高岭土加工方法及产品用途

结课论文

高岭土加工方法与产品应途

摘要：高岭土是我国储藏较为丰富的一种重要的非金属矿产资源。因为高岭土有很高的白度、较好的可塑性和较高粘合性、还有良好的绝缘性能、耐火性、抗酸性。所以它广泛用于造纸、橡胶、塑料、陶瓷、化工、涂料和国防等等很多行业，同时也是国家经济建设必不可少的矿物原料。高岭土在造纸工业、陶瓷制造的应用十分广泛，在造纸中一方面是用于造纸过程中的填料;另一方面是在表面涂布过程中使用的颜料。在高新科技行业中高岭土用于制造钢铁制造用的切削刀具、车床钻头和内燃机外壳等方面应用。本文将着重对高岭土加工方法和其各种产品在各种领域上的应用进行相关分析和探讨。

关键词：高岭土、相关用途

随着经济的不断发展、高新技术的不断提高，高岭土的应用也不断广泛、在高新技术领域也得到广泛的应用，因此高岭土的中重要性日益凸显，下面是从高岭土加工工艺流程和其相关用途两个方面进行讨论：

一、加工工艺

1.1 分散

在高岭土湿选工艺中首先将原矿制成泥浆，使矿物以颗粒状单体形态在水中解离，颗粒大小以微米为单位，甚至于更小。为了使高岭石族矿物与杂质矿物(如石英、长石、云母、黄铁矿、钛铁矿等)分离，就必须使粘土颗粒分成细、中、粗三个粒级。为了使分散效果更好有时需添加适当的分散剂，矿浆中的矿物颗粒只有达到充分分散，才能有效地进行分级和选别。

1.2 除砂

除砂主要去掉石英、长石、云母等碎屑矿物和岩屑等较粗粒的杂质，同时也可除去部分铁钛矿物。常用耙式浮槽式分级机、螺旋式分级机、水力旋流器和振动筛等进行。

1.3 分级

分级就是利用矿物颗粒的大小或密度的差别来分离矿物，若组成矿浆的矿物粒度相差大，则一般用筛网分级；若相近，则据其密度差别进行选别。常用的分级设备有水簸、水力旋流器、离心机等。

1.4 磁选除铁

几乎所有的高岭土原矿都含有少量的铁矿物，主要有铁的氧化物、钛铁矿、菱铁矿、黄铁矿、云母、电气石等。这些着色杂质通常具有弱磁性，这样即可用磁选方法除去这些有害杂质。磁选是利用矿物的磁性差别而在磁场中分离矿物颗粒的一种方法，对除去磁铁矿和钛铁矿等高磁性矿物或加工过程中混入的铁屑等较为有效。

1.5 浮选

浮选法提纯高岭土应用十分广泛，目前工艺和设备也在不断改进、更新，使得高岭土精矿获得更高的白度，而满足工业需要。

1.6 漂白

用作颜料、填料和涂料的高岭土，其白度和亮度的高低直接影响其价值的高低。所谓的漂白即是采用不同手段使高岭土的白度增高。具体方法有磁选漂白、浮选漂白、化学漂白等。

1.7 超细磨矿

为了满足造纸、塑料和橡胶制品等工业对高岭土有较高细度的要求，就必须增加高岭土的细度，从而提高产品的质量。超细磨矿工艺主要有磨剥法、高压挤出法、气流粉碎法。

1.8 煅烧加工

煅烧是改善高岭土性能的特殊加工方法。造纸涂料工业使用煅烧高岭土可以增加散射力和遮盖率，提高油墨吸咐速度。用于电缆填料可增加电阻率，在合成4A沸石、生产氯化铝、冰晶石工业中，煅烧可以增加高岭土的化学活性。高温煅烧能增加白度，可部分代替价昂的钛白粉。煅烧可生产莫来石。对于煤系高岭岩煅烧是必不可少的工艺，因煅烧能脱除炭质、提高白度。

1.9 表面改性

高岭土用于塑料、橡胶、油漆、电缆的填料，为使其与各种有机高分子材料容易均匀的分散，并更牢固的结合，需在高岭土表面包覆一层有机耦联剂，此过程称为表面改性。改性效果好的高岭土是疏水的，它漂浮在水的表面而不下沉。

二、产品用途

2.1 在造纸上的应用

高岭土在造纸工业的应用十分广泛。在抄纸过程中使用的填料。在表面涂布过程中也使用它做颜料。对于一般文化纸，填料量占纸重量的10-20%。对于涂布纸和纸板(主要包括轻量涂布纸、铜版纸和涂布纸板)，除了需要填料外，还需要颜料，填、颜料用的高岭土所占比重为纸重的20-35%。高岭土应用于造纸，能够给予纸张良好的覆盖性能和良好的涂布光泽性能，还能增加纸张的白度、不透明度，光滑度及印刷适性，极大改善纸张的质量。

2.2 在农业上的应用

据有关资料介绍：高岭土稀释后涂在葡萄藤上，可防止或减少病虫侵害。如苹果、梨和其它果树的树身上用高岭土水溶液喷洒，可减轻夏季强烈阳光对树身的热辐射，从而减少水分蒸发，有利于提高果树的产果率；如果果园普遍推广使用高岭土，可降低农药用量一半以上，有利于降低水果生产成本，水果食用的安全性也得到提高。同时，美国农业研究人员还发现：把一定量的高岭土加入农药中制成胶状混合剂喷涂于农作物上，不但能降低农药用量，而且可延长杀虫时间，假若粮食、蔬菜及其它农作物也应用高岭土掺和农药喷洒，其成本不仅大大降低，又能大大减少作物农药的残留量。

2.3 在陶瓷制造上的应用

高岭土是一种主要由高岭石组成的粘土，其矿物组成除高岭石外，还含有多量的石英

和水云母类矿物质；国际上将这类特殊的粘土都称为“高岭”，外观一般呈白色或灰白色，是制作瓷器与造出白色纸张的主要原料。

2.4 在石油化工上的应用

一般煅烧高岭土需要经过加工制成催化剂载体再附着稀土、贵金属等功能材料，用于石油裂化催化填料，从结构上讲硬质高岭土多呈管状、高岭土纯度高，有利于制作催化剂载体。总体来讲高纯度的管状的高岭土比较适合做石油化工用煅烧高岭土制品，不论软质还是硬质的高岭土原矿只要达到上述条件就适合用，关键是看加工过程的控制，在保证孔径合格的情况下拥有较高的物理强度为上品

2.5 在涂料上的应用

高岭土在油漆中的主要作用是充填物和色料替代物，因为它具有化学惰性、高的覆盖能力、理想的流动性和悬浮性、成本低、色白等特性，能减少昂贵染料的需要量；对于煅烧高岭土除具有上述普通高岭土所具有的特性外，还具有不规则的形状、有优良的光学性能、油吸收率和颜料体积浓度高、不易老化、耐磨和在水或油介质中易乳化等优点，具有很高的遮盖力。高岭土在油漆工业中主要是代替白色颜料，尤其是一氧化钛；

不同粒度和类型的高岭土用于不同类型的油漆中：粗粒高岭土用于需要黯淡光泽或平光漆中，细粒高岭土则用于产生高光泽的油漆，或用于制造乳胶状颜料，能使涂层具有较好的不透明性、防腐性和防沉降性，提高涂膜硬度、改进涂膜质量。

2.6 在橡胶行业中的应用

纳米级高岭土具有较大的比表面积,较高的活性,易自身团聚,以及高岭土与橡胶的界面性质不同,相容性较差,在橡胶中难以均匀分散,使纳米高岭土的优异性质不能够充分发挥。通过表面改性可以达到改善分散性,提高纳米高岭土与橡胶间的亲和力和相容性的目的。把纳米级的高岭土引入橡胶中，可以赋予橡胶优良的力学性能、阻隔性能和热稳定性。此外在提高橡胶的弹性、抗屈挠、尺寸稳定性、压缩变形等性能方面的性能也尤为突出。因此在橡胶基体中来引入纳米高岭土复合材料的制备近年来备受材料工作者的关注。

2.7在高新领域上的应用

2.7.1 合成分子筛

近年来以高岭土为原料合成NAY 型分子筛取得成功。其合成方法是将一部分高岭土原粉经高温煅烧得到高温煅烧土; 另一部分高岭土在较低温度下煅烧得到偏高岭土,将两种煅烧高岭土按一定比例混合后或在其中的一种煅烧高岭土存在时, 得到一种NAY型分子筛。

2.7．2 高岭土微晶玻璃装饰板材

以高岭土为主要原料、硅灰石为主晶相的微晶玻璃生产的装饰板材, 采用熔结晶化成型工艺。该方法成本低,产品色泽、花纹、外观效果理想, 其表面在具有天然石材花纹的基础上, 还具有多彩的色调图案, 在外观及价格上有极大的竞争力

三、结束语：

随着全球经济的不断发展、各国的科学和技术的不断提高，高岭土的应用也将广泛化，在各个行业的需求量将不但加大，高岭土的销售市场将保持不断增长，对高岭土的需求量也将不断加大。而我国作为最早应用高岭土的国家之一, 应该充分利用高岭土, 不仅采取深加工、开发新产品、立足于传统的应用领域, 而且要面向高科技、新技术、高效益的领域, 综合开发利用高岭土资源。因此, 随着科学技术的进步, 它的应用范围将会越来越广泛。因此开采和加工高岭土的行业也将会面对更高的挑战和更好的机会。

四、参考文献：

[1] 刘研, 李宪洲. 高岭土的深加工与新材料. 《世界地质》,2004

[2] 赵伯良. 我国造纸级高岭土生产简况1 《非金属矿》, 2004

[3] 朱粉利, 周汉文. 高岭土在材料学方面的应用. 《矿产保护与利用》, 2004

[4] 元春英, 刘星, 周跃飞. 高岭土的综合利用与发展前景.《昆明理工大学学报》(理工版) ,

2003