專利名稱：一種超細高白度煅燒高嶺土的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種無機非金屬材料或礦物加工，尤其是涉及一種超細高白度煅燒高嶺土的制備方法。
背景技術：
隨著我國經濟和工業的飛速發展，普通高嶺土已不能滿足現代工業的技術要求， 而優質高嶺土以及優質煅燒高嶺土，尤其是高白，超細煅燒高嶺土因具有可塑性、粘結性、 分散性、絕緣性、燒結性、阻燃性、耐火性、吸附性、化學性能穩定、光散射率高、遮蓋力好等優點，廣泛應用于造紙涂料、造紙填料、塑料、橡膠、電線電纜、乳膠漆、路標漆、粉末涂料等領域，市場需求也將迅速增長，且處于供不應求的狀態，到2010年，我國煅燒高嶺土產品需求量將達到90萬噸。煅燒對于高嶺土資源的開發、利用和深加工是十分關鍵的作用之一，無論是生產高檔次的填料、涂料及磨料、耐火材料都必須進行煅燒。煅燒是高嶺土增白的必須措施，煅燒還具有精選除雜的效果。在利用高嶺土中的物料組分為原料進行深加工時，煅燒還是增加化學反應活性，提高其有用成分提取率的必要手段。對于一定的煅燒設備和煅燒方式來說，煅燒過程中的各種影響因素，如溫度、升溫速度、增白劑、氣氛以及原料細度等，直接影響產品的性能，而煅燒產品的物化性能決定其應用性能和使用價值。燒增白是通過高嶺土在窯爐中煅燒使得高嶺土白度提高的方法。高溫煅燒能有效地除去高嶺土中的有機質，尤其是在1200 1300°C下煅燒，使高嶺土的物相發生徹底的變化，鐵進入新生成的莫來石或尖晶石中，從而達到增白的目的。但是考慮到本發明煅燒高嶺土的用途是用于涂料、填料，高嶺土煅燒溫度控制在900 1000°C。目前文獻中報道的煅燒方法有高溫氯化焙燒法和添加增白劑煅燒法。高溫氯化焙燒法是通過在特定的容器中通入流動的氯氣，在700°C至950°C的溫度下焙燒球團狀的粘土，使粘土中的鐵雜質與氯氣反應生成氣態氯化鐵鹽，以揮發的方式消除氯化鐵鹽，從而達到除去雜質目的的方法。在過去的幾十年中使用氯化法冶煉金屬已顯著增多，這是因為實用性氯化技術的成熟為提高原料反應活性，降低生產成本提供了較好的前提。用氯化的方法除去高嶺土礦物中的鐵、鈦雜質，以獲得一定高白度的高嶺土，這種技術在造紙行業最先發展起來。 J. A. GonzcSlez 等人(Gonzalez, J. A. , Del, Μ. , Ruiz, C. . Bleaching of kaolins and clays by chlorination of iron and titanium[J]. Applied Clay Science，2006，33 :219-229) 進行了使用高溫氯化的方法從不同的粘土和高嶺土礦物中去除鐵、鈦雜質的一系列試驗， 他們由實驗得到了高溫氯化漂白粘土的最佳優化條件。他們的實驗結果表明，使用高溫氯氣從粘土礦物提取鐵、鈦等雜質已被證明是明確優于其他物理和化學除鐵過程的，高溫氯化法不僅可以除去礦物中的游離鐵雜質，而且還可以除去粘土礦物中的結構鐵雜質。由于在精細陶瓷和耐火材料的生產過程中最重要的是不能改變粘土礦物的自然屬性，因此對高嶺土等處理要盡量減少或者避免對礦物本身性質的改變。任何以往的化學處理將或多或少改變這些屬性，然而高溫氯化處理的一大優勢就是不改變原料的物理化學性質，雖然這種方法除鐵效率很高，但是成本比較高，有待于進一步的研究之中。添加增白劑煅燒法是指在高嶺土中添加適量的增白劑后進行煅燒從而提高煅燒高嶺土白度的方法。中國專利02143657. 6公開了一種采用精煤、硫酸鈉和氯化鈉按重量 10 0.3 0.2組成的混合物為增白劑，將高嶺土超細粉碎至4500目，增白劑加入量3% 時，煅燒高嶺土白度可達到90%。中國專利200410027372. X公開一種高純超細高白度高嶺土的制備方法，首先取高嶺土原礦與水配成漿液，加入連二亞硫酸鈉和硫酸然后常溫下攪拌。然后將上述漿液抽入研磨儀內研磨，研磨過程加入十二磺基酸鈉。壓餅過濾處理，進行干燥，設備入口溫度控制為270°C，出口溫度控制為160 180°C。接著煅燒處理，煅燒溫度控制在1200 1250°C。 最后自然退火，常溫冷卻，得到6000目白度大于97%的產品，可以替代鈦白粉。但是上述兩種方法存在雜質礦物去除不完全，環境污染嚴重，工藝過程中產生腐蝕性氣體，腐蝕設備或污染大氣。綜上所述，目前主要工藝方法都存在一定的不足，或者工業化生產過程中對環境存在嚴重污染。本發明解決傳統工藝中存在的煅燒高嶺土白度和粒度不能兼顧的技術瓶頸，同時提供一種工序少，可以在同一生產線上生產根據不同需求生產不同規格的煅燒高嶺土產品的生產方法。而且相對于其他工藝條件，能耗較少，而且進行尾氣循環利用，回收尾氣中的藥劑成分，降低了成本，減少了尾氣排放，環境友好。
發明內容
本發明的目的在于提供一種工藝簡單易行、環境友好、操作方便、適合于產業化的超細高白度煅燒高嶺土的制備方法。本發明包括以下步驟1)將高嶺土配制成礦漿A，再加入泥餅配制成礦漿B ；2)在礦漿B加入分散劑，用剝片機進行磨剝，得礦漿C ；3)將礦漿C進行壓濾調漿，配制成漿料；4)將漿料進行噴霧干燥，加入增白劑進行打散后，送入回轉窯煅燒；5)將煅燒后的物料進行打散解聚，分級，包裝；6)利用尾氣收集裝置進行尾氣收集，用噴淋水收集尾氣，然后對吸收液進行蒸餾， 對吸收液中的氯化銨進行蒸餾回收處理。在步驟1)中，所述礦漿A的質量百分比濃度可為15%，所述礦漿B的質量百分比濃度可為35% ；所述制成礦漿A的具體方法可將高嶺土放入漂白貯漿池里，再引入化漿池。在步驟2)中，所述磨剝可采用剝片機進行濕法磨礦至粒度2μπι彡85%，再引入貯漿池。在步驟幻中，所述漿料的質量百分比濃度可為42%。在步驟4)中，所述打散可加入氯化銨后打散；所述煅燒采用的燃燒器的爐膛壓力為相對一個標準大氣壓低25 50Pa，排煙壓力為相對一個標準大氣壓低50 601 ； 所述煅燒的溫度可控制使得回轉窯物料給料端窯爐溫度為陽01，控制物料在通過均勻升溫的550 900°C的溫區時間為60 IOOmin ；控制物料在通過均勻升溫900 1000°C溫區時間為10 25min ；控制物料在通過溫區為750 900°C溫區為10 20min排出窯爐。本發明的工藝簡單合理，控制產品粒度，提高了產品質量，相對于高梯度磁選工藝，本發明不僅成本低，能耗少，而且對尾氣進行收集處理，環境友好，適合于產業化。
具體實施例方式實施例1實施例選用福建地區鐵染高嶺土。采用IOOm3漂白貯漿池里濃度為15%的漂白礦漿，然后引入兩個14m3化漿池，加入泥餅，配成濃度為35%的礦漿，引入20m3貯漿池貯存。 礦漿引入剝片機進行剝片，剝片機進行濕法磨礦至粒度2μπι彡85%，引入IOm3貯漿池，礦漿濃度為35%。將IOm3貯漿池濃度為35%的礦漿，引出進行壓濾脫水，引入90m3貯漿池， 礦漿濃度控制為42%，將濃度為42%的漿料引入噴霧干燥塔進行干燥。按42%礦漿濃度， 給漿量2. 38噸/h，折合干重1噸/h，按1 %氯化銨加入粉料后打散，裝滿打散料倉后停止噴霧干燥，約30噸。將高嶺土粉料從窯一端給料端給入，煅燒窯以1噸/h的速度煅燒，控制窯身風機風量使窯內給料端為強氧化氣氛，氣氛中含氧體積比為9% 16%，排料端為弱的還原氣氛，煤氣中含一氧化碳體積比為20 % 30 %，調節燃燒器的流量與壓力，爐膛壓力為相對一個標準大氣壓低38Pa，排煙壓力為相對一個標準大氣壓低5卯1控制溫度，控制使得回轉窯物料給料端窯爐溫度為550°C，控制物料在通過均勻升溫的550 900°C的溫區時間為60min ；控制物料在通過均勻升溫900 1000°C溫區時間為25min ；控制物料在通過溫區為750 900°C溫區為20min排出窯爐，連續完成煅燒過程，打散，分級包裝。所得產品檢測數據白度90. 1%，粒度2μ 111*85.8%。實施例2工藝過程同實施例1。按42%礦漿濃度，給漿量2. 38噸/h，折合干重1噸/h，按 2%氯化銨加入粉料后打散，裝滿打散料倉后停止噴霧干燥，約30噸。將高嶺土粉料從窯一端給料端給入，煅燒窯以1噸/h的速度煅燒，控制窯身風機風量使窯內給料端為強氧化氣氛，氣氛中含氧體積比為9% 16%，排料端為弱的還原氣氛，煤氣中含一氧化碳體積比為20% 30%，調節燃燒器的流量與壓力，爐膛壓力位為相對一個標準大氣壓低40Pa，排煙壓力為相對一個標準大氣壓低60 ，控制溫度。控制使得回轉窯物料給料端窯爐溫度為 5500C，控制物料在通過均勻升溫的550 900°C的溫區時間為70min ；控制物料在通過均勻升溫900 1000°C溫區時間為20min ；控制物料在通過溫區為750 900°C溫區為IOmin 排出窯爐，連續完成煅燒過程，打散，分級包裝。所得產品檢測數據白度92. 1%，粒度2口!11 為 86. 2%。實施例3工藝過程同實施例1。按42%礦漿濃度，給漿量2. 38噸/h，折合干重1噸/h，按 3%氯化銨加入粉料后打散，裝滿打散料倉后停止噴霧干燥，約30噸。將高嶺土粉料從窯一端給料端給入，煅燒窯以1噸/h的速度煅燒，控制窯身風機風量使窯內給料端為強氧化氣氛，氣氛中含氧體積比為9% 16%，排料端為弱的還原氣氛，煤氣中含一氧化碳體積比為20% 30%，調節燃燒器的流量與壓力，爐膛壓力為相對一個標準大氣壓低35Pa，排煙壓力為相對一個標準大氣壓低58Pa，控制溫度。控制使得回轉窯物料給料端窯爐溫度為 5500C，控制物料在通過均勻升溫的550 900°C的溫區時間為80min ；控制物料在通過均勻升溫900 1000°C溫區時間為20min ；控制物料在通過溫區為750 900°C溫區為IOmin 排出窯爐，連續完成煅燒過程，打散，分級包裝。所得產品檢測數據白度93.8%，粒度2μπι 為 86. 6%。實施例4工藝過程同實施例1。按42%礦漿濃度，給漿量2. 38噸/h，折合干重1噸/h，按 3%氯化銨加入粉料后打散，裝滿打散料倉后停止噴霧干燥，約30噸。將高嶺土粉料從窯一端給料端給入，煅燒窯以2噸/h的速度煅燒，控制窯身風機風量使窯內給料端為強氧化氣氛，氣氛中含氧體積比為9% 16%，排料端為弱的還原氣氛，煤氣中含一氧化碳體積比為20% 30%，調節燃燒器的流量與壓力，爐膛壓力為相對一個標準大氣壓低30Pa，排煙壓力為相對一個標準大氣壓低55Pa，控制溫度。控制使得回轉窯物料給料端窯爐溫度為 5500C，控制物料在通過均勻升溫的550 900°C的溫區時間為70min ；控制物料在通過均勻升溫900 1000°C溫區時間為IOmin ；控制物料在通過溫區為750 900°C溫區為15min 排出窯爐，連續完成煅燒過程，打散，分級包裝。所得產品檢測數據白度92.7%，粒度2μπι 為 86. 1%。實施例5工藝過程同實施例1。按42%礦漿濃度，給漿量2. 38噸/h，折合干重1噸/h，按 3%氯化銨加入粉料后打散，裝滿打散料倉后停止噴霧干燥，約30噸。將高嶺土粉料從窯一端給料端給入，煅燒窯以2. 5噸/h的速度煅燒，控制窯身風機風量使窯內給料端為強氧化氣氛，氣氛中含氧體積比為9% 16%，排料端為弱的還原氣氛，煤氣中含一氧化碳體積比為20% 30%，調節燃燒器的流量與壓力，爐膛壓力為相對一個標準大氣壓低36Pa，排煙壓力為相對一個標準大氣壓低59Pa，控制溫度。控制使得回轉窯物料給料端窯爐溫度為 550°C，控制物料在通過均勻升溫的550 900°C的溫區時間為IOOmin ；控制物料在通過均勻升溫900 1000°C溫區時間為25min ；控制物料在通過溫區為750 900°C溫區為15min 排出窯爐，連續完成煅燒過程，打散，分級包裝。所得產品檢測數據白度92. 4%，粒度2 μ m 為 86. 3%。實施例6工藝過程同實施例1。按42%礦漿濃度，給漿量2. 38噸/h，折合干重1噸/h，按 3%氯化銨加入粉料后打散，裝滿打散料倉后停止噴霧干燥，約30噸。將高嶺土粉料從窯一端給料端給入，煅燒窯以1噸/h的速度煅燒，控制窯身風機風量使窯內給料端為強氧化氣氛，氣氛中含氧體積比為9% 16%，排料端為弱的還原氣氛，煤氣中含一氧化碳體積比為20% 30%，調節燃燒器的流量與壓力，爐膛壓力為相對一個標準大氣壓低33Pa，排煙壓力為相對一個標準大氣壓低55Pa，控制溫度。控制使得回轉窯物料給料端窯爐溫度為 5500C，控制物料在通過均勻升溫的550 900°C的溫區時間為80min ；控制物料在通過均勻升溫900 1000°C溫區時間為15min ；控制物料在通過溫區為750 900°C溫區為15min 排出窯爐，連續完成煅燒過程，打散，分級包裝。所得產品檢測數據白度94. 1%，粒度2口!11 為 86. 8%。實施例7工藝過程同實施例1。按42%礦漿濃度，給漿量2. 38噸/h，折合干重1噸/h，按 3%氯化銨加入粉料后打散，裝滿打散料倉后停止噴霧干燥，約30噸。將高嶺土粉料從窯一端給料端給入，煅燒窯以1. 5噸/h的速度煅燒，控制窯身風機風量使窯內給料端為強氧化氣氛，氣氛中含氧體積比為9% 16%，排料端為弱的還原氣氛，煤氣中含一氧化碳體積比為20% 30%，調節燃燒器的流量與壓力，爐膛壓力為相對一個標準大氣壓低35Pa，排煙壓力為相對一個標準大氣壓低58Pa，控制溫度。控制使得回轉窯物料給料端窯爐溫度為 5500C，控制物料在通過均勻升溫的550 900°C的溫區時間為85min ；控制物料在通過均勻升溫900 1000°C溫區時間為25min ；控制物料在通過溫區為750 900°C溫區為20min 排出窯爐，連續完成煅燒過程，打散，分級包裝。所得產品檢測數據白度93. 1%，粒度2口!11 為 86. 4%。實施例8工藝過程同實施例1。按42%礦漿濃度，給漿量2. 38噸/h，折合干重1噸/h，按氯化銨加入粉料后打散，裝滿打散料倉后停止噴霧干燥，約30噸。將高嶺土粉料從窯
一端給料端給入，煅燒窯以1噸/h的速度煅燒，控制窯身風機風量使窯內給料端為強氧化氣氛，氣氛中含氧體積比為9% 16%，排料端為弱的還原氣氛，煤氣中含一氧化碳體積比為20% 30%，調節燃燒器的流量與壓力，爐膛壓力為相對一個標準大氣壓低25Pa，排煙壓力為相對一個標準大氣壓低50Pa，控制溫度。控制使得回轉窯物料給料端窯爐溫度為 5500C，控制物料在通過均勻升溫的550 900°C的溫區時間為75min ；控制物料在通過均勻升溫900 1000°C溫區時間為IOmin ；控制物料在通過溫區為750 900°C溫區為15min 排出窯爐，連續完成煅燒過程，打散，分級包裝。所得產品檢測數據白度93. 7%，粒度2 μ m 為 86. 6%。
權利要求
1.一種超細高白度煅燒高嶺土的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)將高嶺土配制成礦漿A，再加入泥餅配制成礦漿B;2)在礦漿B加入分散劑，用剝片機進行磨剝，得礦漿C；3)將礦漿C進行壓濾調漿，配制成漿料；4)將漿料進行噴霧干燥，加入增白劑進行打散后，送入回轉窯煅燒；5)將煅燒后的物料進行打散解聚，分級，包裝；6)利用尾氣收集裝置進行尾氣收集，用噴淋水收集尾氣，然后對吸收液進行蒸餾，對吸收液中的氯化銨進行蒸餾回收處理。
2.如權利要求1所述的一種超細高白度煅燒高嶺土的制備方法，其特征在于在步驟1) 中，所述礦漿A的質量百分比濃度為15%，所述礦漿B的質量百分比濃度為35%。
3.如權利要求1所述的一種超細高白度煅燒高嶺土的制備方法，其特征在于在步驟1) 中，所述制成礦漿A的具體方法是將高嶺土放入漂白貯漿池里，再引入化漿池。
4.如權利要求1所述的一種超細高白度煅燒高嶺土的制備方法，其特征在于在步驟2) 中，所述磨剝是采用剝片機進行濕法磨礦至粒度2μπι彡85%，再引入貯漿池。
5.如權利要求1所述的一種超細高白度煅燒高嶺土的制備方法，其特征在于在步驟3) 中，所述漿料的質量百分比濃度為42%。
6.如權利要求1所述的一種超細高白度煅燒高嶺土的制備方法，其特征在于在步驟4) 中，所述打散是加入氯化銨后打散。
7.如權利要求1所述的一種超細高白度煅燒高嶺土的制備方法，其特征在于在步驟4) 中，所述煅燒采用的燃燒器的爐膛壓力為相對一個標準大氣壓低25 50 ，排煙壓力為相對一個標準大氣壓低50 601 。
8.如權利要求1所述的一種超細高白度煅燒高嶺土的制備方法，其特征在于在步驟4) 中，所述煅燒的溫度是控制使得回轉窯物料給料端窯爐溫度為550°C，控制物料在通過均勻升溫的550 900°C的溫區時間為60 IOOmin ；控制物料在通過均勻升溫900 1000°C溫區時間為10 25min ；控制物料在通過溫區為750 900°C溫區為10 20min排出窯爐。
全文摘要
一種超細高白度煅燒高嶺土的制備方法，涉及一種無機非金屬材料或礦物加工。提供一種工藝簡單易行、環境友好、操作方便、適合于產業化的超細高白度煅燒高嶺土的制備方法。將高嶺土配制成礦漿A，再加入泥餅配制成礦漿B；在礦漿B加入分散劑，用剝片機進行磨剝，得礦漿C；將礦漿C進行壓濾調漿，配制成漿料；將漿料進行噴霧干燥，加入增白劑進行打散后，送入回轉窯煅燒；將煅燒后的物料進行打散解聚，分級，包裝；利用尾氣收集裝置進行尾氣收集，用噴淋水收集尾氣，然后對吸收液進行蒸餾，對吸收液中的氯化銨進行蒸餾回收處理。
文檔編號C01B33/40GK102491355SQ20111038290
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者傅翠梨, 吳浩, 張蓉, 李錦堂, 沈曉杰, 羅學濤, 黃平平, 龔惟揚 申請人:廈門大學