高岭土综述(高岭土储量、分布、加工处理技术及应用)

王玉祥
（山东理工大学，淄博，25500）
1 世界高岭土的储量和分布范围
1.1 世界高岭土的储量
世界上高岭土资源极为丰富，五大洲60多个国家和地区均有分布，但主要集中在欧洲、北美洲、亚洲和大洋洲。

目前全世界高岭土的探明储量约242.3亿t (表1)。

储量较大的地区有美国佐治亚州、巴西亚马逊盆地、英国的康沃尔和德文郡、中国的广东、
表1 各国高岭土探明储量(亿t)
国家或地区查明资源国家或地区查明资源
美国81.75中国19.14*
英国18.15独联体14.00**
巴西13.00西班牙 1.50
印度10.00加拿大 1.50
澳大利亚 4.55坦桑尼亚 1.00
南非 2.55其他69.00
保加利亚7.00世界总计242.3
资料来源：Minerals Handbook, 1994～1995 ，据报导，美国储量数字增加10亿t。

*中国储量来自中国国土资源部2006年 底全国矿产查明资源储量统计表。

**独联体的数据来自工业矿物 2006.2。

福建、广西、江西和江苏等；此外,还有独联体国家、捷克、德国和韩国等，上述国家总储量约占世界总储量的68%。

现按国别简述如下：
美国：美国高岭土矿产资源十分丰富，居世界首位，主要来自佐治亚州、南卡罗来纳州，亚拉巴马州、阿肯色州、加里福尼亚州，佛罗里达州、北卡罗来纳州及得克萨斯州等130 多个矿山。

佐治亚州高岭土矿床是世界最大的高岭土矿床，储量达79亿t。

中国高岭土资源储量居世界第二位，据中国国土资源部资料，截至2006年底的统计，中国已有高岭土矿床(点)有318处，基础储量为6.36亿t，储量为2.31 亿t，已查明资源储量为19.14亿t。

英国高岭土资源较为丰富，主要集中分布在康沃尔半岛圣奥斯特尔花岗岩体的西部和中部，打特模尔花岗岩体西南部，波德明花岗岩体西部和南部。

经选矿后用于造纸填料和涂料。

乌克兰高岭土矿产资源十分丰富，乌克兰卢霍维茨矿床是乌克兰开采的最大矿床之一。

属风化壳型优质高岭土矿床，系由花岗岩风化形成。

哈萨克斯坦地区分布有大型沉积型高岭土矿床，所产高岭土主要供国内造纸涂料、填料及陶瓷。

俄罗斯第聂伯罗彼得罗夫斯克附近的高岭土亦为风化壳型，估计储量为1.6亿t。

捷克高岭土资源较丰富，是东欧主要的生产国，主要分布在卡罗维发利、比尔森、德博札尼、
卡丹及斯卡尔纳，优质高岭土产于城堡山等矿床。

属残积型矿床，质量较好，主要用于造纸及陶瓷工业。

德国高岭土最大的产地在巴伐利亚州的慕尼黑附近，此外尚有法兰克福、黑森、威斯特法利亚、莱因兰等地。

高岭土属沉积型，产量不能满足国内需要，还需从美国、英国、捷克等国进口。

高岭土主要用于造纸涂料及填料。

澳大利亚高岭土储量较大，品位也较高。

主要分布在南部和东部地区，澳大利亚居布克高岭土矿位于科瑞吉西南10km，Berth市西200km。

高岭土石英矿平均厚度为10m，用于造纸涂料和填料。

另外，澳大利亚还有威克平高岭土矿，可用作高白度造纸涂料。

巴西高岭土矿床主要分布在亚马孙盆地，据报道，已查明资源量达13亿t以上，在世界高岭土矿物储量方面，将取代英国的地位。

矿床大多为残积型，产于风化的花岗岩、伟晶岩及其他结晶岩中，有价值的矿床是沿帕腊河—(亚马逊河支流)的费利佩高岭土矿，矿床产于上新世巴雷拉斯统，后来在沿雅里河地区又发现大规模的次生矿床，绵延几公里，储量较大。

主要用于造纸及陶瓷工业。

日本高岭土矿床在全岛普遍分布，主要在木宫、柿野、御作等矿区，大部分用于国内陶瓷、耐火材料和填料、涂料。

墨西哥高岭土矿床主要为热液型，几乎每个州都有分布。

系由流纹岩、流纹质凝灰岩等火山岩经热液蚀变而成矿。

高岭土一般是无序的，常呈管状晶体，颗粒较粗，一般小于15μm, 5μm以下的颗粒含量较低。

墨西哥高岭土主要用于陶瓷及造纸工业。

欧洲较早的康沃尔郡和德文的高岭土矿，是花岗岩内长石的岩浆或热液分解而成，其高岭土含量在变质花岗岩含量不超过20%，但高岭土化作用深度在许多地方超过300m，目前该矿床由于已开采多年，高岭土的储量已接近枯竭。

中国非煤系高岭土资源以广东最多，据广东省地质部门勘查，广东西部的茂名盆地高岭土储量居中国探明同类型高岭土储量的第一位，高岭土基础储量达 2.8亿t，特别是茂名盆地南部，查明的高岭土资源量达4.7亿t以上，储量大，结晶好，粒度细、纯度高、白度高、粘度低等优点，是世界上比较优质的高岭土矿。

陕西次之，其他省份还有福建、广西、江西、湖南和江苏等。

中国煤系高岭土资源丰富，大型煤矿基本上都伴生有煤系高岭土，已探明储量可达28亿t，主要分布在我国北方的东北和西北的内蒙。

1.2 世界高岭土的生产目前世界上有60多个国家和地区生产高岭土。

美国和欧洲以及巴西曾是世界高岭土主要生产国家，其中，巴西高岭土生产增加速度很快。

目前，根据USGS的统计，美国、英国、巴西、独联体和中国等是世界上最主要的高岭土生产国，其产量占世界总产量78%。

表2是根据USGS以及中国国土资源部信息中心的统计，估算出世界各国2002～2006年的产量。

1.2.1 美国
美国有21 家公司在10 个州里开采78 个矿点。

2006年美国全年生产高岭土774万t，与2005年有所减少，幅度不大。

在2006年高岭土的产量中，其中有426万t是水洗土，155万t是煅烧土，107万t是分离剥片的，18.5万t未经加工。

在煅烧高岭土中，有82.6 万t是颜料级高岭土，其他高岭土为耐火级。

美国目前生产高岭土的主要公司有：Alchemy Kaolin, Inc公司是Alchemy Ventures Ltd的子公司。

该公司的矿点在爱达荷州的Latah县。

J.M. Huber Corp与Sparta Kaolin Corp公司共同开发佐治亚和南卡罗来纳边界的Sparta附近的高岭土矿；据信每年可生产高岭土产品1 770万t。

此外，还有Engelhard Corp，该公司将调整佐治亚州的高岭土矿的生产，闲置部分设备，并减少部分员工，以适应造纸市场需求的减少。

Atlas Mining Co与Lintech International Inc 公司签定了合同，经销Atlas Mining’s Dragon
在犹他州Juab县开采的多水高岭土。

Engelhard Corp公司全球生产高岭土80万t，主要用于造纸、涂料、电缆料等。

Imerys公司已经重构在佐治亚州的设施；该公司的造纸级高岭土将在桑德斯维尔生产，其他用途的高岭土在该公司的Imerys‘Dry Branch工厂生产。

Imerys公司年产高岭土16万t，主要用于造纸、涂料、电缆料等。

Huber公司年产高岭土13 万t ，主要用途是造纸、涂料、电缆料等。

1.2.2 巴西
有三家公司生产高岭土，其中一家为Imerys所控制，其他为CVRD和其伙伴公司所有。

巴西高岭土的生产增长速度较快，从1990～2002年每年平均增加10.1%。

1.2.3 中国
我国主要高岭土矿区有广东茂名、福建龙岩、江西贵溪、江苏苏州和湖南醴陵等。

据2004年资料，中国主要的生产厂家有：
(1) 广东茂名高岭土科技有限公司：1997年建成投产，以生产造纸涂料、油漆涂料、陶瓷釉料三大系列产品为主,目前深加工企业的年生产能力已达到90 万t，实际生产25万t。

茂名高岭土是当前造纸涂布的理想材料，全国造纸企业使用的高岭土有80%来自茂名市茂南矿区，该区已成为全国造纸涂料高岭土最大的生产供应基地和亚洲超细粉体高岭土产品的最大供应基地，并形成一批享誉国内外的品牌，高岭土产品正进入国际市场，也是某些精细化工产
表2 各国高岭土产量(万t)
国别 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年
伊朗 80 80 80 80 80
韩国 238 285 278 277 300
中国*657 770 770 723*752*
墨西哥 68 68 60 87.7 90
西班牙 35 35 35 35 35
捷克 400 400 400
土耳其 37.2 37 53.6 58 60
独联体 600 600 624 624 624
乌兹别克 550 550 550 550 550
德国 377 380 375 375 377
英国 240 240 240 240 240
美国 801 768 776 780 774
巴西 171 180 210 220 240
越南 60 65 65 65 65
其他 1 430 1 300 1 380 1 370 1 330
总计 4 977 5 280 5 220 5 193 5 203
*中国生产数字为原矿,来自国土资源部2006 年全国矿山资源开发利用通报。

世界产量是在USGS 数据基础上，加上中国产量 得出的。

另外，据Mining Annual Review, 世界高岭土精矿产 量2003年为2
528万t。

品、高级耐火材料、特种陶瓷、建筑新材料、橡胶和塑料的填料，石油催化剂、日用化工品及化妆品的主要原料，在电子信息、国防军工、医疗、新一代功能材料、纳米材料等方面也有广阔的应用前景。

2004年10月，联合国工业发展组织与广东茂名市签订了开发合作备忘
录，共同开发茂名高 岭土资源。

在茂名的企业还有：茂名山阁瓷土公司，1997 年成立的联营企业，年采矿能力50万t ；茂名石化矿 业公司，1996年建成投产，年生产能力30万t, 2006 年实际产量13万t 。

(2) 江苏苏州中国高岭土公司，位于苏州阳山， 1975年建成投产，年生产能力25万t, 2006年实际产 量20万t ，其中部分为水洗土。

(3) 福建龙岩高岭土有限公司，年产高岭土原矿 60万t ，精矿50多万t ；主要生产优质陶瓷原料。

经加 工改性后，还可用于造纸、橡胶、油漆、涂料等。

(4) 广西兖矿北海高岭土有限公司，大型国有矿 山企业，2001年建成，年生产能力55万t, 2006年实 际产量约30万t ，主要用于陶瓷生产。

(5) 广西合浦锦海高岭土有限公司，预计年生产 能力40万t(再建)。

其中，苏州、湛江和龙岩等地的高岭土均可用作 涂布级造纸原料和高级陶瓷原料。

潮州飞天燕瓷土矿，2006年生产15万t 。

另外年产低于10万t 的企业还有漳州威亚高岭土公司(2万t)、广东高州福利厂(4万t)、云南临沧，安 徽雪纳非矿材料有限公司(3万t)，湛江新东成矿业有 限公司；以及广西合浦，湖南界牌、衡山，浙江松 阳，河南焦作，河北沙河、徐水以及山西大同等地 均有小的生产厂家生产高岭土。

全国高岭土2006年 精矿产量约为360 万t ，其中机选土约180 万t ，主要 集中在江苏苏州、广东茂名和湛江、福建龙岩地区 等地。

煤系高岭土：部分煤系高岭土含高岭石纯度高， 晶形比较完整，可用于生产超细煅烧高岭土，中国煅 烧高岭土业从90年代起步, 但发展迅速，截止2005 年，国内不同规模煅烧高岭土企业近45家，总生产能 力达30万t 以上，生产能力在1万t 以上的有15家左 右。

主要有淮北金岩高岭土开发公司，生产加工能力 为年20万t ，2006年生产原矿30万t ，主要产品为煅烧 土；其他年产5～10万t 的企业有广西北海、合浦；湖 南的界牌、衡山；浙江松阳；河北的沙河、徐水以及 山西大同等(表3)。

表3 国内煤系煅烧高岭土主要生产厂家
资料来源：中国非金属矿工业协会高岭土专委会
2 高岭土的加工处理技术
2.1高岭土表面改性处理
聚丙烯（PP ）是一种通用型的塑料，因其具有价 格便宜、比重小、耐弯曲疲劳、耐化学腐蚀、易加工 成型等优点，广泛应用于家用电器、电子等方面。

但 其机械性能（如强度）较低、耐热性差等缺点[ 1 ]，限制 了 PP 的应用。

在 PP 基体中填充一些无机填料，如 玻璃纤维、高岭土等[ 2，3 ]，可以明显的改善 PP 的韧 性、耐热性等。

但无机粒子表面呈极性，表面能较 高，和 PP 相容性差，与 PP 熔融共混时，在 PP 基体 中分散性较差，团聚现象严 厂家 地址 产量(万t ) 应用
蒙西高岭粉体股份有限公司 内蒙 3
造纸、涂料、医用包
装材料、电泳漆等
山西金洋煅烧高岭土公司 山西 3 造纸、涂料、橡胶等 山西朔州安平高岭土公司 山西 3 造纸、涂料、橡胶等 内蒙三保高岭土公司 内蒙 2 造纸、涂料、橡胶等 安徽淮北金岩高岭土开发公司 安徽 10 造纸、涂料、橡胶等 湖南耒阳超牌化工有限公司
湖南
0.8
造纸、涂料、橡胶等
重，使材料的性能急剧下降。

无机粒子表面改性与在共混体系中加入相容剂均有利于无机粒子在基体中均匀分散，提高复合材料的综合性能。

高岭土是一类层状的硅酸盐，层片由硅氧四面体和铝氧八面体组成，具有可塑性强、收缩适宜、耐火性好等特点。

将高岭土均匀分散于PP 基体中，可充分发挥高岭土与PP 各自的优点，制备高性价比的PP 复合材料。

对高岭土进行表面改性，考察了改性条件对高岭土表面改性效果的影响，并且比较了高岭土改性前后对PP 复合材料力学性能的影响。

1 实验部分
1.1 主要原料
PP（T30S 中国石油大庆石化公司）；PP-g-MAH（CMG5001 上海日之升新技术发展有限公司）；高岭土（<11μm，上海凤陈粉体材料有限公司）；钛酸酯偶联剂（NDZ-105）（南京品宁偶联剂有限公司）；异丙醇（A.R. 天津市永大化学试剂有限公司）。

1.2 主要设备与仪器
SHR-10A 型高速混合机（万凯机械）；SHJ-20型双螺杆挤出机（南京杰恩特机电有限公司）；HTB-80 型注塑机（宁波海天塑料机械公司）；TENSOR27 型红外光谱分析仪（德国布鲁克公司）；D/max2200VPC 型X 射线衍射仪（日本理学株式会社）；WDW3050 型微机控制电子万能试验机（长春科新实验仪器有限公司）；XJ-50Z 型组合冲击试验机（承德大华试验机有限公司）；XWB-300 型热变形、维卡软化点温度测定仪（承德试验机有限责任公司）。

1.3 高岭土的表面修饰
将高岭土置于三口烧瓶中，加入一定量的NDZ-105 的异丙醇溶液，搅拌均匀，超声分散30 min，加热搅拌反应一定时间，抽滤、洗涤、干燥，制得改性高岭土，测定其活化值。

高岭土的密度（2.6g•cm-3）远远大于水的密度，且其表面亲水，故在水中自然下沉。

NDZ-105 是亲油性的表面活性剂，高岭土改性后，表面呈现出较强的疏水性。

由于表面张力大，改性高岭土颗粒在水中如油膜一般漂浮于水面。

漂浮高岭土的质量比可反映出改性效果，用活化指数（H）来表示。

具体方法如下：准确称取试样1g，置于100 mL 蒸馏水中，超声波震荡1h，静置1h。

除去上层漂浮粉体，将剩余粉体烘干称重。

按公式（1）计算其活化指数作为改性效果的评价指标。

H=（1-m）×100% （1）
式中 m：剩余粉体的质量。

1.4 PP/高岭土复合材料的制备
将PP、高岭土、PP-g-MAH 及为总质量0.25% 的抗氧剂加入高速混合机中进行预混合（配方见表1），然后用双螺杆挤出机挤出造粒。

机头温度为
180℃，一~ 五区的温度分别为：185、210、220、220、和210℃。

将所得粒料干燥后注塑成标准样条，样条放置48h。

1.5 性能测试
红外光谱分析：KBr 压片制样，扫描范围0~4000cm-1；
XRD 分析：辐射源为CuKα射线，工作电流为30mA，工作电压为40kV，扫描速度为2.0°•min-1，扫描范围10°~80°；拉伸强度和拉伸断裂应变按照GB/T1040 . 1
-2006 进行测试；缺口冲击强度按照GB/T1843.1
-2008 进行测试；弯曲强度按照GB/T9341-2008 进行测试；维卡软化点按照GB/T1633-2000 进行测定。

2 结果与讨论
2.1 红外光谱分析
图 1 为高岭土改性前后的Fourier 变换红外（FTIR）光谱图。

图 1 高岭土与改性高岭土红外图谱
Fig.1 Infrared spectra of kaolin and modified kaolin
在未改性高岭土FTIR 谱图1（a）中，3640、875、723cm-1 分别为四面体片和八面体内部-OH 的伸缩振动峰、Al-OH 的弯曲振动吸收峰和Al-O-Si 弯曲振动吸收峰。

改性的高岭土（图1（b））在2975cm-1 与2866cm-1 处出现了亚甲基与甲基基团中的C-H 伸缩振动吸收峰，这表明偶联剂NDZ-105 吸附到了高岭土的表面。

2.2 高岭土的XRD 分析
图2（a）为纯高岭土的X 射线衍射图谱。

图 2 高岭土与改性高岭土 XRD 图
Fig.2 XRD spectra of kaolin and modified kaolin
从图 2 可以看出，在2θ=15°~20°之间未出现高岭石特征吸收峰，这主要是因为在煅烧温度高于600℃时，高岭石结构羟基大量脱出，晶体结构受到破坏而形成非晶相的结果[ 4 ]。

为提高高岭土的白度，
通常在高岭土煅烧时加入 NaCl，除去 Fe2O3，与此同时，NaCl 与高岭土生成
0.5Na2O·0.5Al2O3·SiO2，故在2θ=29°出现一强衍射峰，在2θ=23°、36°及 39°附近出现衍射峰。

图2（b ）
为改性高岭土的 X 射线衍射图 谱，与图 2（a ）相比，峰的位置与强度均未发生变化， 说明 NDZ-105 对高岭土晶体结构无影响。

2.3 NDZ-105 用量的影响
NDZ-105 的用量对改性后高岭土的活化指数（H ）的影响曲线见图 3。

图 3 NDZ-105 用量对活化指数的影响 Fig.3 Influence of NDZ-105 dosage on activity inde
随着 NDZ-105 用量的增加，H 先增加后减小。

当 NDZ-105 的用量小于高岭土质量的 3%时，H 随 着 NDZ-105 用量的增加而增大，此时由于 NDZ-105 量较少，高岭土的表面没有完全被 NDZ-105 分子覆 盖；当 NDZ-105 的用量为高岭土质量的 3%时，高 岭土表面几乎完全被 NDZ-105 分子覆盖，此时，颗 粒分散比较均匀，H 达到最大。

随着 NDZ-105 量的 进一步增加，高岭土表面的 NDZ-105 大量富集，形 成胶束，团聚在一起，致使 H 下降。

2.4 改性温度的影响
改性温度对 H 的影响曲线见图 4。

图 4 温度对活化指数的影响
Fig.4 Influence of reaction temperature on activity i ndex
随着改性温度的升高，H 先增加后减小。

当改 性温度小于 80℃时，随着温度的升高，吸附速度加快，吸附量增加，并逐渐趋于饱和；而吸附是放热过程，升温会使平衡吸附量减小，因此 NDZ-105 分子 在高岭土表面的吸附量随处理温度升高出现极大 值，表现为 H 随着温度的升高也出现极大值。

可见， 对于给定的体系，最佳改性温度为 80℃左右。

2.5 改性时间的影响
采用 NDZ-105 改性高岭土的过程主要发生化 学吸附，速度较慢，因此吸附量会随着处理时间的 增加而增加。

图 5 是实验测得的活化指数随处理时 间的变化情况。

H /%
图 5 时间对活化指数的影响
Fig.5 Influence of reaction time on activity index
由图 5 可见，改性时间太短，NDZ-105 不能很好的包覆于高岭土的表面，因此，H 较小，当时间到达1h 后，NDZ-105 有充足的时间吸附于高岭土表面，H 较高。

继续延长时间，H 又有所下降，但幅度不大。

这是因为，除了大部分的NDZ-105 分子以化学键的形式吸附于高岭土表面外，还有少量的以物理吸附的形式吸附于高岭土表面，这一部分NDZ-105 分子在长时间的强力搅拌下会发生脱附，因此，H 会有所下降。

2.6 用改性高岭土制备PP 基复合材料
通过用偶联剂NDZ-105 处理高岭土，改变了高岭土表面的性质，使其由亲水向亲油转变，提高了与非极性的聚丙烯的相容性。

用在优化条件下制备的高岭土（H=72%）与聚丙烯在双螺杆挤出机中熔融共混，制备了PP/ 改性高岭土复合材料L2。

表 2 给出了L2 与用未改性高岭土制备的复合材料L1 及PP 原料L0 的主要性能的测试结果。

表 2 复合材料性能测试结果
Tab.2 Results of performance test about composites
高岭土/%改性高岭土/%PP-g-M AH/%PP/%
L000099.75
L13001554.75
L20301554.75
共计280t，脱水率46.7%；9 月 3 日，排明水0.4m，脱水率53.3%，收净化油40 方。

11 月9～11 月19 日分3 次处理污油1641t，3
天沉降后，得脱水油990 方；11 月22 日自上液面往
下 2.5 米出取样，化验含水为0%；距罐底 1.2 米出取样，化验含水为0.5%，含有非水杂质6%。

12 月13 日再次化验（经过3d 蒸汽加热）自上液面往下 2.5 米出取样，化验含水为0%。

3 结论
（1）对子北采油厂的含油污泥进行了离心分析，含油污泥含油率为30.16%，含水率63.28%，含渣率为6.56%。

（2）室内研究表明，含油污泥处理的最佳工艺
条件为污油处理剂HK12 浓度为10g•L-1，温度为50℃，搅拌时间20min，静止时间
24h。

（3）子北采油厂马鞍山集油站共进行了二次污油处理，投加药剂共22t，处理污油约2200t，脱水率高达53%，回收污油约1000m3。

通过化学药剂处理的方法，很好的实现了油泥减量化处理，不仅回收了部分原油，还为后续污油的无害化及资源化处理做了铺垫。

2.2高岭土的超细粉碎及剥片技术
2.2.1 高岭土超细粉碎和剥片机理
高岭土的主要成份是高岭石,其晶体结构特点是由一Si一O 四面体层和一A l一( O,O H )八面体层连结而成( 如图 1 )，
Si一O 键中约4 0 % 是离子键,6 0 % 是共价键;A I一( O,O H ) 键中约3 7 % 是共价键,6 3 %是离子键.高岭石的单元层构造由两层组成,一层为硅氧四面体,另一层为铝氧八面体.四体的边缘是氧元子,八面体的边缘是氢氧基团.因此,两层之间就形成氢键,这些结构单元层间靠氢键连结成重叠的层状堆迭( 如图 2 )
从而也就形成了高岭石的片状结构。

矿浆的p H值对超细磨矿的影响主要是通过矿粒的分散与絮凝来实现的.由于高岭石的特殊结构,它断裂时往往产生性质不同的两个表面:底面和端面,即【( 0 0 1),( 0 10 ) 和( 1 10 )】底面永远带负电荷,属恒电荷体系,它不受溶液性质的影响;而端面的荷电则取决于定位离子浓度,即溶液p H 值,从而也就决定了矿粒的分散或是絮凝.东北工学院研究指出,在仅改变溶液p H值时,当p H 一1时,颗粒处于悬浮,高岭土图2高岭石晶体结构示意图具有最佳分散状态,当p H < 6.5 或p
H > 1 时,分散度明显降低,一部分粒子处于絮凝状态。

2.2.2高岭土的超细粉碎设备
用作超细粉碎的设备,大致可分为六类:气流粉碎机、高速机械冲击式粉碎机、振动磨、搅拌
磨、胶体磨、高压辊磨机等.在这六类设备中,通常只有搅拌磨和胶体磨才能湿式作用.高岭土的超细粉碎及剥片对象通常是分级作业之后的中矿矿浆.同时,为了保护高岭土的层状结构,以满足造纸涂料的需要,搅拌磨无疑是最佳设备.苏州非金属矿工业设计研究院,长沙矿冶设计研究院,昆明工学院等国内多家单位,在引直吸收国外先进经验的同时,相继研制出自己的搅拌磨,有时也称立式螺旋搅拌磨矿机.它的特点是:研磨体连同物料靠插入筒体中的螺旋提升至顶部,且同时受旋转螺旋的离心力作用抛向筒壁,然后从筒体内壁与螺之间的空隙泻落,如此循环.这样,矿粒就在磨矿介质之间,介质与筒体之间和螺旋的搅拌作用下受剪切、磨剥、挤压作用而被粉碎.由于螺旋的转速无需太快,加之筒体不转,磨矿介质充填率高,因此,动力消耗小,相对磨矿效率高.据报导,搅拌磨比传统球磨效率高5 0倍,比振动磨高1 0 一2 0倍,动力的有效利用比传统球磨机高2一3倍,一2m的粒级产率从 3 0 % 上升到7 0 % 以上.高压均浆器是从另一种途径来实现高岭土剥片的有效新型设备.该设备最早由德国研制并用于工业生产,我国浙江省地质测试中也研制出了小试设备.其基本原理就是高压挤出法.首先将矿浆置于高压状态下( 最大压力可达. 58x1 07P a ),然后,让高压浆料从很窄的缝隙中以95 0m /S的线速度喷射于处于常压的叶轮.当矿料离开缝隙的瞬间,压力突然降低很大,必然产生象爆米花似的空穴效应,再加上在叶轮上的强大冲击力,以及矿浆的摩擦剪切力,就使得高岭土晶体的晶面沿着结合力较弱的氢键之间层层剥开.经试验表明,经该设备一次处理后,矿料中一2 # m的粒级含量由原来的 1 8 % 提高到3 7 %,并且还能更好地保护高岭土原有晶形,加大径长比.所以,有的人甚至说,高压均浆器可称得上高岭土的真正剥片设备。

2.2.3 助剥剂的应用
和其它物料的磨矿一样,高岭上的超细粉碎不仅是一个机械力学过程,也同时是一个机械化学过程.因此,凡影响矿浆流变学性质和高岭土硬度变化的药剂,必将引起剥片形为的改变.从流变学观点出发,由于高岭土经超细粉碎后,矿浆表面张力增大,粘度增大,流动性变差.此时,加入助磨剂,一方面可以降低表面张力;另一方面也可以吸附在矿粒表面,起到保护胶粒因电解质引起聚沉的影响,从而使矿一粒处于悬浮状态,改善了矿浆的可流动性,使分级和剥片更为有利.从这个意义上讲,剥片剂实质就是分散剂.如水玻璃、六偏磷酸钠等.从降低硬度的观点出发.加入助剥剂后,由于药剂在矿物表面吸附,引起表面层晶格的位错迁移,产生点或线的缺陷,从而使其层间结合力变弱,晶叠层松懈,更利于矿物的解离.这类药剂主要有烷基醇胺,聚丙烯酸醋,苯甲酸等.苏州非金属矿工业设计研究院曾使用助剥剂进行侵泡剥片,可使一2 m粒级产率由3 0 %上升到 5.1%,但由于成本过高,难于推广应用。

2.3高岭土煅烧活化
高岭土是一种富含高岭石矿物相的硅铝氧化物，主要化学成分为SiO2 和Al2O3。

高岭土中主要矿物相为高岭石，此外还含有部分石英相。

高岭土是制备地聚物的原料，如果以高岭土直接制备地聚物，其晶相结构完整，碱激活的效果差，难以反应，得到的试块强度不高。

为了提高高岭土的反应活性，需要对其进行煅烧活化，破坏其晶相结构，使之由晶相变为非晶相。

杨晓昕等、王春梅等的研究表明，在850 ℃下急速升温、快速冷却的高岭土活性最好。

诸华军等的研究表明，高岭土在900 ℃煅烧 6 h 得到的产物活性最高，铝的配位数由 6 变为5 和4，以配位数5 为主。

王美荣等认为处理后高岭土中铝氧结构的转变及Si—O—Al 间桥氧键的存在是其具有活性的原因。

彭军芝等［6］研究发现，600 ℃煅烧 6 h 或者
700~900 ℃煅烧2 h 后，高岭土内部片状及管状晶体尺寸变小，颗粒间隙减小，形成了结晶度差、活性高的过渡相。

煅烧温度过低不能破坏高岭土的晶相结构，反之，煅烧温度过高会使高岭土发生晶相转变，生成低活性的莫来石、硅铝尖晶石等，因此高岭土的煅烧活化过程存在最佳温度。

同时，不同的煅烧时间也会对高岭土的活化有影响。

煅烧时间不足时，高岭石的晶。