| 我國高嶺土工業(yè)發(fā)展一直較緩慢，直到80年代之前，除少數幾家高嶺土企業(yè)為機選外，大多生產(chǎn)原礦。80年代開(kāi)始隨著(zhù)國民經(jīng)濟飛速發(fā)展，對高嶺土產(chǎn)品提出了越來(lái)越高的要求，高嶺土消費結構由傳統的陶瓷工業(yè)轉向造紙工業(yè)、塑料工業(yè)、石化工業(yè)等。這就促進(jìn)高嶺土的科技進(jìn)步，科技進(jìn)步又巨大推動(dòng)了高嶺土行業(yè)的發(fā)展。
1.高嶺土加工工業(yè)的形成
我國高嶺土加工工業(yè)技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)時(shí)期，從在景德鎮高嶺村發(fā)現高嶺土直到70年代，均以開(kāi)采原礦為主要工藝，只有少量的機選加工廠(chǎng)，產(chǎn)品只能用于陶瓷工業(yè)，而且由于化學(xué)成份不穩定，影響瓷器的質(zhì)量；含鐵高，使陶瓷產(chǎn)品產(chǎn)生斑點(diǎn)；原料級配不合理影響泥料的干燥強度和可塑性。
針對上述問(wèn)題，70年代初到90年代初期，我國高嶺土工業(yè)進(jìn)入了一個(gè)技術(shù)進(jìn)步時(shí)代，先后有輕工部、國家建材局的“七五”、“八五”攻關(guān)等一批科技攻關(guān)項目，以及茂名高嶺土、龍巖高嶺土的發(fā)現及選礦研究。
科技攻關(guān)在高效水力旋流器分選、剝片機超細磨剝，高梯度磁選等取得重大成果，這些成果至今仍成為高嶺土選礦的主要工藝。建材系統的科技攻關(guān)主要有針對蘇州高嶺土含硫高的問(wèn)題，先后完成了選擇性絮凝、反浮選等科技成果及鑒定。
2.造紙用高嶺土加工技術(shù)水平
隨著(zhù)我國造紙工業(yè)在“八五”、“九五”期間的迅猛發(fā)展，先后引進(jìn)了多條刮刀涂布機，刀速提高到600m/min、800m/min，甚至1200m/min。相應對高嶺土提出了較高的質(zhì)量要求，包括細度、白度、粘濃度、磨耗值等。通過(guò)造紙和高嶺土兩大行業(yè)的共同努力、技術(shù)攻關(guān)，茂名高嶺土已被確認為國內目前高檔造紙用高嶺土的重要生產(chǎn)基地，同時(shí)也推動(dòng)了高嶺土生產(chǎn)技術(shù)的全面發(fā)展。九十年代初至今，茂名先后有五家大型高嶺土選礦廠(chǎng)建成投產(chǎn)。其中：茂名石化礦業(yè)公司，6萬(wàn)t/a；茂名高嶺土工業(yè)有限公司，6萬(wàn)t/a；山閣瓷土公司，5萬(wàn)t/a。當前，茂名地區高嶺土總產(chǎn)量約25萬(wàn)t/a，除少量用于塑料、涂料外，基本用于造紙工業(yè)。今年又有兗礦集團北海高嶺土廠(chǎng)投產(chǎn)，為我國造紙工業(yè)又提供了一個(gè)原料基地。我國目前造紙用高嶺土的加工工藝各地雖有差異，但總體工藝路線(xiàn)相近，下圖為其中具有代表性的工藝流程。
主要生產(chǎn)設備包括：搗漿機、螺旋分級機、水力旋流器、臥螺離心分級機、高梯度磁選機、壓濾機、干燥機。
我國目前造紙用高嶺土產(chǎn)品質(zhì)量如下：
Al2O3：37.5%，SiO2：47%，Fe2O3：0.6%，燒失量：15%，<2μm含量：90%，45μm篩余：0.02%，白度>87%，分散沉降物：0.02%，磨耗值：3mg，粘濃度(500mPa.s固含量)：67%，PH值：4～7，水份<2%。
3.技術(shù)特點(diǎn)
3.1水采或搗漿
茂名高嶺土為砂性土，礦石較疏松，加上南方雨季時(shí)間長(cháng)，降雨量大，故采用水采。礦石在水槍高壓水沖擊下，基本解離，只要控制適當的濃度和分散條件，即直接進(jìn)入選礦作業(yè)，這樣就縮短了制漿等工藝環(huán)節，節省了投資和成本。而北海高嶺土由于原礦塊度大，硬度大，水力開(kāi)采不易搗碎，影響分選效果，故采用連續搗漿機進(jìn)行制漿。
3.2螺旋分級機
除砂高嶺土原礦中石英、長(cháng)石粒度較粗，一般大于325目，而高嶺土粒度較細，主要富集在-2μm中。另外，從原礦粒度分析可知：+40μm含量高，占80.01%；細粒級含量次之，-2μm占12.97%；而中粒級范圍寬，含量卻很少，40～2μm占7.02%。所以，我們藉助大處理量的分級設備（螺旋分級機）進(jìn)行粗選，甩掉大量粗尾，而用水力旋流器進(jìn)行最終粒級把關(guān)。而采用螺旋分級機除砂，突破了原有高嶺土生產(chǎn)工藝的模式，把我國高嶺土選礦粗選規模從單機產(chǎn)量1～2萬(wàn)t，提高到單機20萬(wàn)t。
3.3臥螺離心機
精選工藝采用了臥螺離心分級技術(shù)，使產(chǎn)品細度達到-2μm90%以上，分級效率80%以上。特別是配置了變頻調速，可根據不同的物料調整工藝參數（如分離因素），保持產(chǎn)品質(zhì)量的穩定。目前，國內高嶺土選廠(chǎng)也有采用水力旋流器精選分級，在自控尚未實(shí)現的情況下，受流量、壓力變化的影響，產(chǎn)品質(zhì)量難于穩定在－2μm90%以上，分級效率不如臥螺離心分級機。
3.4漂白－除鐵工藝
根據鐵、鈦物相分析，高嶺土中鐵的賦存狀態(tài)，為礦物鐵和晶格鐵兩種，其中礦物鐵占60%，有一部分為地表鐵質(zhì)淋濾污染，所以采用化學(xué)漂白最經(jīng)濟、有效，也被廣泛采用。利用還原漂白劑（如亞硫酸鈉）將Fe3+還原成可溶性的Fe2+，再通過(guò)洗滌作業(yè)將其除去。漂白工藝主要技術(shù)體現在：（1）根據不同礦點(diǎn)物料摸索不同藥劑制度，使其更加合理有效；（2）漂白藥劑除常規漂白劑外，還需添加絡(luò )合物等其它藥劑，以產(chǎn)生綜合效果；（3）漂白產(chǎn)品須進(jìn)行洗滌，及時(shí)脫除可溶性二價(jià)鐵，以免產(chǎn)生“返黃”問(wèn)題。個(gè)別高嶺土選廠(chǎng)采用磁選與化學(xué)漂白相結合的工藝，使產(chǎn)品白度進(jìn)一步提高，且降低藥劑消耗。通過(guò)磁選Fe2O3可從0.66%降低到0.52%，白度從70%提高到80%。
3.5壓濾工藝
國內一般高嶺土企業(yè)都采用低壓過(guò)濾。但在茂名和北海兩地區，通過(guò)我院、企業(yè)、設備廠(chǎng)商三方技術(shù)攻關(guān)，采用高壓進(jìn)漿，壓力達到2～2.5MPa，提高了生產(chǎn)率，確保產(chǎn)品水份低于32～35%，節約了能耗，也改善了工作環(huán)境。
3.6干燥工藝
目前國內造紙用高嶺土加工廠(chǎng)噴霧和閃蒸兩種干燥方式均有采用，各有特色。改進(jìn)后的強力干燥，在生產(chǎn)流程上適應性強，在不同濃度、物料、給料量的情況下均可進(jìn)行干燥。噴霧產(chǎn)品更適于造紙廠(chǎng)使用，過(guò)去由于國內離心盤(pán)霧化器的材料和加工均未過(guò)關(guān)，所以大型離心式噴霧干燥塔均為進(jìn)口。目前，國內一些廠(chǎng)商已能加工噴霧塔，經(jīng)使用效果較好。
4.造紙用高嶺土加工技術(shù)研究發(fā)展方向
雖然我國高嶺土加工技術(shù)取得了較大成績(jì)，但距造紙工業(yè)的要求還有一定距離，特別是產(chǎn)品與巴西土相比差距較大，我院與各高嶺土加工廠(chǎng)正在不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng )新。
4.1煤系高嶺土煅燒技術(shù)
煅燒高嶺土是一種非常重要的高嶺土深加工產(chǎn)品，主要用于造紙、塑料、油漆、橡膠、石油化工業(yè)和新型技術(shù)材料等方面。它作為造紙涂布料可使紙張的光澤度、平滑度、不透明度和原紙覆蓋率比水洗高嶺土大為改善，尤其是煅燒高嶺土具有優(yōu)良的光散射能力和特殊的油墨吸收性，是它能夠替代昂貴的鈦白粉的基礎和提高紙張涂層質(zhì)量的原因。
煤系高嶺土煅燒技術(shù)是我國獨有的加工技術(shù)，北方煤系高嶺土通過(guò)幾年的探索，現已形成一整套完整的加工工藝，包括濕法超細，煅燒增白、打散解聚。這批成果作為國家“九五“攻關(guān)，通過(guò)了成果鑒定，并廣泛應用于一批煤系高嶺土企業(yè)。
4.2增白、降粘技術(shù)的進(jìn)步
近20年來(lái)，增白、降粘技術(shù)一直是我們高嶺土行業(yè)研究的課題之一，并取得了較大的進(jìn)步，目前白度達到88%，粘濃度達到68%。但造紙工業(yè)發(fā)展迅猛，對高嶺土提出了更高的要求，特別是美國高嶺土、巴西高嶺土進(jìn)入中國市場(chǎng)，加劇了技術(shù)的競爭，促進(jìn)了我國高嶺土技術(shù)進(jìn)步。近期將完成多項科技成果，取得多項專(zhuān)利技術(shù)。“十五”期間科技部立項的攻關(guān)課題完成后，高嶺土產(chǎn)品將達到白度90%、粘濃度72%。已獲專(zhuān)利批準。
4.3低溫超導技術(shù)的應用
我國高嶺土資源與美國、巴西等國比較，存在白度低，粘度高的缺陷，除了本身科技攻關(guān)外，還應積極學(xué)習、引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)。低溫超導技術(shù)是目前我國尚不具備的技術(shù)，在世界上也僅有極少數公司掌握，通過(guò)我院與美國Carpco等公司的交流、談判，終于在兗礦集團北海高嶺土公司項目上引進(jìn)該裝備，該設備磁場(chǎng)強度5萬(wàn)Gs，裝機容量37KW，Fe2O30.7%降至0.5%以下，TiO2、K2O含量也有較大幅度的降低。
4.4改進(jìn)高嶺土的粘度
隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國造紙行業(yè)迅速發(fā)展，紙張的質(zhì)量和檔次有了很大的提高，其中涂布紙、紙板及信息辦公用紙已成為我國造紙行業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)。這些紙張的發(fā)展離不開(kāi)對優(yōu)質(zhì)涂布高嶺土的利用，高嶺土是生產(chǎn)上述紙張最通用的白色顏料之一。應用于涂布加工紙的高嶺土，除了必須具備白度高、粒度細的優(yōu)異性能外，還必須具備粘度低的特性。
對高嶺土的粘度國內外有不少人進(jìn)行了研究，概括起來(lái)，影響高嶺土粘度的因素有以下幾個(gè)方面：高嶺土的成因類(lèi)型、高嶺土晶體結構的有序度、高嶺石的形態(tài)、粘度與粒度分布、礦物組成、pH值、分散劑的種類(lèi)和用量、加工過(guò)程中所使用的藥劑等等。因此，影響高嶺土粘度的因素是多方面的，有高嶺土本身的特性，也有來(lái)自外部的因素。
改進(jìn)高嶺土的粘度首先必須對樣品進(jìn)行深入細致的分析，針對高嶺土的特點(diǎn)采用相應的工藝方法，不能指望采用單一的方法來(lái)降低粘度，也不可能改變所有的高嶺土，使其粘度都達到68%以上。
改進(jìn)高嶺土粘度的方法有很多，其中機械降粘是一種簡(jiǎn)單有效、成本較低的方法。實(shí)踐證明通過(guò)捏合擠壓對高嶺土做功，可改善高嶺土粘度，其作用機理尚不清楚。我院經(jīng)過(guò)多年研究，從小試、大試、半工業(yè)試驗和工業(yè)試驗，開(kāi)發(fā)出適合我國高嶺土特點(diǎn)的機械降粘方法和設備，并已應用于廣西北海高嶺土，得到用戶(hù)的認可，粘濃度提高2—3個(gè)百分點(diǎn)。
必須指出，改進(jìn)高嶺土的粘度是一個(gè)系統工程，選擇適宜的工藝、控制工藝條件都是至關(guān)重要的。
作者： 蔡建（蘇州非金屬礦工業(yè)設計研究院，蘇州215004）
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