1 開發(fā)
多年來，造紙涂料所需高嶺土一般是重力分級 出的細(xì)粒級和粗粒級土，細(xì)的粒級用作涂料，粗的粒 級常常作為填料出售。但填料市場有限，且經(jīng)濟(jì)價 值要低得多。一般情況下，天然沉積型高嶺土，如 美國佐治亞高嶺土，含有的顆粒范圍從小于 0.1μm 到 15μm，直徑小于 2μm 的顆粒多為薄片；截面平均 6~10 層。對涂料用黏土顆粒來說，2μm 是臨界值。 這就是說，2μm 以下的高嶺土顆粒主要是單個的扁 平的六角片狀物，其厚度約為它們直徑的 1/10；而大 于 2μm 的顆粒不是薄片，而是由不同數(shù)量的單個晶 體表面與表面黏結(jié)在一起的疊片狀或書冊狀物，在 外形上更近于立方體；粗粒高嶺土基本上由這些疊 片狀物組成。高嶺土剝片就是從這種厚疊片狀物中 通過剝離分層，把其分成較為單一薄片狀。
早期的剝片加工使用的設(shè)備，有卵石研磨機(jī)、球 磨機(jī)、管磨機(jī)、膠體磨機(jī)等。但每種方法用來剝片都有不足之處，生產(chǎn)效率低、能耗大、投資成本高、研磨 效率差，有的還會給產(chǎn)品帶來污染等。
經(jīng)過改進(jìn)的高嶺土剝片加工，是通過攪拌和細(xì) 研磨介質(zhì)等一系列工藝過程達(dá)到剝離的。剝離使用 的研磨介質(zhì)有多種，如有足夠剛性的顆粒物料玻璃 珠、氧化鋯球、剛玉球等。磨剝機(jī)從上世紀(jì)九十年代 至今，也得到了快速發(fā)展。機(jī)體容積從僅有的 80L 發(fā)展到現(xiàn)在的 3000L 等，由盤式磨剝片到棒式攪拌 磨等，有的設(shè)備垂直高度甚至已達(dá)到 7~8m，并且在 硬質(zhì)高嶺土以及軟質(zhì)高嶺土行業(yè)都得到了較廣泛的 使用。
我國的高嶺土資源主要集中在江西、湖南、福建 以及兩廣地區(qū)，尤其是兩廣地區(qū)的高嶺土礦床屬于風(fēng)化型礦床，晶體結(jié)構(gòu)假六邊形片狀，具有良好的遮蓋力，是良好的涂布紙生產(chǎn)顏料。但是風(fēng)化過程造 成較多的疊片狀結(jié)構(gòu)，所以采出并洗選后的高嶺土 產(chǎn)品，適用于造紙涂料的并不多。通過剝片工藝使 疊片狀聚集體解離成片狀單體，制出適于涂布造紙 以及涂料行業(yè)使用的顏料，有著重要的研究價值和 一定開發(fā)價值。剝片工藝是值得在上述地區(qū)高嶺土 生產(chǎn)企業(yè)逐步推廣的加工工藝。
2 應(yīng)用
剝片加工不僅使疊片狀粗粒高嶺土變成薄片，而且還能釋放出高嶺土中的著色雜質(zhì)，可以通過沉 降或離心分級除去。經(jīng)過剝片加工的高嶺土稱為剝 片土，它不同于自然風(fēng)化顆粒細(xì)的高嶺土（通常稱水 洗高嶺土），二者有明顯的區(qū)別：①徑厚比大；②黏度大。
2.1 紙張涂布用
用相同或接近粒度組成的剝片高嶺土涂布的紙，比水洗高嶺土涂布的紙更白亮，顯 示出極好的印刷性能，有顯著的高光澤度和表面強(qiáng) 度。表 1 所列為國內(nèi)某剝片土與水洗土、國外剝片 土涂布成紙性能的比較結(jié)果。
 剝片高嶺土與水洗高嶺土涂布紙其他物理性能 比較，見圖 1~3。
從圖 1~3 中，我們不難看出：同等粒度條件下， 剝片高嶺土在涂布紙的光澤度、遮蓋率以及膠印速 率方面，都表現(xiàn)出比水洗高嶺土更加優(yōu)異的性能，是 較理想的涂布造紙涂料產(chǎn)品，有著廣泛的應(yīng)用價值。 2.2 涂料 剝片高嶺土在乳膠漆中具有更好的遮 蓋率，是良好涂料填料，可以達(dá)到部分替代鈦白粉的 功能（表 2）。
由表 2 可看出，用剝片高嶺土取代 10%、20% 的 鈦白粉時，對比率基本無變化，涂料外觀良好，黏度變化小 。說明剝片高嶺土部分替代鈦白粉是可行 的，因而可以適當(dāng)降低涂料的生產(chǎn)成本，生產(chǎn)效益 以提高。
煅燒剝片土與水洗高嶺土在涂料上應(yīng)用，也有 著較明顯的差別，物理性能比較的結(jié)果，見表 3。
3 結(jié)語
通過前述我們可以確信：剝片高嶺土雖然是目 前高嶺土的新型產(chǎn)品，但從它在涂布造紙以及涂料 行業(yè)的應(yīng)用來看，具有很好的開發(fā)和利用價值。與 水洗高嶺土涂布紙物理性能的比較中我們還可看出，剝片高嶺土表現(xiàn)出良好的應(yīng)用性能時，其 -2μm 含量一般在 80%~85%。所以，盲目地追求較高的粒 度組成，必將使徑厚比大的特點遭到破壞，造成應(yīng)用 性能的不理想；另外粒度增細(xì)，顆粒的比表面積增 大，黏度將更大，流動性能更差。這與目前廣大用戶 要求高細(xì)度高嶺土產(chǎn)品的要求是相悖的。但是應(yīng)當(dāng) 肯定的是：適當(dāng)?shù)牧６冉M成和粒度級配，必將更加突 出剝片高嶺土的特性，這就需要我們在今后的應(yīng)用 過程逐步達(dá)成共識。
磨剝設(shè)備的改進(jìn)和發(fā)展，帶來剝片高嶺土生產(chǎn) 工藝的新發(fā)展，但是現(xiàn)有任何磨剝設(shè)備都不可避免地對高嶺土的片狀晶體結(jié)構(gòu)（主要是軟質(zhì)高嶺土）產(chǎn) 生破壞，黏度增大比較明顯，而高嶺土越來越多的應(yīng) 用領(lǐng)域，需要其具備良好的流動性能。目前，普遍采 用改變磨剝介質(zhì)的種類、配比、充填率等工藝手段， 來達(dá)到適宜的粒度級配，盡量減少對晶體結(jié)構(gòu)的破 壞。可以相信，隨著我們對磨剝工藝參數(shù)的不斷摸 索以及對磨剝設(shè)備的不斷改進(jìn)，必將使剝片高嶺土 得到更好的開發(fā)和應(yīng)用。
作者：喬 煒 鄒偉曦 陳 強(qiáng) ( 兗礦北海高嶺土有限公司，廣西北海 536000)
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