（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）在我國，高嶺土主要用作陶瓷原料和耐火材料，其次用于造紙涂料、橡膠填料、搪瓷釉料和白水泥原料，少量用于塑料、油漆、顏料、日用化妝品、肥皂、農藥、紡織、石油、化工、建材等工業(yè)部門(mén)。在國外，用作造紙涂料和填料的常占很大比例。隨著(zhù)我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，高嶺土在造紙涂料、油漆填料等行業(yè)上的應用在逐步擴大。
隨著(zhù)我國非金屬礦行業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位不斷提高，非金屬礦的加工工藝也得到較快的發(fā)展，國外很多先進(jìn)的選礦工藝逐步引入到我國非礦行業(yè)的生產(chǎn)中，其中超細粉體、納
米材料成為世界普遍關(guān)注的重要研究課題。而作為重要的非金屬礦之一的高嶺土，其加工工藝也在不斷發(fā)展。磁選除鐵、剝片、煅燒加工等工藝都相繼應用起來(lái)，高嶺土的剝片更是相當重要的一種加工工藝。
1 開(kāi)發(fā)
多年來(lái)，造紙涂料所需高嶺土一般是重力分級出的細粒級和粗粒級土，細的粒級用作涂料，粗的粒級常常作為填料出售。但填料市場(chǎng)有限，且經(jīng)濟價(jià)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(lái)說(shuō)，2μm是臨界值。這就是說(shuō)，2μm以下的高嶺土顆粒主要是單個(gè)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，而是由不同數量的單個(gè)晶體表面與表面黏結在一起的疊片狀或書(shū)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(guò)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備，有卵石研磨機、球磨機、管磨機、膠體磨機等。但每種方法用來(lái)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(huì )給產(chǎn)品帶來(lái)污染等。經(jīng)過(guò)改進(jìn)的高嶺土剝片加工，是通過(guò)攪拌和細研磨介質(zhì)等一系列工藝過(guò)程達到剝離的。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。磨剝機從上世紀九十年代至今，也得到了快速發(fā)展。機體容積從僅有的80L發(fā)展到現在的3000L 等，由盤(pán)式磨剝片到棒式攪拌磨等，有的設備垂直高度甚至已達到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，尤其是兩廣地區的高嶺土礦床屬于風(fēng)化型礦床，晶體結構假六邊形片狀，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(guò)程造成較多的疊片狀結構，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(guò)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(zhù)重要的研究?jì)r(jià)值和一定開(kāi)發(fā)價(jià)值。剝片工藝是值得在上述地區高嶺土
生產(chǎn)企業(yè)逐步推廣的加工工藝
2 應用
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(zhù)色雜質(zhì)，可以通過(guò)沉降或離心分級除去。經(jīng)過(guò)剝片加工的高嶺土稱(chēng)為剝片土，它不同于自然風(fēng)化顆粒細的高嶺土（通常稱(chēng)水洗高嶺土），二者有明顯的區別：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(zhù)的高光澤度和表面強度。表1 所列為國內某剝片土與水洗土、國外剝片土涂布成紙性能的比較結果。
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(zhù)廣泛的應用價(jià)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(shí)，對比率基本無(wú)變化，涂料外觀(guān)良好，黏度變化小。說(shuō)明剝片高嶺土部分替代鈦白粉是可行的，因而可以適當降低涂料的生產(chǎn)成本，生產(chǎn)效益得以提高。
煅燒剝片土與水洗高嶺土在涂料上應用，也有著(zhù)較明顯的差別，物理性能比較的結果，見(jiàn)表3。
3 結語(yǔ)
通過(guò)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)的應用來(lái)看，具有很好的開(kāi)發(fā)和利用價(jià)值。與水洗高嶺土涂布紙物理性能的比較中我們還可看出，剝片高嶺土表現出良好的應用性能時(shí)，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(diǎn)遭到破壞，造成應用性能的不理想；另外粒度增細，顆粒的比表面積增大，黏度將更大，流動(dòng)性能更差。
這與目前廣大用戶(hù)要求高細度高嶺土產(chǎn)品的要求是相悖的。但是應當肯定的是：適當的粒度組成和粒度級配，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用過(guò)程逐步達成共識。
磨剝設備的改進(jìn)和發(fā)展，帶來(lái)剝片高嶺土生產(chǎn)工藝的新發(fā)展，但是現有任何磨剝設備都不可避免地對高嶺土的片狀晶體結構（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(lái)越多的應用領(lǐng)域，需要其具備良好的流動(dòng)性能。目前，普遍采用改變磨剝介質(zhì)的種類(lèi)、配比、充填率等工藝手段，來(lái)達到適宜的粒度級配，盡量減少對晶體結構的破壞?？梢韵嘈?，隨著(zhù)我們對磨剝工藝參數的不斷摸索以及對磨剝設備的不斷改進(jìn)，必將使剝片高嶺土得到更好的開(kāi)發(fā)和應用。
?歡迎進(jìn)入【粉體論壇】
|
