高嶺土的熱活化 高嶺土加工設(shè)備選型合理實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量最大化

目前各行各業(yè)對(duì)非金屬礦物填料的要求越來(lái)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(guó)內(nèi)很多廠家使用的是國(guó)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(guò)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(lái)，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(guó)內(nèi)眾多著名的高嶺土廠家都實(shí)際存在。

熱活化

熱活化是通過(guò)物理方法對(duì)高嶺土加工進(jìn)行熱處理，把表面的一部分或全部羥基脫掉，控制羥基的數(shù)量，從而獲得特殊的物化性能，如在適當(dāng)?shù)臏囟认聦?duì)高嶺土進(jìn)行煅燒，使其結(jié)構(gòu)中的羥基全部脫出，而新的穩(wěn)定相(莫來(lái)石、方英石等)又尚未形成，此時(shí)的Si和A1的溶出量非常大，因此具有很大的活性;煅燒還可以使高嶺土的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變(主要是由層間氫鍵的斷裂及脫除結(jié)構(gòu)水引起的)，由原來(lái)有序的片層晶體結(jié)構(gòu)的高嶺石變成無(wú)序結(jié)構(gòu)的偏高嶺石，使得原晶體內(nèi)層面的部分基團(tuán)外露，并且由于結(jié)構(gòu)水的脫去，表面活性點(diǎn)的種類(lèi)和數(shù)量都增加了(種類(lèi)從單一的-OH變?yōu)镾i―O、A1―O和部分剩余的-OH)，使得反應(yīng)活性增加。

對(duì)于高嶺石結(jié)構(gòu)的受熱分解的研究，我國(guó)學(xué)者對(duì)高嶺土和煤系高嶺土的相變開(kāi)展了一系列的研究。姚林波(1996)等運(yùn)用MAS-NMR結(jié)合IR及XRD等手段，研究了蘇州高嶺土在560〜1600℃的熱分解產(chǎn)物，主要獲得以下結(jié)論：

高嶺石向莫來(lái)石的轉(zhuǎn)變過(guò)程中存在結(jié)構(gòu)上的連續(xù)性，可分為脫羥階段(400〜600℃)、偏高嶺石階段(600〜800℃)、相分離階段(800〜1100℃)和莫來(lái)石階段(1100〜1600℃)。轉(zhuǎn)變過(guò)程存在SiO2的分凝，但沒(méi)有出現(xiàn)A12O3的大量分凝。偏高嶺石向莫來(lái)石轉(zhuǎn)變過(guò)程的中間產(chǎn)物為準(zhǔn)莫來(lái)石和尖晶石。準(zhǔn)莫來(lái)石的形成是造成1000℃放熱峰的主要原因。

鄭水林等在2003年以山西煤系硬質(zhì)高嶺土為原料，研究了鍛燒溫度對(duì)煤系高嶺土物理化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，在650〜1150℃范圍內(nèi)煤系煅燒高嶺土的白度隨溫度升高而顯著提高;堆積密度略有增大;活性在650〜980℃范圍內(nèi)顯著提高，但在1050℃后下降。遮蓋率在650〜950℃之間隨溫度升高顯著增強(qiáng)，但在950℃后基本上不再變化。吸油率指標(biāo)在650〜1150℃范圍內(nèi)基本上不變化。

此外，鄭水林等(2003)還研究了溫度對(duì)煅燒高嶺土物相的影響，煅燒溫度為750℃時(shí)，高嶺土已轉(zhuǎn)變?yōu)槠邘X石相，基本上不含硅鋁尖晶石和莫來(lái)石相。鍛燒溫度為950℃時(shí)，高嶺土雖仍以偏高嶺石相為主，但開(kāi)始出現(xiàn)硅鋁尖晶石和莫來(lái)石相，煅燒產(chǎn)物的主要成分是非晶質(zhì)的二氧化硅、硅鋁尖晶石和少量莫來(lái)石及方解石。鍛燒溫度為1050℃，高嶺土的莫來(lái)石化進(jìn)一步增加，但此溫度下煅燒產(chǎn)物的主要成分仍是非晶質(zhì)的二氧化硅、硅鋁尖晶石和少量莫來(lái)石;當(dāng)煅燒溫度達(dá)到1150℃，煅燒產(chǎn)物的莫來(lái)石特征峰明顯增強(qiáng)，已由偏高嶺石相轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊?lái)石相，主要成分是莫來(lái)石和非晶質(zhì)二氧化硅。

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