高嶺土煅燒的主要目的是:(1)脫去有機碳和其他雜質(zhì)礦物以提高白度;(2)脫去高嶺土所含水分、羥基以提高煅燒產(chǎn)品的空隙體積和化學(xué)反應活性,改善物理化學(xué)性能,滿(mǎn)足各種各樣的應用需求,并為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新的應用領(lǐng)域奠定基礎。
影響高嶺土煅燒的主要因素有:入料粒度、煅燒溫度、氣氛、時(shí)間和工藝設備等。
高嶺土入窯粒度的爭論由來(lái)已久,主要關(guān)系到采用先煅燒后剝片或先剝片后煅燒的工藝過(guò)程。
如果在入窯煅燒前不經(jīng)過(guò)濕法剝片,高嶺土干法粉磨的最小粒度為-10μm≥90%。粒度較大,則顆粒的比表面積小,與氧氣的接觸面積小,不利于碳質(zhì)的迅速燃燒,需要恒溫煅燒的時(shí)間較長(cháng),而且顆粒內部的碳質(zhì)無(wú)法與氧氣充分接觸,很難氧化脫除,產(chǎn)品會(huì )出現黑心現象。煅燒后再剝片時(shí),由于夾心的存在,則產(chǎn)品的白度受到很大的影響。
如果先剝片(-10μm≥90%)后煅燒,則由于粉體顆粒在高溫煅燒時(shí)容易發(fā)生團聚現象。
許多學(xué)者在這方面做了大量的實(shí)驗,最終達成了共識,先剝片再入窯,煅燒后再二次解聚剝片。目前,優(yōu)質(zhì)煤系燃燒高嶺土大多采用干、濕結合,先磨后燒的生產(chǎn)工藝。
由于煅燒溫度不同,發(fā)生的化學(xué)反應,晶體結構轉換不同,煅燒高嶺土的理化性能和適用領(lǐng)域也不同。
許多學(xué)者就煅燒溫度對產(chǎn)品的理化性能的影響做了大量工作,得出應用于造紙涂布級的煅燒高嶺土最佳煅燒溫度大致在950-1000℃的范圍內,產(chǎn)品的活性和白度都達到理想的要求。
制備分子篩、活性土,應用于塑料、橡膠行業(yè)做功能填料的高嶺土,煅燒溫度大約控制在850-950℃范圍內。
高溫煅燒后的高嶺土,可用做耐火材料的熟料、陶瓷材料等。
值得提出的是,對于不同產(chǎn)地的高嶺土原料,最佳煅燒溫度也會(huì )不同。
煅燒氣氛主要是指在爐內保持氧化還是還原氣氛。
氧化氣氛雖然有利于有機質(zhì)氧化,但不利于煅燒對Fe2O3和TiO2等染色雜質(zhì)的作用。通過(guò)添加還原劑、控制通入窯內的O2量或者通入適量的CO2可以調節窯內保持還原氣氛。
煅燒時(shí)間對高嶺土的活性和白度有很大影響。一般來(lái)說(shuō),煅燒時(shí)間越長(cháng),反應越充分,產(chǎn)品的白度越高。
在實(shí)際生產(chǎn)中,應尋求煅燒時(shí)間和生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品性能的最佳組合。煤系煅燒高嶺土由于脫掉了羥基和碳質(zhì),燒失量與原料有關(guān),一般在15%左右。主要化學(xué)成分SiO2和Al2O3的相對含量有所提高,其他成分的含量變化不大。
煅燒設備對高嶺土的生產(chǎn)也很關(guān)鍵。在美國和英國等高嶺土生產(chǎn)大國,一般采用大型動(dòng)態(tài)立窯和隔焰式回轉窯生產(chǎn)煅燒高嶺土,原料一般是精選后的軟質(zhì)高嶺土,產(chǎn)品白度85%-95%。
中國優(yōu)質(zhì)軟質(zhì)高嶺土資源較少,但煤系共伴生高嶺土質(zhì)優(yōu)量大。因此,中國的煅燒高嶺土大多用煤系高嶺土為原料。
主要生產(chǎn)設備有隔焰式回轉窯(用柴油、煤氣或天然氣或電加熱)、立窯、隧道窯和梭式窯等。其中隔焰式回轉窯可以方便地調節氣氛,溫度可控性好,物料受熱均勻,產(chǎn)品白度高且質(zhì)量穩定,操作簡(jiǎn)便,已成為我國煤系高嶺土煅燒的主要設備。
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來(lái)源:非金屬礦加工技術(shù)與應用手冊;煅燒制度對高嶺土活性及地聚物性能的影響
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