高嶺土作為一種重要的純天然新型環(huán)保顏料，目前已廣泛應用于造紙領(lǐng)域，并占有越來(lái)越重要的地位，不僅可顯著(zhù)提高紙張品質(zhì)，增加產(chǎn)品附加值，還可滿(mǎn)足卓越品質(zhì)和特殊紙制品的要求。在今后相當長(cháng)的一段時(shí)間內，高嶺土將會(huì )是高檔涂布紙顏料的理想選擇。
1、選礦提純
隨著(zhù)下游用戶(hù)對高嶺土產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高，大大推動(dòng)了高嶺土選礦提純、超細粉碎、煅燒、表面改性等相關(guān)技術(shù)和機械設備的發(fā)展。
高嶺土中主要的著(zhù)色物為鐵、鈦礦物及有機質(zhì)。鐵和鈦多以赤鐵礦、針鐵礦、硫鐵礦、黃鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦、銳鈦礦、及鈦鐵礦等礦物形態(tài)存在。
提高高嶺土白度的傳統方法有物理法和化學(xué)法，物理法主要有磁選法、浮選法、選擇性絮凝等方法；化學(xué)法有氧化法、還原法、氧化-還原聯(lián)合法、酸浸法、螯合劑劑強化處理法、微生物浸出法等。
（1）磁選
高嶺土中的染色物質(zhì)如銳鈦礦、金紅石、赤鐵礦、云母和黃鐵礦等均具有弱磁性，比較適合用高梯度超導磁選機，這種磁選機可處理幾個(gè)微米或亞微米級別極弱的順磁場(chǎng)礦物。
美國恩格爾哈達公司2個(gè)精選廠(chǎng)，采用PEM-84型高梯度磁選機，處理能力8t/h，使含TiO21.8%-2.0%的原礦降低到0.8%，白度由原來(lái)的83%提高到85%。
目前正在加速發(fā)展新型永久超導材料，力圖降低超導磁體的成本，以使這項技術(shù)更廣泛地應用于高嶺土和其他非金屬礦的選礦。高嶺土超導磁選機能長(cháng)期運轉，與常規磁選機相比，可降低電耗80%-90%，還具有快速激磁和退磁能力，可使設備減少分選、退磁和沖洗雜物所需的時(shí)間，從而大大提高了礦物的處理量。
（2）浮選
由于雜質(zhì)顆粒極細，高嶺土通常采用載體浮選工藝。載體礦物可以是方解石、硅砂等（325目），載體礦物的用量一般為高嶺土質(zhì)量的10%-20%，載體的一部分經(jīng)過(guò)回收可再利用。
浮選過(guò)程中所用的藥劑包括分散劑硅酸鈉，pH調整劑氫氧化銨和苛性鈉，捕收劑塔爾油、脂肪酸及石油磺酸鈣。但載體浮選存在不少缺點(diǎn)，載體的水化需要大量的藥劑。浮選過(guò)程只能在礦漿濃度較低時(shí)有效，從而增加脫水費用。
所加載體必須從粘土產(chǎn)品中盡可能地清除，并從泡沫產(chǎn)品中回收以循環(huán)使用。殘留在粘土中的化學(xué)藥劑及載體礦物對最終產(chǎn)品有害。
美國恩格爾哈達公司Molntyre精選廠(chǎng)在生產(chǎn)中用載體浮選法除去高嶺土中的銳鈦礦，0.043mm的方解石為載體，用塔爾油、燃料油作捕收劑，石油磺酸鈣做輔助捕收劑，氫氧化銨做pH值調整劑（pH值8.2-8.5），載體浮選除去微細粒銳鈦礦效果良好。原礦中TiO21.8%-1.2%，經(jīng)浮選后TiO2可降低到0.3%-0.4%，白度由原來(lái)的83%提高到了87%。但整個(gè)工藝過(guò)程復雜，生產(chǎn)成本較高。
（3）選擇性絮凝
選擇性絮凝的工藝過(guò)程比較簡(jiǎn)單，首先使懸浮液中固體顆粒充分分散，然后加入絮凝劑使其對目標礦物（礦物微?；蛎}石細泥）進(jìn)行選擇性吸附。目標礦物絮凝完畢后，利用浮選的方法使絮凝體與分散相分離。
盡管選擇性絮凝對極細顆粒粘土除雜是一種高效的方法，但它尚有某些缺陷：該工藝礦漿濃度比較低，必有大量的水要在后續作業(yè)中除去，粘土絮凝團的夾雜，產(chǎn)品回收率較低，殘余的聚合絮凝劑對最終產(chǎn)品的有害影響。因而目前選擇性絮凝提純高嶺土仍處于實(shí)驗室或半工業(yè)研究階段。
（4）化學(xué)漂白
高嶺土的化學(xué)處理往往與高嶺土的使用性能和所含的雜質(zhì)有關(guān)。影響高嶺土及煤系高嶺巖使用性能的主要雜質(zhì)是鐵的礦物、鈦的礦物和有機質(zhì)，堿處理法往往不起太大作用，除雜提純常用的化學(xué)處理方法主要是酸處理法和化學(xué)漂白法。
酸處理法和化學(xué)漂白法也可看做是一種方法的兩個(gè)方面或一個(gè)完整工藝過(guò)程的兩個(gè)階段，二者有密切的聯(lián)系，其區別在于酸處理法是以除去雜質(zhì)為主要目的，而漂白是以改變致色元素（主要指鐵）的價(jià)態(tài)，使其呈色性減弱為主要目的。其實(shí)酸浸過(guò)程往往同時(shí)加入氧化劑或還原劑達到上述目的。
2、超細粉碎及分級
（1）超細粉碎
日本專(zhuān)利介紹，通過(guò)應用合成樹(shù)脂球的濕法球磨機或介質(zhì)攪拌型磨機將平均粒徑為1.5-6μm之間的高嶺土磨碎，通過(guò)這種方法獲得涂布級高嶺土，既不會(huì )破壞高嶺土的結晶，又不會(huì )使涂布液粘度提高，特別是代替剝片粘土。
（2）降低粘度
加入分散劑改善高嶺土粘度特性是目前最常用的一種有效方法，應用最廣的是加入聚丙烯酸鹽、聚磷酸鹽等負電性分散劑來(lái)調節料漿的粘度。
分散劑可以改善高嶺土懸浮液的分散狀況和流變性，能明顯地改善洗選、水力旋流器分級、高梯度磁選等分選效果，顯著(zhù)提高生產(chǎn)能力，且易于控制和操作。
近幾年表面活性劑工業(yè)的快速發(fā)展，也豐富了高分子分散劑的種類(lèi)。表面活性劑能夠吸附在高嶺土表面上，從而改變高嶺土表面的帶電狀況，極大地影響高嶺土料漿的粘度。通過(guò)無(wú)機、有機及高分子分散劑的復配使用，能起到很好的效果還能降低成本。
值得注意的是，使用分散劑改善漿料粘度，實(shí)驗條件的改變對吸附的影響很大，分散劑制漿工藝比較講究，隨分散劑的不同，操作工藝也會(huì )有差別。
（3）精細分級
國外高嶺土超細分級技術(shù)和設備進(jìn)展較快，尤其是美國、英國等一些國家的高嶺土加工，離心機早已成功地用于高嶺土的超細分級，產(chǎn)品粒度達到數微米或亞微米的范圍。
水力旋流器作為微米級超細分級設備也有很大發(fā)展，瑞典、英國、德國等研制出了一種直徑為10mm的水力旋流器，成功地用于-10μm高嶺土分級。
3、表面改性
高嶺土表面改性是指用物理、化學(xué)方法對高嶺土粉體表面進(jìn)行處理，以改變其表面電性、表面浸潤性、表面吸附性和反應特性等性質(zhì)。
高嶺土表面結構官能團有-Si（Al）-OH、-Si-O-Al-和-Si（Al）-O，這些活性點(diǎn)是對高嶺土進(jìn)行表面改性的基礎。
偶聯(lián)劑改性是目前最主要的方法，目的在于改變高嶺土表面親水親油性，提高與有機相中的相容性。
4、脫水
美國高嶺土選礦一般采用外濾式圓筒真空過(guò)濾機進(jìn)行脫水。這種外濾機最大的優(yōu)點(diǎn)就是連續排渣，便于工序之間的銜接，過(guò)濾效率較高。脫水前礦漿濃度25%左右，真空過(guò)濾后含固量達60%左右。
英國高嶺土脫水設備主要使用頂裝式壓濾機、板框式頂裝式壓濾機、側裝式自動(dòng)高壓壓濾機，以及管式壓濾機（ECC專(zhuān)利）。壓濾機進(jìn)漿濃度20%-25%，普通壓濾機產(chǎn)品濾餅固體含量65%-70%左右，高壓壓濾機固體含量為75%左右，管式壓濾機進(jìn)漿固體含量15%，壓濾后固體含量82%-83%，一次脫水后不需干燥，可直接出廠(chǎng)。
近年來(lái)出現了一種利用電場(chǎng)中荷電粒子電泳特性的新型過(guò)濾工藝——電泳電滲過(guò)濾機。其原理為：在電場(chǎng)中，帶負電的粒子移向陽(yáng)極，雙電層中配衡離子移向陰極。當順利抵達陽(yáng)極時(shí)，在用來(lái)保護電極的陽(yáng)極薄腆上形成濾餅，陽(yáng)極濾餅采用電滲法進(jìn)一步脫水，多余水分以電滲原理用泵通過(guò)荷電的浦餅毛細管排出，而濾布所粗蓋的陰極室則在真空條件下協(xié)助濾液排出。Dorr-Oliver公司已生產(chǎn)出可作半間歇操作的電濾機，其容積為18.9m3，每個(gè)陰極與陽(yáng)極的面積為55.4m2，經(jīng)電泳電滲過(guò)濾機過(guò)濾的產(chǎn)品不需噴霧干燥，因而脫水費用經(jīng)濟。
5、實(shí)例
（1）美國KaMin公司
美國KaMin公司生產(chǎn)的超細高嶺土粒徑分布窄、粒子扁平狀，白度高，流變性好，尤其適合于高固含量涂布配方和高車(chē)速涂布機，賦予涂布紙和紙板高光澤且遮蓋性好。
KaMin公司超細高嶺土生產(chǎn)工藝
表1 美國高嶺土生產(chǎn)公司的高白度超細高嶺土和標準白度超細高嶺土的主要物理性能
 2、巴西CADAM高嶺土公司
巴西CADAM高嶺土公司生產(chǎn)的超細高嶺土粒徑分布窄、黏滯濃度高，流變性好，尤其適合于高固含量涂布配方和高速涂布機，賦予涂布紙和紙板高光澤。
CADAM高嶺土公司的高嶺土生產(chǎn)工藝
表2 巴西超細高嶺土的主要物理性能
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