高嶺土是我國的優(yōu)勢非金屬礦產(chǎn)資源。高嶺土經(jīng)過煅燒，具有優(yōu)良的光散射能力和特殊的油墨吸收性，以及更好的阻燃性和絕緣性，廣泛用于涂料、造紙、塑料、電纜絕緣護套、建筑等行業(yè)。煅燒水洗高嶺土在國外研究較多，如美、英等國以軟質高嶺土為原料生產(chǎn)煅燒超細高嶺土，工業(yè)化生產(chǎn)技術比較成熟，其煅燒的目的主要是增加高嶺石的孔隙率提高活性，在脫除一定的染色雜質后可提高產(chǎn)品白度等。
目前，我國主要研究煤系高嶺土的煅燒，針對水洗高嶺土的煅燒研究比較少。我國市售水洗高嶺土普遍存在白度低、孔隙率低、油墨吸收性差、表面活性差、遮蓋力低等缺陷，對其煅燒加工后可改善以上性能，因而煅燒水洗高嶺土有較好的應用開發(fā)前景。
下面就以廣東茂名水洗高嶺土為原料，考察煅燒溫度、保溫時間對高嶺土白度、吸油值等產(chǎn)品性能的影響，以期為水洗高嶺土資源的持續(xù)開發(fā)和深加工提供一點參考。
1、水洗高嶺土的性質
原料取自廣東茂名的粉狀漂白產(chǎn)品，測得白度，原料為79.14，pH值5.77，SiO2與Al2O3的物質摩爾比為2.03:1，接近理想值2:1，且Fe、Ti、K、Na等雜質含量較低，小于2μm的含量為94.5%。
2、水洗高嶺土煅燒后白度的變化
（1）煅燒溫度對水洗高嶺土白度的影響
白度是煅燒高嶺土的首要指標，在450℃-1050℃之間（恒溫1.5h），煅燒溫度越高，煅燒產(chǎn)品的白度也越高，在1050℃煅燒溫度下，白度幾乎達到90%。這是因為其他條件一定的情況下，在相同的時間內(nèi)，煅燒溫度越高，顆粒表面形成的固體反應層越薄，熱傳導越容易穿過這層反應層，到達顆粒的內(nèi)部，產(chǎn)品的脫羥基作用更完全、徹底，因此白度也就越高。因此提高煅燒溫度可得到白度更高的煅燒產(chǎn)品。
但是煅燒溫度高于950℃時，偏高嶺石又發(fā)生新的相變形成莫來石，增大產(chǎn)品的磨耗值。因此不能一味的提高煅燒溫度來提高產(chǎn)品白度。
（2）恒溫時間對水洗高嶺土白度的影響
在煅燒溫度為750℃時，恒溫時間增加，產(chǎn)品白度提高，特別是恒溫時間由10min增加到50min之間增幅很大，產(chǎn)品白度由74.64%增加到80%，但是隨著時間的繼續(xù)延長，其效果逐漸減弱。這是因為隨著時間的增加，產(chǎn)品脫羥基作用增加得很小，所以產(chǎn)品白度提高很小，甚至不再增加，因此煅燒產(chǎn)品的恒溫時間不宜超過1h。
3、水洗高嶺土煅燒后吸油值的變化
（1）煅燒溫度對水洗高嶺土吸油值的影響
在450℃-1050℃（恒溫1.5h）的范圍內(nèi)，煅燒水洗高嶺土的吸油量隨煅燒溫度的升高呈先增加后減小的趨勢，在750℃左右達到最大值，此刻的吸油量為83mL/100g，之后逐漸減小。
這是因為在450℃-750℃，隨著煅燒溫度的升高，高嶺土內(nèi)部發(fā)生脫羥、脫有機質的反應，孔隙率增加，引起吸油量增加；在750℃煅燒，高嶺石的特征峰完全消失，此刻內(nèi)部脫羥基作用達到最大程度，空隙量最大，吸油量也達到最大。煅燒溫度更高會出現(xiàn)燒結現(xiàn)象，使部分空隙閉合及粒度增大，導致吸油量降低。因此，要控制好煅燒溫度才能得到合適的吸油量。
（2）恒溫時間對水洗高嶺土吸油值的影響
在煅燒溫度為750℃時，恒溫時間增加，產(chǎn)品的吸油量有略微變大，但是變化不明顯。所以恒溫時間對煅燒水洗高嶺土吸油量的變化影響很小。
綜上所述：煅燒溫度對煅燒水洗高嶺土產(chǎn)品的性能有很大影響。白度隨煅燒溫度的升高而升高，吸油量隨煅燒溫度的升高先增加后減小。綜合考慮白度和吸油量，煅燒溫度應該控制在750℃左右。
恒溫時間對煅燒水洗高嶺土的性能也有影響。白度隨恒溫時間的延長而升高，但50min之后高的趨勢很小,吸油量隨恒溫時間的延長無明顯變化。因此，恒溫時間應控制在30min-50min之間。
與煤系高嶺土相比，水洗高嶺土具有有機質含量低、易實現(xiàn)超細粉碎、磨耗值小等特點。國內(nèi)水洗高嶺含有較多的吸附水、結構水及部分有機質和其它雜質元素，使其存在白度低、空隙率、油墨吸收性差、遮蓋力低等缺陷，如果能經(jīng)過煅燒脫除有色雜質及結構中賦存的水分提高以上性能，將可改善水洗高嶺土品質并增加水洗高嶺土的應用領域，提高國產(chǎn)水洗高嶺土的品質。
來源：煅燒水洗高嶺土性能研究，作者：劉欽甫等；水洗高嶺土的煅燒及產(chǎn)品性能的研究，作者：何利喜等
編輯整理：粉體技術網(wǎng)
第四期礦物精細加工與應用技術高級研修班
2018年12月2日-4日 廣州大華酒店
培訓大綱：
1、非金屬礦粉體精細加工技術
2、非金屬礦粉體表面改性技術
3、非金屬礦粉體在涂料中的應用技術
4、非金屬礦粉體如何打開涂料行業(yè)市場
5、專題技術沙龍
6、聯(lián)誼晚宴
報名咨詢和交流：18701083278（微信同號）
更多精彩！歡迎掃描下方二維碼關注中國粉體技術網(wǎng)官方微信（粉體技術網(wǎng)）
|
