一文了解高嶺土粉磨剝片技術

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對於銅版紙、塗布紙、紙板以及高檔油漆塗料、塑料和橡膠等領域來說,高嶺土的粒度及其粒級分佈是至關重要的指標。部分優質高嶺土,尤其是硬質高嶺土或高嶺巖還需要進行粉磨加工。
根據最終產品的要求和細磨方式,可將高嶺土的粉磨加工分為幹法和溼法兩種。
1、高嶺土幹法粉磨
幹法大多用於硬質高嶺土或高嶺巖的粉磨,特別是用於直接將高嶺石加工成滿足用戶要求的超細粉。目前,國內幹法生產可達到的產品細度一般是d90≤10μm,即最終產品為1250目左右。
幹法加工設備大多采用氣流粉碎機、旋風自磨機、高速機械衝擊式的超細粉磨機、振動磨等。為了控制產品粒度分佈,尤其是最大顆粒的含量,常需要配置精細分級設備,目前一般配置渦輪式的空氣離心式分級機,如LHB型、ATP型、MS及MSS型乾式離心分級機


2、高嶺土溼法粉磨
高嶺土溼法粉磨大多用於軟質和砂質高嶺土除砂和除雜後的超細粉碎,特別是用於加工d80≤2μm或d90≤2μm的塗料級高嶺土產品,也是工業上用硬質高嶺土或高嶺土加工d80≤2μm或d90≤2μm的塗料級高嶺土產品所必須採用的粉磨加工方法。
由於高嶺土的片狀晶型是其應用在某些領域的優良性能,因此高嶺土的溼式超細粉碎又稱為剝片,意即將較厚的疊層狀的高嶺土剝分成較薄的小薄片,保持其本來的晶體特徵。
剝片的方法有溼法研磨、擠壓、化學浸泡法以及聯合工藝等。
(1)研磨法
藉助於研磨介質的相對運動,對高嶺土顆粒產生剪切、衝擊和磨剝作用,使其沿層間剝離成薄片狀微細顆粒。常用的設備是研磨剝片機、攪拌球磨機、砂磨機等。
研磨介質常用玻璃珠、氧化鋁珠、剛玉珠、氧化鋯珠、天然石英砂等,粒徑0.8-3mm。研磨介質粒徑越小,產品越細,但也應該注意介質球直徑與被磨物料直徑的關係,研磨介質直徑應大於給料平均粒徑10倍以上。

(2)擠壓法
其工作原理是通過活塞泵使均漿器料筒內的高嶺土料漿加壓到20-60MPa,高壓料漿從均漿器的噴嘴(表面經過硬化處理的很窄的縫隙)以大於950m/s的線速度相互磨擠噴出。由於壓力突然急劇降低,從而使料漿內高嶺土晶體疊層產生“鬆動”,高速噴出的料漿射到常壓區的葉輪上,突然改變運動方向,產生很強的穴蝕效應。鬆動了的晶體疊層在穴蝕作用下達到沿層間剝離。
(3)化學浸泡法
利用化學藥劑溶液對高嶺土進行浸泡,當藥劑浸入到晶體疊層以氫鍵結合的晶面間時,晶面間的結合力變弱,晶休疊層出現鬆解現象,此時再施以較小的外力,即可使疊層的晶片剝離。化學浸泡法使用的藥劑有尿素、聯苯胺、乙酸胺等。這是目前最有希望也是最有效的製備納米高嶺土的方法
(4)插層磨剝
採用插層磨剝相結合的方法對高嶺土進行剝片,能夠在較短時間內達到顯著的剝片效果,該技術可應用於工業上對高嶺土進行超細化。另
外,掃描電鏡分析結果顯示,插層磨剝對高嶺石晶形的破壞較小,磨剝後的很多片層顆粒還是以較完整的六方片狀晶形出現。
我國高嶺土礦儲量豐富、品質優良,但優質產品相當少,每年仍需從國外進口大量的優質高嶺土。在國內對優質高嶺土需求日益增長的情況下,提高國內高嶺土產品的質量,加快高嶺土精細加工技術的發展就成了當務之急,高嶺土的超細化粉磨將成為未來研究和應用的重點方向之一
參考資料:[1] 程宏飛,劉欽甫,赫軍凱,等.機械化學法制備超微細高嶺土研究[C].中國礦物岩石地球化學學會第13屆學術年會論文集,2011年.[2] 鄭水林,袁繼祖.非金屬礦加工技術與應用手冊[M].冶金工業出版社


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