煅烧高岭土的特点与市场前景分析

煅烧高岭土的特点与市场前景分析

《矿物材料学》课程论文

题目：煅烧高岭土的特点与市场前景分析教师：

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目录

煅烧高岭土的特点 (4)

一、煅烧高岭土的矿物原料 (4)

二、煅烧高岭土的组成与结构 (4)

1、煅烧过程中的物理、化学变化 (4)

2、晶体结构的变化 (5)

三、煅烧高岭土的制备工艺过程 (6)

1、分散 (6)

2、除砂 (7)

3、分级 (7)

4、磁选除铁 (7)

5、浮选 (7)

6、漂白 (7)

7、超细磨矿 (7)

8、煅烧加工 (8)

9、表面改性 (8)

四、煅烧高岭土的性能与应用 (8)

1、煅烧高岭土在造纸工业的应用： (8)

2、煅烧高岭土在陶瓷工业的应用： (8)

3、煅烧高岭土在橡胶工业的应用： (9)

4、煅烧高岭土在油漆工业中的应用： (9)

5、煅烧高岭土在耐火材料中的应用： (9)

6、煅烧高岭土在塑料工业中的应用： (9)

7、煅烧高岭土在人工合成分子筛中的应用： (9)

8、煅烧高岭土在搪瓷工业的应用： (10)

9、煅烧高岭土用作宝石抛光粉： (10)

10、煅烧高岭土的其他用途： (10)

煅烧高岭土的市场情况与预测 (11)

一、国内高岭土资源状况

11

二、国内煅烧高岭土的生产状况 (12)

煤系煅烧高岭土 (12)

三、煅烧高岭土市消费结构及市场前景分析 (13)

1、油漆涂料: (13)

2、造纸: (13)

3、橡胶、塑料和电缆填料: (13)

4、陶瓷釉料: (14)

5、化妆品、医药领域: (14)

6、无磷洗衣粉: (14)

7、高岭土(聚合氯化铝原料): (14)

煅烧高岭土的特点

一、煅烧高岭土的矿物原料

煅烧高岭土的主要矿物原料来源是高岭土。煅烧高岭土就是将高岭土在煅烧炉中烧结到一定的温度和时间，使其的物理化学性能产生一定的变化，以满足一定的要求。

高岭土的主要矿物组成是由小于2个微米的微小片状、管状、叠片状等高岭石簇矿物(高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石等)组成；除高岭石簇矿物外，还有蒙脱石、伊利石、叶腊石、石英和长石等其它矿物伴生。

高岭土的理想的化学式为AL2O3-2SiO2-2H2O，化学成分中含有大量的AL2O3、SiO2和少量的Fe2O3、TiO2以及微量的K2O、Na2O、CaO和MgO 等。

高岭土化学成分分析：

上表为四个地区，福建1#、云南2#、黑龙江3#、广东4#的高岭土的化学成分分析。由表可看出，四个地区高岭土都经过精选，Al2O3/SiO2比值分别为1# 0.79，2# 0.84，3# 0.75，4# 0.77，都介于0.7~0.85之间，属于纯度较高的优质高岭土；Fe2O3、TiO2含量均不高，不大于0.5%；（CaO+MgO）含量小于2%；烧失量在13.96%（理论上纯高岭土烧失量）左右，可以满足制瓷、造纸、橡胶、填料等工业应用[1]。

二、煅烧高岭土的组成与结构

1、煅烧过程中的物理、化学变化

高岭土的煅烧过程是脱羟基[2]和铝的活化过程[3]，同时晶体结构也发生变化，从层状的高岭石变为无定形的偏高岭石[4]。结构的改变引起理化性质的改变[5-7]，煅烧使高岭土变成膨松孔隙结构的粉体，表面官能团和活性点、酸碱度及电性能发生变化，使其表现出更优异的性能。

高岭土经过不同温度的煅烧，其结构与性能均发生了变化。根据其变化，可将其划分为三个温度段：

第一阶段：500℃之前，XRD和FTIR显示，高岭石结构基本保持原状，结构水部分脱失，其自度、吸油值也无大的变化。

第二阶段，500℃~900℃，高岭石结构水脱失，转化成无定型的偏高岭石，基本仍保持片状和管状形态，但片状和管状晶体尺寸变小．颗粒间隙碱小，结块增加，是一种结晶度很差的过渡相，具有高火山灰活性，在水玻璃激发作用下，可发生胶凝反应。．吸油值增大，在800℃，吸油值最高，达到78.39/100g，自度提高，达到90％。

第三阶段，1000℃之后，偏高岭石逐渐转化成针状短柱状的莫来石，并出现方石英相，白度保持不变，吸油值降低[8]。

2、晶体结构的变化

高岭土的基本结构单元是硅氧四面体层与铝氧八面体层通过氧键桥连接形成，其结构示意图如图1所示，其中的结构羟基分布在铝氧八面体层中，结构单元之则由氢键连接起来，品格排列整齐，有序度很高，所以结构致密，无缝隙。

图1 高岭土1:1层状结构

当高温煅烧高岭土时，结构水脱出，铝氧八面体层的结构被破坏，而硅氧四面体层则基本保持原有的层状结构特征，使得偏高岭土保持了层片状结构特征。

从煅烧高岭土的XRD衍射分析和29Si、27Al。MAS、NMR，SEM、TEM 分析得知，煅烧高岭上是一种长程无序，中程呈层片状碎片的结构。碎片由有序度较高的硅氧四面体层和有序度较差的铝氧层构成，有序度较高的硅氧四面体层是指煅烧高岭土中的硅氧层基本上保持了原高岭土中硅氧四而体的层状结构特征，硅的配位数没有发生变化，但有序度降低，所以硅氧四面体(SiO4)层是中程有序，而铝氧层由原来铝的六配位八面体层转变成由铝的四配位、五配位和六配位三种配位形式同时共存，其有序度较差，这不仅是因为铝有较多类型的配位，而且还因为各种配位铝氧多面体之间复杂的连接方式。

曹德光等[9]提出了如图2所示的煅烧高岭土结构示意图，硅氧层与铝氧层之间任然通过原来的桥氧键相互连接，层与层之间的氢键随着结构水的脱去而不存在。正是因为在煅烧过程中结构水的脱去，铝氧层晶格发生扭曲，使得煅烧高岭土呈现出一种长程无序，中程呈层片状碎片的结构，所以用透射电镜分析其内部微观结构时，观察到了苏州煅烧高岭上的峰窝状疏松结构，茂名煅烧高岭土的鱼网状疏松结构[10]。

图2 煅烧高岭土的结构示意图

三、煅烧高岭土的制备工艺过程

煅烧高岭土的制备过程包括分散、除砂、分级、磁选除铁、浮选、漂白超细磨矿、煅烧加工、表面改性等几个阶段。

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