一种超细低电导率煅烧高岭土的生产方法

摘要

本发明公开了一种超细低电导率煅烧高岭土的生产方法，包括将水洗除杂后的煤矸石和/或高岭岩二次破碎至平均粒度小于30mm后磨粉得到初级原料，用初级原料进行第一次制浆、湿法研磨、分离得到半成品，半成品成浆后经间接干燥换热、高速解聚打散、煅烧、打散得到初级成品，初级成品与去离子水混合进行第二次制浆，经至少两次研磨、干燥、解聚打散得到成品。本发明通过对原料的破碎次数、破碎粒度、两次破碎及磨粉的之间的粒度关系，分散剂种类、用量、加入顺序，湿法研磨的次数、两次制浆的工艺进行调整，在保证产品细度的同时，使成品电导率降至6μs/cm？~15μs/cm，是现有技术中煅烧高岭土的电导率的10%~50%。

说明书

技术领域

本发明属于煅烧高岭土技术领域，特别是涉及一种超细低电导率煅烧高岭土的生产方法。

背景技术

我国有丰富的高岭土资源， 煅烧高岭土作为一种新型非金属矿物粉体材料，应用范围不断扩大，用量也在逐渐增加，其中煤系高岭土是我国的优势非金属矿产资源，用煤系高岭土为原料制的煅烧高岭土以其白度高、晶态好、孔隙率大、容重小、化学稳定性好、遮盖率强等特性广泛应用于造纸、橡胶、陶瓷、涂料等领域，并发挥着重要作用。由于常规喷漆经金属腐锈等缺陷，有学者提出利用高岭土特有的化学稳定性，将煅烧高岭土作为白色填料、填充剂，但电泳漆对煅烧高岭土的粒度和电导率具有较高的指标，现有工艺制备的煅烧高岭土普遍存在电导率较高、产品粒度偏大等问题，且制备过程中存在分散剂添加量大、成浆固含量较低、干燥时间长、耗能多等问题，而这些高成本煅烧得到的高岭土并不能满足电泳漆的需求或应用不理想。

发明内容

为了解决现有技术中存在的工艺成本高、煅烧产品的指标不适宜电泳漆等问题，本发明公开了一种超细低电导率煅烧高岭土的生产方法，用于在降低生产成本的基础上，改善煅烧高岭土电导率、粒度、白度等指标，实现并推广煅烧高岭土在电泳漆中的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种超细低电导率煅烧高岭土的生产方法，包括将水洗除杂后的煤矸石和/或高岭岩破碎至平均粒度小于30mm后磨粉得到初级原料，用初级原料进行第一次制浆、湿法研磨、分离得到半成品，半成品成浆后经干燥、高速解聚打散、煅烧、打散得到初级成品，初级成品第二次制浆后经研磨、干燥、解聚打散得到成品后进行包装；

其中，在初级原料制备的过程中采用二次破碎，且前后两次破碎及磨粉后原料的粒度之比为1300~3000：300~800：1，由于原料煤矸石和高岭土中含有Fe₂O₃、TiO₂、CaO等杂质，对原料的破碎次数、破碎粒度、两次破碎及磨粉的之间的粒度关系进行了调控，不仅能提高磨粉的效率和产生，降低能耗，而且能在第一次制浆过程中的离心沉降环节中有效降低Fe₂O₃、TiO₂、CaO等杂质的含量，有利于降低成品煅烧高岭土的电导率；

在第一次制浆过程中按照1：1：0.002~0.004的重量比将初级原料、去离子水和第一分散剂混合后进入制浆池，先经除铁操作，再对料浆进行至少两次湿法研磨，使总料浆中粒度为2μm的料浆的份额不低于92%~96%，接着进行离心沉降分离，轻相回流至制浆池或者用于其他生产线使用，重相经压滤机压滤后得到半成品高岭土滤饼，所述滤饼固含量为65%~70%；

在成浆过程中将破碎后的半成品高岭土滤饼与去离子水和第二分散剂混合得到固含量53%-55%的料浆先进行乳化后，再进行间接干燥换热、高速解聚打散、煅烧、打散得到初级成品，送入间接干燥换热系统的浆液的黏度控制在450±150mpa.s范围内，第一分散剂和第二分散剂的总重量占初级原料总重量的2‰~5‰，且第一分散剂的量不小于第二分散剂的量；

第二次制浆过程中将初级成品与去离子水按比例制成固含量为20%~45%的料浆，所述料浆经至少两次研磨、间接干燥换热、解聚打散得到成品进行包装，料浆间接干燥换热后的含水量不超过5%，解聚打散后产品的含水量不超过8‰。

本技术方案中的两次制浆都采用去离子水，且对第一分散剂和第二分散剂的种类、用量、加入顺序严格把控，使得本技术方案中的分散剂的用量较现有技术中分散剂的用量至少降低50%，泥浆中固含量提高，降低间接干燥换热的时间和能耗，此外，对湿法研磨的次数进行把控，在保证泥浆细度的同时，有助于原料中Fe₂O₃、TiO₂、CaO等杂质在离心沉降及压滤过程中有效的去除，为煅烧高岭土的电导率降低提供进一步的保证。

作为一种优选实施方式，所述第一分散剂和第二分散剂分别为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、水玻璃、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钠、聚羧酸盐类分散剂中的一种或多种。

作为一种优选实施方式，所述第一分散剂为无机分散剂和/或有机分散剂，所述第二分散剂为有机分散剂。

作为一种优选实施方式，所述第一分散剂为六偏磷酸钠，所述第二分散剂为聚丙烯酸钠。

作为一种优选实施方式，在第一次制浆过程中的离心沉降分离操作是通过卧式螺旋卸料沉降离心机实现的。

作为一种优选实施方式，在第二次制浆过程中的半成品高岭土滤饼经破碎后与去离子水和第二分散剂二次混合后先进性进行除铁操作再进行乳化操作。

作为一种优选实施方式，打散得到的成品经除铁操作后再进行包装，粒度为2μm的料浆的份额不低于96%。

本技术方案中的除铁操作可以高梯度磁选技术、超导磁选、生物除铁、化学漂白除铁、氯化法中的一种或多种方式的结合。

本发明通过对原料的破碎次数、破碎粒度、两次破碎及磨粉的之间的粒度关系，原料与分散剂混合时用去离子水、第一分散剂和第二分散剂种类、用量、加入顺序，湿法研磨的次数等进行调整把控，在第一次制浆后先离心沉降分离、压滤得到高岭土滤饼，再将滤饼在第二次制浆后先乳化再干燥，在保证产品细度的同时，有助于原料中Fe₂O₃、TiO₂、CaO等杂质含量的降低，使本技术方案制得的煅烧高岭土电导率降至6μs/cm ~12μs/cm，，是现有技术中煅烧高岭土的电导率的10%~50%，白度为92~94，产品中粒度小于2μm的份额不低于96.0±3.0%，即（-2μm，%）=96.0±3.0%。

具体实施方式

现对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种超细低电导率煅烧高岭土的生产方法，包括将水洗除杂后的煤矸石和/或高岭岩二次破碎至平均粒度为25mm~30mm后，磨粉得到初级原料，且前后两次破碎及磨粉后原料的粒度之比为3000：300：1；按照1：1：0.004的重量比将初级原料、去离子水和第一分散剂混合后进入制浆池，先经除铁操作，再对料浆进行三次湿法研磨，使总料浆中粒度为2μm的料浆的份额不低于92%，接着通过卧式螺旋卸料沉降离心机进行离心沉行分离，轻相回流至制浆池，重相经板框式压滤机压滤后得到固含量为65%~67%半成品高岭土滤饼；将破碎后的半成品高岭土滤饼与去离子水和第二分散剂混合得到固含量为53%~54%的料浆先进行除铁、乳化后，再进行间接干燥换热、高速解聚打散、煅烧、打散得到初级成品，初级成品与去离子水混合第二次制浆后经至少两次研磨、干燥、间接干燥换热、解聚打散得到成品后进行包装，其中，第二次制浆后的料浆中固含量为20%~45%，间接干燥后浆料的含水量不超过5%，解聚打散后产品的含水量不超过8‰，粒度为2μm的料浆的份额不低于96%，电导率为15μs/cm，白度为92，送入间接干燥换热系统的浆液的黏度控制在450±150mpa.s范围内，第一分散剂和第二分散剂的总重量占初级原料总重量的5‰，且第一分散剂与第二分散剂的用量比为4:1，其中第一分散剂为六偏磷酸钠，第二分散剂为聚丙烯酸钠。

实施例2

一种超细低电导率煅烧高岭土的生产方法，包括将水洗除杂后的煤矸石和/或高岭岩二次破碎至平均粒度为22mm~25mm后，磨粉得到初级原料，且前后两次破碎及磨粉后原料的粒度之比为1300：800：1；按照1：1：0.003的重量比将初级原料、去离子水和第一分散剂混合后进入制浆池，先经除铁操作，再对料浆进行三次湿法研磨，使总料浆中粒度为2μm的料浆的份额不低于96%，接着通过卧式螺旋卸料沉降离心机进行离心沉行分离，轻相回流至制浆池，重相经板框式压滤机压滤后得到固含量为65%~70%的半成品高岭土滤饼；将破碎后的半成品高岭土滤饼与去离子水和第二分散剂混合得到固含量为53%~55%的料浆先进行除铁、乳化后，再进行间接干燥换热、高速解聚打散、煅烧、打散得到初级成品，初级成品与去离子水混合第二次制浆后经至少两次研磨、干燥、间接干燥换热、解聚打散得到成品后进行包装，其中，第二次制浆后的料浆中固含量为30%~40%，间接干燥后浆料的含水量不超过4%，解聚打散后产品的含水量不超过6‰，粒度为2μm的料浆的份额不低于96%，电导率为8μs/cm，白度为93，送入间接干燥换热系统的浆液的黏度控制在450±100mpa.s范围内，第一分散剂和第二分散剂的总重量占初级原料总重量的4.5‰，且第一分散剂与第二分散剂的用量比为2:1，其中第一分散剂为六偏磷酸钠和聚丙烯酸铵，第二分散剂为聚丙烯酸钠。

实施例3

一种超细低电导率煅烧高岭土的生产方法，包括将水洗除杂后的煤矸石和/或高岭岩二次破碎至平均粒度为20mm~23mm后，磨粉得到初级原料，且前后两次破碎及磨粉后原料的粒度之比为2000：700：1；按照1：1：0.002的重量比将初级原料、去离子水和第一分散剂混合后进入制浆池，先经除铁操作，再对料浆进行三次湿法研磨，使总料浆中粒度为2μm的料浆的份额不低于96%，接着通过卧式螺旋卸料沉降离心机进行离心沉行分离，轻相回流至制浆池，重相经板框式压滤机压滤后得到固含量为68%~70%的半成品高岭土滤饼；将破碎后的半成品高岭土滤饼与去离子水和第二分散剂混合得到固含量为54%~55%的料浆先进行除铁、乳化后，再进行间接干燥换热、高速解聚打散、煅烧、打散得到初级成品，初级成品与去离子水混合第二次制浆后经三次研磨、干燥、间接干燥换热、解聚打散得到成品后进行包装，其中，第二次制浆后的料浆中固含量为30%~40%，间接干燥后浆料的含水量不超过3%，解聚打散后产品的含水量不超过5‰，粒度为2μm的料浆的份额不低于96%，电导率为6μs/cm，白度为94，送入间接干燥换热系统的浆液的黏度控制在450±30mpa.s范围内，第一分散剂和第二分散剂的总重量占初级原料总重量的3‰，且第一分散剂与第二分散剂的用量比为2:1，其中第一分散剂为多聚磷酸钠，第二分散剂聚丙烯酸钠。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。