(中国粉体技术网/班建伟)我国是世界上最早发现并在工业中利用高岭土的国家之一。我国非煤建造型高岭土,资源储量居世界第五位,目前我国高岭土矿点有700 多处。最近 30 多年以来,国内对高岭土的研究取得巨大进展,已广泛应用于建筑材料的生产和建筑工程中,为国民经济的建设和可持续发展起着重要的作用。
一、高岭土矿的分类:
1.1 自然产出的高岭土矿石,根据其质量、可塑性和砂质(石英、长石、云母等矿物径>50μm)的含量,可划分为煤系高岭土、软质高岭土和砂质高岭土三种类型;
1.2 根据加工的方式可划分为煅烧高岭土、水洗高岭土两种类型。
二、高岭土矿的用途
一般来说,国内的煤系高岭土(硬高岭土)比较适合开发为煅烧高岭土,主要应用于各种用途的填料方面;非含煤高岭土(软质高岭土和砂质高岭土),主要应用于造纸涂料和陶瓷行业方面。我国软质高岭土的消费结构为:陶瓷和电瓷 55%,造纸 22%,其它为 23%。煤系高岭土的消费结构: 油漆涂料 65%~85%,造纸 5%~15%,橡塑及电缆 5~10%,陶瓷 3%~8%,精细化工 3%~5%。煅烧高岭土在涂料工业的消费量增长较快。
三、高岭土矿技术开发改造实例
3.1 开发高岭土矿的概况
茂名高岭科技有限公司开发的矿山位于广东省茂名市茂南区山阁镇飞鼠岭,1994 年由湛江 704 地质大队提交的《广东省茂名市山阁高岭土矿区飞鼠岭矿段( 东) 勘探报告》,经省储委审定并获得通过。 可以此作为矿山设计依据;1995 年委托苏州非金属矿山设计研究院进行矿山、选厂工业设计,九六年提交设计资料及图纸。截止目前, 在采矿、选矿及、可持续开发利用方面已取得阶段性的成功。
3.2 开发的高岭土产品及加工利用状况
依托茂名市山阁飞鼠岭矿段丰富的高岭土资源引进关键的专用设备,采用先进适用的生产工艺、生产出高岭土系列产品,主要产品有造纸涂料、油漆用料、特种陶瓷三大系列。有造纸涂布料、水性涂料的填充料,日用陶瓷及特种陶瓷原料、农药、化肥工业、日用化工填充剂、化学材料、高分子防水材料的补强填充剂、石化工业中的催化载体、橡胶工业、塑料制品中作增强填充剂等七个品种,产品品质达到国际先进水平,在国内高岭土市场里是替代进口产品的首选产品。
3.3 采矿工艺流程
飞鼠岭矿山占地面积 0.33Km2,探明 B+C 级矿石储量 I 级品 810 万吨, - 325 目精矿 181 万吨, II 级品 215 万吨, -325 目精矿 50 万吨。设计规模为 30 万吨/年,服务年限 20 年。开拓方式为自卸汽车运输, 采用反铲液压挖掘机挖装运输。采矿方法采用水力冲采法,将矿石经水枪冲采塌落后形成矿浆,矿浆通过矿沟流至集矿池,再由砂泵输送到螺旋分级机除砂。
采矿工艺流程如下:原矿水采→螺旋分级机除砂→一级水力旋流器→二级水力旋流器→三级水力旋流器→贮浆池沉淀( 浓度 15~17%)→选厂。
3.4 高岭土矿深加工工艺流程
3.4.1 引进设备:丹麦的喷雾干燥、瑞典的卧螺分级机、蝶式离心脱水机、美国的高梯度磁选机、剥片机。
3.4.2 飞鼠岭矿山的资源主要来深加工成造纸涂料级和陶瓷级高岭土产品,其工艺流程如下:

①矿浆在 15%~17%的浓度时从矿山利用管道输送到精选厂,过筛后进入捣浆池浓度控制在 15%±1 内,在此机内加分散剂( 六偏磷酸钠) 进行捣拌, 10 分钟后,过筛后用渣浆泵供浆到一级水力旋流器(Φ125mm) ,工作压力 3kg。这时底流外排,溢流出来的矿浆进入捣浆池,捣拌过筛后用渣浆泵供浆至二级水力旋流器(Φ75㎜) , 工作压力3kg。这时底流反回二级捣浆池继续捣拌,溢流出来的矿浆进入捣浆池,捣拌过筛后用渣浆泵供浆至三级水力旋流器(Φ25㎜) ,工作压力3kg。底流仍然反回二级池继续捣拌, 溢流出来的矿浆进入浓缩池,浓度在 15%~17%加少量分散剂,捣浆过筛后进入卧螺分级机。
②矿浆通过卧螺分级机选择合适的分离因素,把矿浆分为涂料级和填料级产品。底流为填料级产品:进入捣浆池加水和分散剂,捣浆后浓度控制在 15%±1 时, 用渣浆泵供浆至一级水力施流器(Φ50mm) ,底流用于陶瓷产品,溢流出来的矿浆进入浆池,捣拌过筛后用渣浆泵供浆至二级旋流(Φ25mm), 底流矿浆反回一级旋流。溢流出来的矿浆进入沉降池,沉降时间 8~12 小时后,过筛、用渣浆泵供浆至漂白池进行化学漂白,漂白采用传统的还原法,分别添加硫酸( 浓度 30%) ,保险粉,药量随矿浆浓度、原矿白度变化而变化。漂白时间 15 分钟, 漂白后通过- 325 目的振动筛,进入浆池,用柱塞泵供浆至压滤机,通过压滤后可分两种产品:一是矿浆进入干燥阶段, ( 干燥浓度为 55%~57%) ,产品指标为白度 85%, 水份 1.5%,粒度 80%,进行包装。
二是漂白后的矿浆进入压滤机时间 7~8 小时后, 卸下滤饼,产品指标为白度 85%、水份 35%、粒度80%进行包装。
涂料级产品:矿浆从卧螺分级机溢流出来, 经高梯度磁选机, 目的脱除铁分子和钛分子, 浓度至 30%左右,进入剥片作业,矿浆经剥片后过 325 目振动隔渣筛排弃带出的玻璃珠。过筛后进入漂白池, 漂白采用传统的还原法,分别添加水和硫酸( 浓度 30%) 、保险粉、药量随矿浆浓度, 原矿白度变化而变化,时间 15 分钟,漂白后通过-325 目的振动筛,进入叠片脱水机进行脱水,脱水后浓度 30%,再经过二次漂白、三次漂白,经过三个循环的漂白、洗涤、脱水阶段,其目的脱除高岭土晶格里的铁离子和脱除- 1μm 以下的高岭土,提高产品白度, 降低产品粘度。
进入压滤缓冲贮浆池进行浓度平衡矿浆, 经柱塞泵供浆至压滤机进行压滤,压滤时间 4 小时左右,浓度 60%, 卸至分散池,添加分散剂, 进行高速切割捣拌后,过- 325 目振动隔渣筛,浓度 55%~57%,再用螺杆泵输送到干燥阶段。涂料级产品指标为白度 87%、- 2μm90%、粘浓度 70%、筛余物 0.1%、PH5~7、水份 1.5%。干燥设备由丹麦尼罗公司提供,是柴油间接加热离心盘式雾化干燥器。涂料级产品和填料级产品交替进入喷雾干燥, 最后为产品包装。
四、环境保护污水处理工艺流程

五、结论
由高岭土开发开发出的产品兼具有机高分子、陶瓷、水泥的优良性能, 又有原材料丰富、工艺简单、价格低廉、节约能源等优点, 是一种环保型“绿色建筑材料”广泛应用于造纸、油漆、陶瓷、橡胶等领域。经中国制浆造纸工业研究所鉴定, 产品具有晶形好, 白度高, 易分散, 粒度分布合理, 物理化学性能稳定等特点。高岭土材料的研究和发展必将对非金属矿资源的开发利用 , 对我国的经济建设和社会发展产生深远的影响。
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