高嶺土有機(jī)插層機(jī)理 埃爾派定制化高嶺土加工設(shè)備

　　目前各行各業(yè)對(duì)非金屬礦物填料的要求越來越高，特別是對(duì)產(chǎn)品粒度的超細(xì)化要求，對(duì)于高嶺土煅燒后(白粉)的分級(jí)，目前國內(nèi)很多廠家使用的是國內(nèi)生產(chǎn)的普通型分級(jí)機(jī)，對(duì)于2微米產(chǎn)品百分點(diǎn)的提高效果微乎其微，只是起到過濾大顆粒的作用，有些高嶺土廠家甚至把這種分級(jí)設(shè)備閑置起來，既浪費(fèi)了投資又延誤了好的市場(chǎng)時(shí)機(jī)，這些情況在國內(nèi)眾多著名的高嶺土廠家都實(shí)際存在。

　　高嶺土有機(jī)插層機(jī)理

　　(1)插層作用及插層復(fù)合物：高嶺土加工設(shè)備是典型的層狀硅酸鹽礦物，其晶體結(jié)構(gòu)是由硅氧四面體和鋁氧八面體片層，在c軸方向上交替排列而形成的1:1型層狀結(jié)構(gòu)。層內(nèi)為強(qiáng)烈的共價(jià)鍵作用，層間則是氫鍵作用。在一定條件下，某些物質(zhì)可以克服層間氫鍵插入層間空隙，而不破壞其原有的層狀結(jié)構(gòu)，這種作用稱為插層作用。通常將層狀硅酸鹽稱為主體，被插層的有機(jī)分子稱為客體或插層劑，由插層作用形成的化合物稱為插層復(fù)合物。高嶺土層間不存在可以用來置換的離子，而且層間氫鍵的作用強(qiáng)，因此只有少數(shù)有機(jī)分子能夠直接插入高嶺土層間，如二甲基亞砜(DMSO)、肼、甲酰胺、乙酰胺、N-甲基甲酰胺、乙酸銫、乙酸鉀、乙酸銨等。有些分子雖不能直接進(jìn)入層間，但可以通過取代、夾帶的方式間接進(jìn)入高嶺土層間，如甲醇、苯甲酰胺(BZ)、脂肪酸鹽、1,4-丁二醇、對(duì)硝基苯胺、烷基胺等。

　　(2)高嶺土插層反應(yīng)的機(jī)理：曹秀華等(2003)認(rèn)為，高嶺土生產(chǎn)設(shè)備的插層反應(yīng)是通過層間氫鍵的斷裂以及和插層分子形成新的氫鍵而實(shí)現(xiàn)的。也可以說是電子轉(zhuǎn)移機(jī)理。對(duì)質(zhì)子給體和質(zhì)子受體而言，形成的氫鍵并不相同。質(zhì)子給體，如尿素和酰胺類物質(zhì)含-NH2-，通過和硅氯層的氧原子形成氫鍵而插層，由于氧是比較弱的電子受體，因此這類氫鍵作用力較弱。而對(duì)于質(zhì)子受體，如乙酸鉀和DMSO含有可以接受質(zhì)子的官能團(tuán)-C=O-或-S=O-，和鋁氯層的羥基形成氫鍵C=O―HO―A1或S=O-HO-A1而吸附于高嶺土層間。同時(shí)具有兩種官能團(tuán)的插層劑，如尿素(C=O，-NH2)，有可能同時(shí)形成上述兩種氫鍵，溫度為298K時(shí)，尿素通過一NH2和高嶺土形成氫鍵，而77K時(shí)，可以同時(shí)形成上述兩種氫鍵。王煉石等(2002)頭批提出醇鈉奪氫插層理論，制備了插層型高嶺土。

　　由于這兩類氫鍵相對(duì)來說都比較弱，因此小分子插層高嶺土不穩(wěn)定，水洗、在空氣中加熱或降低插層劑的濃度等，都有可能導(dǎo)致小分子的脫嵌，插層高嶺土回復(fù)到原來的晶體結(jié)構(gòu)。插層高嶺土的穩(wěn)定性和形成氫鍵的個(gè)數(shù)有關(guān)，形成氫鍵越多，插層高嶺土越穩(wěn)定。FA-地開石、MFA-地開石、DMSO-高嶺土分別可以形成4個(gè)、3個(gè)、2個(gè)氫鍵。因此形成插層物的穩(wěn)定性順序?yàn)椋篎A-地開石、MFA-地開石、DMSO-高嶺土。

　　(3)插層熱力學(xué)：熱力學(xué)基本原理認(rèn)為，任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的條件是：在等溫等壓的條件下，反應(yīng)的AG應(yīng)該小于零。

　　有機(jī)分子插入高嶺土層間后，分子趨于有序排列，熱力學(xué)上是個(gè)熵減的過程，即△S<0。插層反應(yīng)能否進(jìn)行就取決于插層反應(yīng)的焓變△H。插層反應(yīng)一般為放熱反應(yīng)，即△H<0。則當(dāng)|△H|>T|△S|時(shí)，反應(yīng)體系的△G<0，即插層過程可以進(jìn)行。這表明，只有當(dāng)有機(jī)插層分子與高嶺土層間存在特定的相互作用時(shí)，才能使插層反應(yīng)得以進(jìn)行。這些相互作用包括離子交換、酸-堿作用、氧化還原作用和配位作用。

　　對(duì)于煤系高嶺土煅燒前的研磨和天然高嶺石煅燒后的加工山東埃爾派粉體科技有限公司采用國際標(biāo)準(zhǔn)配置的球磨機(jī)+分級(jí)機(jī)系統(tǒng)。根據(jù)用戶的要求，采用不同類型的分級(jí)機(jī)和分級(jí)技術(shù)，通過分級(jí)機(jī)的調(diào)節(jié)，使產(chǎn)品和粒度分布不僅滿足用戶的現(xiàn)時(shí)需要，而且滿足不斷增長的未來需求。

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