[發(fā)明專利]一種天然粉石英增白、整形、改性一體化的工藝技術(shù)

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• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN107033633A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李舟;葛鶴松;蔡有興
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南金馬新材料科技有限公司
• 主分類號: C09C3/04
• 分類號: C09C3/04;C09C3/10;C09C1/28
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于非金屬礦物深加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種天然粉石英增白、整形、改性一體化的工藝技術(shù)。

背景技術(shù)

高白度石英粉現(xiàn)在大量應(yīng)用于內(nèi)外墻涂料，提高其耐侯性和耐磨性，可以作為白炭黑的一種替代品，逐漸在塑料、橡膠和粘接劑使用，它可改善制品的力學(xué)性能、提高制品的耐用度。鍛燒轉(zhuǎn)相后的超細(xì)石英粉可以用做無定性硅質(zhì)耐火材料的添加劑，提高耐火材料的致密度和耐火性能。

天然粉石英是由石英經(jīng)過自然界長期風(fēng)化形成的粉末微結(jié)晶硅質(zhì)巖，被廣泛用于涂料、磨料、玻璃和玻纖、陶瓷、耐火材料、建筑、塑料和橡膠等工業(yè)中。由于受氧化鐵不同程度浸染，原礦白度不高，一般在60～75%，呈黃色、褐色，只能作低檔產(chǎn)品使用。

目前主要通過酸溶和還原漂白法來除去非金屬礦物中單體褐鐵礦及薄膜鐵，但通常的提純工藝復(fù)雜，對天然粉石英的包裹雜質(zhì)不能有效去除，漂白后產(chǎn)品白度一般為80～85%，白度增加有限，且加入樹脂中顏色變深。

國內(nèi)對天然粉石英煅燒研究的方法主要有：

袁茂豪等人研究出了一種高純超細(xì)球形硅微粉的制備方法【公開號：CN101033068A】，該方法采用粗選后的優(yōu)質(zhì)天然粉石英礦粉通過洗滌后，加入陳化劑硅酸鈉，陳化后過濾，烘干分散制成粉狀或加入粘結(jié)劑成塊狀，在1280～1680℃的高溫爐中保溫1～10小時，冷卻后進行分散磨粉球化，得到的硅微粉SiO₂含量為99～99.95%，F(xiàn)e₂O₃在0.004%以下，Al₂O₃在0.06%以下，小于10μm的球形硅微粉為50%，白度為85～95%。

這種方法工藝復(fù)雜，煅燒溫度高，保溫時間長，生產(chǎn)成本高。

國內(nèi)對超細(xì)硅微粉干法改性方法主要有：

李曉冬研究出了電子級超細(xì)硅微粉干法表面改性方法【公開號：CN101591478A】，該方法采用原料加熱到80～145℃后，向原料中加入一定重量的表面改性混合液，對原料進行包覆改性，保溫30～120分鐘后出料冷卻。

這種方法對生產(chǎn)成本高，需要加熱后冷卻，而且對改性設(shè)備質(zhì)量要求高，材料要求耐熱、耐磨，投資大。

綜上所述，目前用化學(xué)漂白的硅微粉白度增加有限，且加入樹脂中顏色變深；現(xiàn)有煅燒粉石英的工藝復(fù)雜，煅燒溫度高，保溫時間長，生產(chǎn)成本高；現(xiàn)有改性方法生產(chǎn)成本高，對設(shè)備要求嚴(yán)格，投資大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種天然粉石英增白、整形、改性一體化的工藝技術(shù)。本發(fā)明與現(xiàn)有煅燒技術(shù)制備高純超細(xì)活性硅微粉的區(qū)別在于：

①將粉石英礦物粉磨超細(xì)后再煅燒，煅燒充分，溫度較低，且保溫時間較短；將原礦粉磨至325目以下粉料，經(jīng)分級后粒度達3000目（5μm），煅燒更加充分，產(chǎn)品更細(xì)可達5000目。

②煅燒時摻入了雜質(zhì)，在低溫條件下鍛燒時，摻入的雜質(zhì)分解，改變爐內(nèi)氣氛，在高溫條件下鍛燒時，摻入的雜質(zhì)又與鐵、鈦等染色雜質(zhì)起反應(yīng)，對粉石英起提純增白的作用，顯著提高粉石英的白度，由72%提高至92%以上。

③煅燒后的粉石英再添加表面活性劑送入打散機后得到活性產(chǎn)品，利用機械力化學(xué)方法改性的產(chǎn)品效果顯著，利用超細(xì)粉碎與表面改性一體化工藝改變傳統(tǒng)方法設(shè)備多，投資大，操縱難的問題，而且利用煅燒后物料的溫度進行改性，不需再進行加熱處理，因此能量節(jié)省明顯。

該方法工藝簡單、成本低、效果顯著，易于大批量工業(yè)化生產(chǎn)，對開發(fā)高檔硅微粉制品具有重要的現(xiàn)實經(jīng)濟意義。制備的“準(zhǔn)球形”高純高白超細(xì)硅微粉的性能很高，非常適于在集成電路、光纖、激光、航天、軍事等高科技領(lǐng)域的應(yīng)用，具有很好的開拓前景。

本發(fā)明公開了一種天然粉石英增白、整形、改性一體化的工藝技術(shù)，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

（1）將天然粉石英礦經(jīng)預(yù)選、粗碎，粉磨分級至325目以下粉料，摻雜，攪拌混勻；

（2）將（1）粉料送入煅燒窯進行煅燒；

（3）將（2）的物料送入打散機，噴灑表面活性劑進行打散改性，得到活性高白超細(xì)“準(zhǔn)球形”硅微粉產(chǎn)品。

所述步驟（1）中摻雜是木炭（或精制煤）和氯化鈉（或碳酸鈉），木炭（或精制煤）用量為粉料重量的1～3%，氯化鈉（或碳酸鈉）用量為粉料重量的0.5～2%。

所述步驟（2）的煅燒窯為倒焰窯、隧道窯、梭式窯或回轉(zhuǎn)窯。

所述步驟（2）煅燒的溫度為900～1300℃，保溫時間1～6h。