂O₃·SiO₂·2H₂O(結晶水以羥基的形式存在)，由一個層狀硅氧四面體和一個鋁氧八面體通過共同的氧離子鍵聯接而成的1∶1型層狀硅酸鹽礦物組成。純凈的高嶺土呈白色，通常高嶺土礦中常含有蒙脫石、伊利石、黃鐵礦、褐鐵礦、炭質及石英等微量礦物，這些伴生物質將高嶺土染成各種不同顏色，嚴重影響高嶺土的白度和應用價值，一般必須采用物理和化學方法除去高嶺土中的雜質，提高其白度和應用價值。因此高嶺土的白度是決定其用途和經濟價值的重要指標，因此從技術和經濟的綜合平衡考慮來提高高嶺土的白度也成為本技術領域的重點、難點。?

目前常用的高嶺土增白方法主要有：?

1.超細化粉碎?

超細粉碎過程中，物料受外界機械力的作用，宏觀上表現為物料顆粒細化、微細化和比表面積的增大，而微觀上由于部分能量積聚在顆粒體系內部，從而導致顆粒晶格畸變，晶格缺陷，無定形化，生成游離基，表面自由能增大。對高嶺土而言，其顆粒細化的過程也是其真密度和緊實密度降低的過程。因為密度降低增加了其光散射空隙，使其光散射系數增大，同時空氣一粒子界面的光散射增加了不透明度，界面上的光反射增加了其白度。(林海等，超細煤系緞燒高嶺土顆粒的性質及其表面改性[J].北京科技大學學報，1999，21(6)：516-518)。?

2.煅燒增白?

高嶺土中固定碳含量一般為2％左右(煤系高嶺土含碳量更高)，存在于高嶺石結晶體間隙中，使高嶺土呈現灰黑色或灰白色(鄒正光等，高嶺土的精細處理及其在新材料中的應用[J].桂林工學院學報，2004，24(4)：205-210)。這種高嶺土常采用高溫煅燒法除碳來提高其白度，煅燒溫度通常在800-900℃。在加熱過程中，各種形態的碳質最終以CO₂的形式排出。高嶺土鍛燒除碳過程即為增加白度的過程，特別對于煤系高嶺土，煅燒增白效果十分明顯。?

3.化學除鐵增白?

化學除鐵方法有多種，傳統的采用保險粉還原法，即用強還原劑連二亞硫酸鈉與高嶺土的氧化鐵作用，把不溶于水的三價鐵還原為溶于水的二價鐵離子，經過濾即可除去。這種方法所能達到的白度值不高，且因相關影響的因素太多，反應過程較難控制。?

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種利用表面包覆法增白高嶺土的方法。?

為解決以上技術問題，本發明的技術方案是：一種利用表面包覆法增白高嶺土的方法，包括如下步驟：?

(1)將高嶺土原料和分散劑加水配成重量百分比濃度為40-60％的漿料；?

(2)將上步制得的漿料pH值調節到7-8后，高速球磨60-120min，獲得重量百分比濃度為10％以下的稀漿料；?

(3)將硫酸鋁或硝酸鋁加入到上步制得的稀漿料中，經充分攪拌混合后，緩慢加入氨水，繼續攪拌反應后，經靜置、過濾、干燥，獲得增白后的高嶺土產品。?

所述分散劑為無水碳酸鈉或六偏磷酸鈉，其添加量為高嶺土原料干重的0.1-0.2％。?

所述高嶺土稀漿料的濃度優選為5％-10％。?

所述硫酸鋁或硝酸鋁的添加量與高嶺土的重量百分比為0.1-0.3∶1。?

所述氨水按NH₃∶Al₂(SO₄)₃摩爾比為3-5∶1或NH₃∶Al(NO₃)₃摩爾比為2-4∶1進行添加。?

所述干燥為溫度為105℃，干燥時間為10小時。?

上述高嶺土產品白度可被提高的范圍為4-10度。?

本發明在傳統選礦技術生產的高嶺土產品的基礎上，采用高速球磨的方式對高嶺土進行研磨，一方面實現顆粒的粉碎，另一方面使高嶺土顆粒表面出現較多的晶格缺陷和-OH，這是實現沉積包覆的重要條件；采用硫酸鋁或硝酸鋁溶液和氨水反應生成的Al(OH)₃微粒包裹高嶺土顆粒，其原理為：高嶺土由于其晶體結構的特點導致在酸性介質中，高嶺土晶體底面帶負電而端面帶正電荷，在堿性介質中，整個高嶺土表面均帶負電。故在高速球磨前先調節高嶺土漿料pH＝7-8，是為了使球磨后的高嶺土顆粒表面帶負電。隨后加入硫酸鋁溶液和氨水，發生如下反應：?