煤系硬质高岭土煅烧增白研究
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1 试样性质
试样取自陕西韩城某矿区煤系硬质高岭土 。 其矿 物成分简单 , 主要由高岭石矿组成 , 其含量为 96 %;不 含游离石英 , 伴生矿物有黄铁矿 、褐铁矿 、金红石 、锐钛 矿及碳和有机质 。 试样化学成分列于表 1 。 经破碎 、 细磨分级 , 干燥 , 试样自然白度 23 .5 %。 其差热分析 曲线见图 1 。
A study on Calcining and Whitening of Coal-series Kaolin
PAN Lin (Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy , Changsha 410012 , Hunan , China)
Abstract :The effect of calcining temperature , calcining time and additive dosage on kaolin' s whiteness is investigated using a certain place' s coal-series kaolin of Shanxi as the test sample .The test sample is calcined for 2 h at 1 000 ℃, using 3 % saw dust and NaCl as whitener , achieving a whiteness of 90 %.The author discusse百度文库 whitening mechanism of the additives and analyses the structure and properties of the calcined products . Key words:coal-series kaolin ;calcination ;whiteness ;additive
日本理学 RAX —10 型射线衍射仪 ;美国 Nicolet 公 司 740 —FT -IR 红外光谱仪 ;浙江温州仪器厂 ZBD 型白 度仪 ;美国 SKC —2000 型光透过粒度仪 。
3 试验结果与讨论
影响煤系高岭土白度的因素主要是其中的碳和有 机质及铁 、钛等染色矿物或离子 , 而碳和有机质则是影 响煤系硬质高岭土的最主要因素 。 铁 、钛等杂质可用 其它如化学法处理 , 煅烧就是为了使碳和有机质在高 温下氧化 、分解而挥发除去 。煅烧是提高煤系高岭土 白度和质量的重要的手段 。 3 .1 煅烧温度对白度的影响
图 3 煅烧时间对试样白度的影响
从图 3 可知 , 同一温度下 , 随着煅烧时间的增加 , 试样白度亦随之提高 。煅烧 时间为 2 h , 其白度可达 86 .5 %, 时间继续增加 , 试样白度变化不大 , 说明时间 对试样白度的影响变小 。 考虑到能耗问题 , 本试验确 定煅烧时间为 2 h 。 3 .3 添加剂的增白效果研究
由于在低温煅烧时 , 随着煅烧温度的升高 , 煤系高 岭土白度不升反降 , 在 400 ～ 600 ℃之间出现最低值[ 3] 。 因此 , 低温煅烧对提高煤系高岭土意义不大 。试验确定 500～ 1 000 ℃为本研究的温度范围 , 固定保温时间 1 h , 考察煅烧温度对试样白度的影响 , 结果见图 2 。
表 1 试样化学成分(质量分数 %) SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O 烧失 44 .57 37.45 0.67 0.99 0.022 0 .040 0 .091 0 .18 15.48
图 1 试样差热曲线(TGA-DSC 曲线)
经扫描电镜分析 , 高岭石的形态主要为片状及细 小粒状 , 片状大小约 0 .5 ～ 10 .5 μm , 粒状一般小于 0 .5 μm ;黄铁矿和褐铁矿粒度较粗 , 而金红石和锐钛矿则 以亚微米级嵌布于高岭石中 。
① 收稿日期:2003-04-11 作者 女 工程师
58
矿 冶 工 程
第 23 卷
2 试验方法
2 .1 试验方法 2 .1 .1 煅烧试验 取一定量的试样粉料装入瓷坩埚 内 , 自然堆积 , 不加盖 , 放入马弗炉中 , 在预定温度处保 温一定时间取出 , 自然冷却后测其白度 。 2 .1.2 添加剂增白试验 称取一定量的添加剂与 20 g 高岭土试样充分混匀后置于坩埚内 , 在马氟炉中煅烧 , 煅烧温度 1 000 ℃, 保温 2 h , 自然冷却后测其白度 。 2 .2 仪器设备
第 23 卷第 4 期 2003 年 08 月
矿 冶 工 程
MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING
Vol .23 №4 A ugust 2003
煤系硬质高岭土煅烧增白研究
潘 琳
(长沙矿冶研究院 , 湖南 长沙 410012)
摘 要 :以陕西某地煤系高岭土为试样 , 研究了煅烧过程中煅烧温度 、煅烧时间 、添加剂用量对白度的影响 。 在 1 000 ℃煅烧 2 h 并 添加 3%的锯木屑和 NaCl 作增白剂 , 试样煅烧白度达到了 90%。 探讨了添加剂的增白机 理 , 分析了煅烧产品的结构及性能 。 关键词 :煤系高岭土 ;煅烧 ;白度 ;添加剂
本文以陕西某煤系硬质高岭土为试样 , 研究了影 响煅烧高岭土白度的诸多条件因素 , 寻求提高煅烧高 岭土白度的有效添加剂 , 获得了白度大于 90 % 的煅烧 高岭土 ;同时探讨了添加剂的增白机理 , 对不同温度煅 烧的高岭土产品进行了分析 , 提出应根据高岭土的性 质 , 因地制宜 , 开发多种用途的产品 。
我国煤系硬质高岭土储量丰富 , 主要分布在北方 的石炭-二叠纪煤系地层中 , 属沉积型高岭土矿 , 大多 赋存于煤层的顶 、底板和夹层中 。 其高岭石含量高 , 但 普遍含有一定量的碳和有机质及铁 、钛等染色杂质 , 使 其呈灰色或灰黑色 , 影响了其白度 , 限制了它的应用 。 为了适应市场需求 , 提高煤系高岭土的白度 , 获得高档 次 、高附加值的产品 , 资料表明[ 1 ～ 2] , 煅烧是行之有效 的方法 。
试样取自陕西韩城某矿区煤系硬质高岭土 。 其矿 物成分简单 , 主要由高岭石矿组成 , 其含量为 96 %;不 含游离石英 , 伴生矿物有黄铁矿 、褐铁矿 、金红石 、锐钛 矿及碳和有机质 。 试样化学成分列于表 1 。 经破碎 、 细磨分级 , 干燥 , 试样自然白度 23 .5 %。 其差热分析 曲线见图 1 。
A study on Calcining and Whitening of Coal-series Kaolin
PAN Lin (Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy , Changsha 410012 , Hunan , China)
Abstract :The effect of calcining temperature , calcining time and additive dosage on kaolin' s whiteness is investigated using a certain place' s coal-series kaolin of Shanxi as the test sample .The test sample is calcined for 2 h at 1 000 ℃, using 3 % saw dust and NaCl as whitener , achieving a whiteness of 90 %.The author discusse百度文库 whitening mechanism of the additives and analyses the structure and properties of the calcined products . Key words:coal-series kaolin ;calcination ;whiteness ;additive
日本理学 RAX —10 型射线衍射仪 ;美国 Nicolet 公 司 740 —FT -IR 红外光谱仪 ;浙江温州仪器厂 ZBD 型白 度仪 ;美国 SKC —2000 型光透过粒度仪 。
3 试验结果与讨论
影响煤系高岭土白度的因素主要是其中的碳和有 机质及铁 、钛等染色矿物或离子 , 而碳和有机质则是影 响煤系硬质高岭土的最主要因素 。 铁 、钛等杂质可用 其它如化学法处理 , 煅烧就是为了使碳和有机质在高 温下氧化 、分解而挥发除去 。煅烧是提高煤系高岭土 白度和质量的重要的手段 。 3 .1 煅烧温度对白度的影响
图 3 煅烧时间对试样白度的影响
从图 3 可知 , 同一温度下 , 随着煅烧时间的增加 , 试样白度亦随之提高 。煅烧 时间为 2 h , 其白度可达 86 .5 %, 时间继续增加 , 试样白度变化不大 , 说明时间 对试样白度的影响变小 。 考虑到能耗问题 , 本试验确 定煅烧时间为 2 h 。 3 .3 添加剂的增白效果研究
由于在低温煅烧时 , 随着煅烧温度的升高 , 煤系高 岭土白度不升反降 , 在 400 ～ 600 ℃之间出现最低值[ 3] 。 因此 , 低温煅烧对提高煤系高岭土意义不大 。试验确定 500～ 1 000 ℃为本研究的温度范围 , 固定保温时间 1 h , 考察煅烧温度对试样白度的影响 , 结果见图 2 。
表 1 试样化学成分(质量分数 %) SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O 烧失 44 .57 37.45 0.67 0.99 0.022 0 .040 0 .091 0 .18 15.48
图 1 试样差热曲线(TGA-DSC 曲线)
经扫描电镜分析 , 高岭石的形态主要为片状及细 小粒状 , 片状大小约 0 .5 ～ 10 .5 μm , 粒状一般小于 0 .5 μm ;黄铁矿和褐铁矿粒度较粗 , 而金红石和锐钛矿则 以亚微米级嵌布于高岭石中 。
① 收稿日期:2003-04-11 作者 女 工程师
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矿 冶 工 程
第 23 卷
2 试验方法
2 .1 试验方法 2 .1 .1 煅烧试验 取一定量的试样粉料装入瓷坩埚 内 , 自然堆积 , 不加盖 , 放入马弗炉中 , 在预定温度处保 温一定时间取出 , 自然冷却后测其白度 。 2 .1.2 添加剂增白试验 称取一定量的添加剂与 20 g 高岭土试样充分混匀后置于坩埚内 , 在马氟炉中煅烧 , 煅烧温度 1 000 ℃, 保温 2 h , 自然冷却后测其白度 。 2 .2 仪器设备
第 23 卷第 4 期 2003 年 08 月
矿 冶 工 程
MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING
Vol .23 №4 A ugust 2003
煤系硬质高岭土煅烧增白研究
潘 琳
(长沙矿冶研究院 , 湖南 长沙 410012)
摘 要 :以陕西某地煤系高岭土为试样 , 研究了煅烧过程中煅烧温度 、煅烧时间 、添加剂用量对白度的影响 。 在 1 000 ℃煅烧 2 h 并 添加 3%的锯木屑和 NaCl 作增白剂 , 试样煅烧白度达到了 90%。 探讨了添加剂的增白机 理 , 分析了煅烧产品的结构及性能 。 关键词 :煤系高岭土 ;煅烧 ;白度 ;添加剂
本文以陕西某煤系硬质高岭土为试样 , 研究了影 响煅烧高岭土白度的诸多条件因素 , 寻求提高煅烧高 岭土白度的有效添加剂 , 获得了白度大于 90 % 的煅烧 高岭土 ;同时探讨了添加剂的增白机理 , 对不同温度煅 烧的高岭土产品进行了分析 , 提出应根据高岭土的性 质 , 因地制宜 , 开发多种用途的产品 。
我国煤系硬质高岭土储量丰富 , 主要分布在北方 的石炭-二叠纪煤系地层中 , 属沉积型高岭土矿 , 大多 赋存于煤层的顶 、底板和夹层中 。 其高岭石含量高 , 但 普遍含有一定量的碳和有机质及铁 、钛等染色杂质 , 使 其呈灰色或灰黑色 , 影响了其白度 , 限制了它的应用 。 为了适应市场需求 , 提高煤系高岭土的白度 , 获得高档 次 、高附加值的产品 , 资料表明[ 1 ～ 2] , 煅烧是行之有效 的方法 。