摘 要

高岭土是一种无机非金属的混合物，粘土和粘土岩是高岭土的主要成分。高岭土具有十分优异的物理特性与独特的化学组成，而这也是高岭土广泛应用于陶瓷、造纸、橡胶、塑料、石油化工、粘结剂等各个领域的主要原因。但是，由于生产工艺条件的限制,目前我国出口的基本是高岭土粗加工产品,大量的高岭土精细加工产品需要进口。随着高岭土工业的快速发展，目前国内市场对优质高岭土的需求量越来越大。我们必须大力发展高岭土的提纯与精加工技术。

课题就是以高岭土为原料，利用搅拌磨，研究磨矿浓度、分散剂种类、分散剂用量、介质填充率、搅拌器转数等主要操作参数对高岭土粒度的影响规律，探究高岭土剥片的最佳制备工艺，并制备细粒级的高岭土粉体。

根据试验结果确定了高岭土剥片的最佳工艺参数如下：磨矿浓度为40%，分散剂种类为六偏磷酸钠，分散剂用量添加量为1%，介质填充率为70%，搅拌器转速为400rpm。经试验证明，采用最佳研磨工艺条件后，剥片效率较高，高岭土经搅拌磨连续研磨2.5h后，中位粒径(d₅₀)可达3.50μm。

关键词：高岭土；剥片；搅拌磨；分散剂

Abstract

Kaolin is a mixture of an inorganic non-metallic, and is mainly composed of clay minerals and clay minerals. Kaolin is broadly used in ceramics, paper industry, rubber, plastic, petrochemical, binder and other fields, due to it’s special physical and chemical properties. Most of the export Products of kaolin in our country are of low values,however,most of the import product of kaolin are with high values.With the rapid development of kaolin industry.At present, the domestic demand for high-quality kaolin market is growing,We must vigorously develop mineral processing and purification of kaolin.

In this paper, a new and efficient ultra-fine grinding equipment - vertical screw stirred mill, a systematic study of the slurry concentration, type of dispersant, dosage of dispersant, medium filling ratio and stirrer speed calcined kaolin major operating parameters on stripping results the impact of the law.

Determined according to the experimental results of the stripping kaolin optimum parameters are: the slurry concentration of 40%, optimum dispersant is hexametaphosphate and dosage of 1%, medium filling ratio of 70%, the stirrer speed 300n/min. The experiment proved that the use of best grinding process conditions, high efficiency stripping, grinding calcined kaolin continuous stirred 2.5h after grinding, the powder particles’ median diameter (d50) of up to 3.50μm.

Key Words: kaolin; stripping; stirred mill; dispersant

目 录

第1章 绪论 1

1.1 高岭土简介 1

1.1.1高岭土的基本性质 1

1.1.2高岭土的分类 1

1.1.4高岭土的应用 2

1.2高岭土剥片的研究现状 2

1.2.1高岭土的选矿提纯 2

1.2.2高岭土剥片的研究 3

1.3选题的目的、意义及研究内容 4

1.3.1选题的目的 4

1.3.2选题的意义 5

1.3.3选题的内容和技术路线 5

第2章 试验材料、设备仪器和试剂 7

2.1 试验用原材料 7

2.2 主要设备仪 8

2.3 试验试剂 8

第3章 试验研究 9

3.1 探索试验 9

3.2高岭土剥片试验 9

3.2.1 磨矿浓度试验 9

3.2.2 分散剂种类试验 11

3.2.3分散剂用量试验 13

3.2.4介质填充率试验 15

3.2.5转数试验 17

3.3 最优条件磨矿试验 19

3.4小结 20

3.4.1试验结论 20

3.4.2试验分析 20

第4章 结论 21

参考文献 22

致 谢 23

第1章 绪论

1.1 高岭土简介

1.1.1高岭土的基本性质

作为一种非金属矿物，粘土和粘土岩是高岭土的主要成分。高岭土矿石的外观呈现白色、浅灰色，如果高岭土含有杂质会是灰色、黄色或者玫瑰色。其形状为致密块状或疏松土状，质地柔软，手感有滑腻感，硬度较小。相对密度大致为2.56~2.60g/cm³，高岭土的耐火度很高，可达到1700到1790℃^[1]。高岭土具有优良的电绝缘性能，高的粘结性和良好的可塑性。品质纯的高岭土经过锻烧，其颜色会变得洁白，而白度则可达80%~90%，因此高岭土又被称为白云土。高岭土是由粒度小于2μm的微小片状、叠片状、管状等高岭石簇矿物(埃洛石、珍珠石、地开石、高岭石等)组成，是云母和长石的风化产物，除此以外还有伊利石、叶腊石、石英和长石等其它的伴生矿物。高岭土是由大量的SiO₂、A1₂O₃，少量的TiO₂，Fe₂O₃以及微量的MgO、CaO、Na₂O和K₂O构成^[2]。

高岭土是一种具有强可塑性的粘土，它主要是高岭石或者多水高岭石组成。硅氧四面体、铝八表面体两层组成了高岭土单元层的基本结构，他们彼此连接在相同的一个氧原子上，形成晶体层单元，因此将其称为1:1型二八面体层状硅酸盐矿物^[3]。晶层之间以一种非常紧密的方式连接，层与层之间的间距大约为0.7nm，层间的电荷数基本为零，所以层间不存在离子形式。高岭石原矿的颗粒以面—面接触的形式聚集在一起，形成一个整体。对超细微高岭土使用扫描电镜观察，可以明显发现一个个分离开来的颗粒，并表现出较为良好的分散特性。松散密度是指处于自然堆积状态的未经振实的颗粒物料，其总质量与总体积的比值。对高岭土进行化学处理，所得到的超微细高岭土的松散密度一般在0.06~0.07g/cm³之间。而直接对原矿进行超细粉碎，所得的超细粉体的松散密度大约为0.2g/cm³。因此，想要明显解决颗粒的团聚问题，可以通过化学方法对矿物表面进行处理。这不仅能使超微细高岭土颗粒的分散程度有较大的提高，也可让其视密度得到很大程度的降低。粉体颗粒的分散性与其视密度有着较为密切的关系，当粉体颗粒的粒度或聚集体颗粒越小时，其视密度会越小，粉体的分散性则也会越好^[4]。

1.1.2高岭土的分类

高岭土有很多种类，其分类也十分广泛。按照高岭土的理化性能、砂质的含量等性质分类，可将高岭土划分为硬质、软质和砂质高岭土三种类型^[5-6]。其中硬质高岭土又称为煤系高岭土，其质地偏硬，无可塑性，只有当其进行粉碎、磨细后才具有可塑性。软质高岭土的质地较软，可塑性较强，所含砂质量小于50%。而砂质高岭土的质地则显得松散，可塑性一般较弱，除砂后较强，所含砂质量大于50%。根据地质成因分类，高岭土可分为三种类型：风化高岭土、水热蚀变高岭土和沉积高岭土。按加工方法分类，可分为煅烧高岭土和水洗高岭土^[7]。