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| 我国煤系高岭土煅烧和超细工艺进展 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2015-01-30 09:48:47 浏览次数： |
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（中国粉体技术网/班建伟）我国的煤系高岭土储量大，质量好，分布广，几乎大型煤矿都伴生或共生高岭土，据不完全统计，已探明储量16.73亿t(远景储量超过100亿t)，占世界高岭土已探明储量的10%左右，且原矿质量好，产出率高。国外的煤系高岭土矿厚度薄(只有6cm左右，我国可达20cm以上)，质量差，无开采价值，至今无生产厂家，且对其研究较少。
煤系高岭土是一种宝贵的自然资源和重要的非金属矿产，具有较高的利用价值，经开采深加工后，用其特殊的物理化学工艺性能，如耐火性、电绝缘性、化学稳定性、分散性等，可广泛应用于造纸、橡胶、油漆、化工、建材、冶金、陶瓷、玻璃、电瓷、石油等行业。煅烧、超细与表面改性是其深层次加工及应用的重要环节。
1 煅烧新工艺
我国煤系高岭土的矿物成分主要为高岭石，绝大部分的煤系高岭土矿高岭石含量高达90%以上，长石和石英的含量极少，含有少量的铁、钛等染色离子，但含有较多的有机质和固定碳，故影响了其白度，限制了它的广泛应用，因此煅烧成为煤系高岭土深加工不可缺少的工序。
我国煅烧煤系高岭土初期主要是沿用陶瓷行业的窑炉(推板窑、倒焰窑、隧道窑等)进行的，近年来已引进或仿制国外回转窑进行煅烧，如山西金洋高岭土公司、内蒙古三保高岭土公司、蒙西高岭土公司及兖矿北宿煤矿高岭土厂均采用回转窑煅烧设备。
前几种类型的煅烧窑炉投资省，但运行成本高，而且大都存在着自动化程度低、操作管理繁琐、工人劳动强度大、生产能力低、产品质量不稳定等现象，目前逐渐被淘汰。而回转窑投资高，生产效率和热利用率均难以达到比较高的水平，因此开发煅烧新工艺已成为煤系高岭土加工产业亟待解决的问题。
王战娥等在分析高岭土传统堆积态煅烧工艺的基础上，对煤系高岭土稀相悬浮态快速煅烧工艺进行了小型实验室试验。试验采用内蒙古煤系高岭土进行悬浮态煅烧，结果表明：将其粒度控制在30μm，煅烧温度控制在950℃可生产出高白度(90%以上)、高孔隙率、高活性的优质煅烧高岭土，热效率明显优于传统的煅烧装置。
杨晓杰等采用先进的流化床动态煅烧工艺对京西煤系高岭土进行煅烧试验，对其煅烧过程中的物理化学行为进行了深入探讨，研究表明：京西煤系高岭土在煅烧过程中的偏高岭石化温度，Al-Si尖晶石化温度和莫来石化温度高于一般高岭石的物相转化温度；在气固接触良好的流态化动态煅烧中，京西煤系高岭土可以获得较完全的脱碳率和脱硫率，产品白度可以满足工业应用要求。
高峰等]针对由耐火材料构造的高温煅烧窑炉难以实现整体振动的特殊性，开发了具有分布板振动特征的新型振动流态化煅烧工艺，在φ35mm 振动流化床煅烧炉实验装置中实现了煤系高岭土微细粉体(平均粒径25.8μm)的流态化煅烧，并进行了静态煅烧、常规流态化煅烧和振动流态化煅烧的对比试验。研究表明：流态化烧成速度明显优于静态煅烧，分布板振动可有效减小微细颗粒团聚体尺寸，改善流化质量，缩短烧成时间。
2 煤系高岭土的超细工艺进展
超细磨矿技术是开发“双90”煤系煅烧高岭土微粉的关键技术之一。采用粉碎法制备超细高岭土是比较常用的方法之一，这种方法制备的超细高岭土已经在很多行业得到应用。目前应用于超细化煤系高岭土最典型的设备有球磨机和介质搅拌式研磨机。这些设备都是根据煤系高岭石的结构特性，在外力的作用下结构单元层之间的氢键就会被破坏从而达到超细化的目的。
丁浩等对山西、陕西、山东三地的煤系高岭土分别采用GSDM-400型超细式搅拌磨进行超细化试验，试验通过对矿浆浓度、磨矿介质、磨矿时间等的控制可生产出-2μm含量≥90%甚至更细的产品。
雷绍民将煤系高岭土由高速冲击磨粉磨至1 250目后，作为湿式磨矿的入料，经四段串联循环湿式磨矿，可获得-2μm含量≥90%的超细高岭土。研究表明：当矿浆浓度为40%～50%时，必须加入适量的分散剂以降低矿浆粘度以维持剥片机的平稳运行。
邵亚平等研究了采用全干法生产超细煤系高岭土的工艺，运用YMP拉杆式超细磨粉机制备超细粉体(1 250目以上)，再应用GDL粒化煅烧炉进行煅烧，最后用YPM拉杆磨进行打散，整个工艺过程简单、高效、可靠，而且投入少、能耗低、产品质量高且稳定。
梁宗刚应用BMP-500型磨剥机对煤系高岭土进行湿法超细加工，该机综合吸收了研磨、擦洗、砂磨、塔磨等设备的特点，采用多台设备串联分级可使生产的产品-2μm含量≥95%，且粒度分布稳定。此工艺生产流程合理、操作简单及耗能低可应用于大规模生产。
朱淮北研究了用BMP-500型磨剥机对淮北煤系高岭土的超细加工，通过在磨剥过程中对给矿浓度、给矿流量、磨矿介质、分散剂量等工艺参数的研究，可使产品-2μm含量≥93%且粒度稳定易控。
李三华等采用CYM-3000L立式搅拌磨对煤系高岭土进行湿法超细研磨，并研究了使用不同的助磨剂对超细效果的影响，试验结果表明：碱性较强的助磨剂的助磨效果优于中性或弱酸性的助磨剂，其中六偏磷酸钠的助磨效果最佳，其用量控制在煤系高岭土的0.55%，可一次性制得粒径小于2μm的超细粉体。
煤系高岭土是我国特有的自然资源，其应用前景十分广阔，随着软质高岭土资源的日益枯竭，煤系高岭土将在未来的高岭土市场拥有较强的竞争力。虽然悬浮态煅烧工艺以及流态化煅烧工艺的试验颇具成效，但还难以实现规模化生产。目前煤系高岭土的超细方法仍然以机械破碎法为主，很少有应用插层—剥片法制备纳米级煤系高岭土的试验报道。插层—剥片法应用于煤系高岭土的超细化将会大大增加其附加值。
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