專利名稱：一種超細(xì)高嶺土的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高嶺土的生產(chǎn)方法，特別是一種適用于風(fēng)化沉積砂質(zhì)型、晶體結(jié)構(gòu)為片狀的高嶺土超細(xì)生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
高嶺土是涂布造紙工業(yè)必不可少的重要原料之一，通過(guò)涂布，能夠生產(chǎn)出具有不同性能、不同質(zhì)量檔次的各種涂布紙張，從而滿足人們不同的需求。我國(guó)高嶺土資源可分為三大類。其中一種是以茂名高嶺土為代表的經(jīng)風(fēng)化沉積成礦的砂質(zhì)型高嶺土，其晶體結(jié)構(gòu)多為片狀，也有針狀、管狀結(jié)構(gòu)。在加工方法上，這種礦物不需要進(jìn)行機(jī)械破碎，只要將高嶺土從砂質(zhì)中分離出來(lái)就基本可以了。
但在高檔涂布造紙方面，對(duì)高嶺土產(chǎn)品的質(zhì)量要求比較高，如白度87％以上；片狀的晶體結(jié)構(gòu)；PH值5～7；粒級(jí)分布-5μm含量100％，-2μm含量98％，-1μm含量90％以上，平均粒徑小于0.5μm；粘濃度超過(guò)70％；水分小于1.5％。除此以外，還要求有良好的分散流變性能。
高檔涂料高嶺土產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝技術(shù)就在于超細(xì)除雜、增白、降粘(表面改性)三個(gè)方面?，F(xiàn)有技術(shù)中，增白、降粘方面的工藝較多，在應(yīng)用中效果也不同，尚未能很好與超細(xì)除雜加工工藝配套；通常在高嶺土超細(xì)除雜上，普遍采用水力旋流器、臥螺分級(jí)機(jī)(也有采用自然沉降分級(jí)的)工藝，其細(xì)度達(dá)不到超細(xì)高嶺土的要求。如要保證細(xì)度達(dá)標(biāo)，則要分選出粒度超標(biāo)部分高嶺土，會(huì)造成資源的大量浪費(fèi)，經(jīng)濟(jì)上不合算。高嶺土的超細(xì)加工方法，有的采用插層法，即在片狀高嶺石層狀晶體之間注入化學(xué)藥劑，使其膨脹分離，從而達(dá)到超細(xì)的目的。也有的采用高速研磨機(jī)研磨高嶺土進(jìn)行超細(xì)的工藝技術(shù)，這種研磨不使用任何介質(zhì)，直接通過(guò)機(jī)械剪切力對(duì)高嶺石進(jìn)行超細(xì)處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單、成本低、并且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠的超細(xì)高嶺土的生產(chǎn)方法，滿足生產(chǎn)高檔涂料產(chǎn)品的需要。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)本方法采用晶體結(jié)構(gòu)為片狀的高嶺土為原料，加工步驟如下(1)、將原料進(jìn)行搗漿，經(jīng)三級(jí)旋流器分級(jí)，尾礦棄置，分選出來(lái)的高嶺土粒度小于2mm的含量在65％以上，再進(jìn)行臥螺分級(jí)，底流作填料處理，分選出來(lái)的高嶺土粒度小于2mm的含量富集至大于90％；(2)、臥螺分級(jí)出來(lái)的礦漿經(jīng)高梯度磁選，棄置含鐵尾礦，再進(jìn)行化學(xué)漂白，化學(xué)漂白作業(yè)控制條件為礦漿濃度6～12％，硫酸8～12公斤/噸，連二亞硫酸鈉10～12公斤/噸，堿性劑1.2～1.5公斤/噸，漂白時(shí)間10～20分鐘，經(jīng)離心機(jī)脫水(除去亞微離子)、板框壓濾機(jī)脫水得濾餅；(3)、將濾餅加入分散劑和水用機(jī)械攪拌打碎化成固含量為55～60％的漿液，分散劑的加入量為濾餅重量的0.3～0.6％，加堿性劑調(diào)節(jié)漿液的PH值為5.5～6.0，送剝片機(jī)進(jìn)行超細(xì)磨，剝片機(jī)以氧化鋯珠為研磨介質(zhì)，氧化鋯珠的重量配比為直徑為1.2～1.8mm氧化鋯珠占50～60％，直徑為0.7～1.2mm的氧化鋯珠占40～50％，研磨轉(zhuǎn)速為700～800rpm，漿液在剝片機(jī)內(nèi)停留研磨時(shí)間為5～10分鐘，經(jīng)超細(xì)磨的高嶺土粒度小于2μm的含量在98％以上，平均粒徑為0.35～0.38μm。
(4)、將步驟(3)得到的漿液進(jìn)行噴霧干燥后得到干粉產(chǎn)品。
上述的分散劑由六偏磷酸鈉、聚丙烯酸鈉組成，其配比為六偏磷酸鈉占70～80％，聚丙烯酸鈉占20～30％。
上述的堿性劑為氫氧化鈉。
本發(fā)明工藝方法設(shè)計(jì)合理，原礦先經(jīng)搗漿、三級(jí)旋流器分級(jí)、臥螺分級(jí)、高梯度磁選、化學(xué)漂白、表面活化處理、離心脫水、壓濾脫水后，再進(jìn)行剝片研磨，利用高嶺土片狀晶體結(jié)片與片之間解理發(fā)育及其結(jié)合力較弱的特點(diǎn)，通過(guò)高剪切介質(zhì)相互磨擦產(chǎn)生的剪切力，將高嶺土片狀晶體得到進(jìn)一步解離、破碎，從而達(dá)到超細(xì)的目的，同時(shí)還可降低高嶺土產(chǎn)品的粘度，生產(chǎn)的高檔涂料高嶺土產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，接近了納米級(jí)材料的細(xì)度，白度、粘濃度等質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到高檔涂布造紙的要求，可以明顯改善涂布紙張的表面性能，提高紙張的質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式
采用茂名地區(qū)的砂質(zhì)型、晶體結(jié)構(gòu)為片狀的高嶺土為原料，生產(chǎn)本公司MM01產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)如下

實(shí)施例一1、原料經(jīng)搗漿后，采用1500高堰式螺旋分級(jí)機(jī)，去除2mm以上部分粗砂，高嶺土粒度小于2mm的含量富集至90～92％；采用二級(jí)250碳化硅材料制作的水力旋流器去除小于2mm部分細(xì)石英砂，得到濃度為10～13％、含沙量小于5％的礦漿。其中旋流器第一級(jí)工作壓力為1.5kg2/cm2，流量40m3/n/臺(tái)；二級(jí)工作壓力為1.8～2.0kg/cm2，流量40m3/n/臺(tái)。經(jīng)上述工藝處理后的原料，加入六偏磷酸鈉進(jìn)行搗漿，然后用三級(jí)旋流器(第一級(jí)φ250、二級(jí)φ75、三級(jí)φ25)、臥螺分級(jí)機(jī)進(jìn)行分級(jí)，可得到濃度為6～12％小于2μm含量大于90％的礦漿，其中第一級(jí)旋流器工作壓力為1.8～2.0kg/cm2，二級(jí)為2.5～3.0kg/cm2，三級(jí)為3.5～4.0kg/cm2；臥螺分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速2160ppm、分離因素3200，流量45m3/n/臺(tái)；2、對(duì)礦漿進(jìn)行化學(xué)漂白，礦漿濃度控制6～12％，按礦漿重量計(jì)加入硫酸1.9公斤/噸、連二亞硫酸鈉11公斤/噸、堿性劑1.2公斤/噸，漂白20分鐘，經(jīng)離心機(jī)、板框壓濾機(jī)脫水得濾餅；3、按濾餅的重量計(jì)，加入0.4％分散劑，然后加水將濾餅打碎攪拌成漿液，分散劑由75％六偏磷酸鈉和25％聚丙烯酸鈉組成，漿液的固含量為57～60％，加氫氧化鈉調(diào)節(jié)漿液的PH值為5.9，送剝片機(jī)進(jìn)行超細(xì)磨，剝片機(jī)采用BP-500型立式剝片機(jī)，工作參數(shù)為功率150KW、轉(zhuǎn)速750rpm、流量10m3/h，采用的氧化鋯珠重量配比為直徑為1.2～1.8mm氧化鋯珠占60％，直徑為0.7～1.2mm的氧化鋯珠占40％，漿液在剝片機(jī)內(nèi)停留研磨時(shí)間為6分鐘，由剝片機(jī)出來(lái)的漿料經(jīng)噴霧干燥得產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
本產(chǎn)品經(jīng)中國(guó)制漿造紙研究院試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

本產(chǎn)品經(jīng)中科院廣州化學(xué)研究所測(cè)試分析中心的化學(xué)分析結(jié)果

實(shí)施例二加工方法與實(shí)施例一相同，原礦先經(jīng)搗漿、三級(jí)旋流器分級(jí)、臥螺分級(jí)，高梯度磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度2.0特斯拉，分選周期15分鐘/次，化學(xué)漂白的礦漿濃度控制8～10％，按礦漿重量計(jì)加入硫酸11公斤/噸、連二亞硫酸鈉6.2公斤/噸、堿性劑1.5公斤/噸，漂白30分鐘，經(jīng)離心機(jī)和板框壓濾機(jī)脫水得濾餅；將濾餅加入0.6％分散劑和水用打碎攪拌成漿液，漿液的固含量為55～57％，分散劑由80％六偏磷酸鈉和20％聚丙烯酸鈉組成，加氫氧化鈉調(diào)節(jié)漿液的PH值為5.5，送剝片機(jī)進(jìn)行超細(xì)磨，剝片機(jī)采用的氧化鋯珠重量配比為直徑為1.2～1.8mm氧化鋯珠占50％，直徑為0.7～1.2mm的氧化鋯珠占50％，研磨8分鐘排出來(lái)的漿料經(jīng)噴霧干燥得產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
權(quán)利要求
1.一種超細(xì)高嶺土的生產(chǎn)方法，原料為晶體結(jié)構(gòu)為片狀的高嶺土，先經(jīng)搗漿、三級(jí)旋流器分級(jí)、臥螺分級(jí)、高梯度磁選、化學(xué)漂白、表面活化處理、離心脫水、壓濾脫水、研磨、干燥，其特征是(1)、化學(xué)漂白作業(yè)控制條件為礦漿濃度6～12％，硫酸8～12公斤/噸，連二亞硫酸鈉10～12公斤/噸，堿性劑1.2～1.5公斤/噸，漂白時(shí)間10～20分鐘。(2)、將濾餅加入分散劑和水用機(jī)械攪拌打碎化成固含量為55～60％的漿液，分散劑的加入量為濾餅重量的0.3～0.6％，加堿性劑調(diào)節(jié)漿液的PH值為5.5～6.0，送剝片機(jī)進(jìn)行超細(xì)磨，剝片機(jī)以氧化鋯珠為研磨介質(zhì)，氧化鋯珠的重量配比為直徑為1.2～1.8mm氧化鋯珠占50～60％，直徑為0.7～1.2mm的氧化鋯珠占40～50％，研磨轉(zhuǎn)速為700～800rpm，漿液在剝片機(jī)內(nèi)停留研磨時(shí)間為5～10分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的生產(chǎn)方法，其特征是分散劑由六偏磷酸鈉、聚丙烯酸鈉組成，其配比為六偏磷酸鈉占70～80％，聚丙烯酸鈉占20～30％。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的生產(chǎn)方法，其特征是堿性劑為氫氧化鈉。
全文摘要
一種超細(xì)高嶺土的生產(chǎn)方法，高嶺土先經(jīng)搗漿、三級(jí)旋流器分級(jí)、臥螺分級(jí)、高梯度磁選、化學(xué)漂白、表面活化處理、離心脫水、壓濾脫水、超細(xì)磨、干燥，超細(xì)磨是將濾餅加入分散劑和水用機(jī)械攪拌打碎化成固含量為55～60％的漿液，調(diào)節(jié)漿液的pH值為5.5～6.0，送剝片機(jī)進(jìn)行超細(xì)磨。本發(fā)明工藝設(shè)計(jì)合理，生產(chǎn)的高檔涂料高嶺土產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，接近了納米級(jí)材料的細(xì)度，白度、粘濃度等質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到高檔涂布造紙的要求，明顯改善涂布紙張的表面性能，提高紙張的質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C04B33/04GK1613818SQ20041005217
公開(kāi)日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2004年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月9日
發(fā)明者曾偉能, 廖金良, 楊增良, 陳天錫, 李書(shū)平, 王曉, 巫廣權(quán), 羅文照 申請(qǐng)人:茂名高嶺科技有限公司