近年来由于下游用户对造纸高岭土产品质量要求越来越高，大大推动了高岭土选矿工艺和相关技术的发展。在工业生产中有干湿两种工艺，其中又以湿法为主要加工工艺。
一、干法工艺
干法工艺是一种简单、经济的加工工艺，主要采用风选。采出的原矿经过锤式破碎机碎至25.4mm后，给入笼式破碎机，使粒度减小到6.35mm，笼式破碎机内的热空气将高岭土的水分由采出的20%降至10%左右。碎后的矿石则经配有离心分离机和旋风除尘器的吹气式雷蒙磨进一步磨细，该工艺可将大部分砂石除去，用于造纸工业时，该产品可作为填料层灰分含量小于10%或12%处的填料，此时产品的亮度要求不高。通常硬质高岭土采用干法生产，可省掉产品脱水和干燥过程，减少微粉流失，工艺流程短，生产成本低，适宜于干旱和缺水地区。
二、湿法工艺
湿法工艺包括矿石准备、选矿加工和产品处理三个阶段。准备阶段包括配料、破碎和捣浆等作业。选矿阶段可能包括水力分级、浮选、选择性絮凝、磁选、化学处理(漂白)等作业，以除去不同的杂质。漂白的粘土用高速离心机，旋转式真空过滤机或压滤机脱水。滤饼经再分散成55%～65%固体的矿浆，然后喷雾干燥制成松散的干品。部分干品被混入到分散的矿浆中制成70%固体，再运至造纸厂。软质高岭土用湿法生产。造纸涂布用高岭土，对物质组成、白度、粒度组成、粘浓度和含砂量等方面都有较高的要求，一般采用湿法工艺。
1、高岭土矿石处理
高岭土原矿经破碎后由于比表面积增大，粘度增大，不利于后续加工。可采用分散剂、机械加工和表面改性等方法来改变粘度。
（1）分散剂降粘
作用：分散剂可以改善高岭土悬浮液的分散状况和流变性，能明显地改善洗选、水力旋流器分级、高梯度磁选等分选效果，显著提高生产能力，且易于控制和操作。
常用分散剂：聚丙烯酸盐、聚磷酸盐等负电性分散剂可调节料浆的粘度。复配使用效果较好。
注意：使用分散剂改善浆料粘度，实验条件的改变对吸附的影响很大，分散剂制浆工艺比较讲究，随分散剂的不同，操作工艺也会有差别。
（2）机械加工：
常用方法：
1）机械研磨：用湿法球磨机或介质搅拌型磨机将待处理的高岭土磨碎，通过这种方法既不会破坏高岭土的结晶，又不会使涂布液粘度提高。研磨球的选择也是关键。
2）离心分离：施加高速剪切后进行离心处理，达到分离的目的，以降低剪切粘度。
3）水力旋流器：初选、破碎、粉磨、剥片之后，利用水力旋流器进行选矿试验，可以得到最终产品白度较高，且主要杂质铁、钛含量均有所下降的产品。
（3）表面改性
改性机理：高岭土表面改性是指用物理、化学方法对高岭土粉体表面进行处理，以改变其表面电性、表面浸润性、表面吸附性和反应特性等性质。高岭土表面结构官能团有：-Si(Al)-OH、-Si-O-Al-和-Si(Al)-O，这些活性点是对高岭土进行表面改性的基础。
最常用方法：偶联剂改性，目的在于改变高岭土表面亲水亲油性，提高与有机相中的相容性。
2、超细分级
现在国内外对分级技术的研究大多集中在超细分级机方面，其中湿式分级包括卧螺分级离心机、螺旋沉降离心机、复合流卧螺机、小直径水力旋流器、涡轮旋流器等。离心机和水力旋流器作为微米级超细分级设备在高岭土的超细分级中有很大发展。
离心机是通过采用一级或二级离心分级，对给料浓度和分离因数进行控制，实现粗选矿浆的分级。为满足产品对粒度的要求，不同直径的水力旋流器用来分离不同粒级的产品，φ10mm旋流器机组，适用于5μm以下物料的分级、精选，产品分级粒度可达-0.5μm。
3、选矿加工
高岭土中主要的着色物为铁、钛矿物及有机质。铁和钛多以赤铁矿、针铁矿、硫铁矿、黄铁矿、菱铁矿、褐铁矿、锐钛矿、及钛铁矿等矿物形态存在。
提高高岭土白度的传统方法有物理法和化学法，物理法主要有磁选法、浮选法、选择性絮凝等方法；化学
法有氧化法、还原法、氧化—还原联合法、酸浸法、赘合剂强化处理法、微生物浸出法等。
（1）磁选法
高岭土中的染色物质如锐钛矿、金红石、赤铁矿、云母和黄铁矿等均具有弱磁性，可以用高梯度磁选机(HGMS)将它们除去。
（2）浮选法
目的：从高岭土中浮选出铁、钛等杂质。由于杂质颗粒极细，通常采用载体浮选工艺。载体矿物可以是方解石、硅砂等(325目)，载体矿物的用量一般为高岭土质量的10%～20%，载体的一部分经过回收可再利用。
（3）选择性絮凝
选择性絮凝一般用来处理重选磁选和浮选方法难以奏效的高岭土除杂。
缺陷：该工艺矿浆浓度比较低，必有大量的水要在后续作业中除去，粘土絮凝团的夹杂，产品回收率较低；残余的聚合絮凝剂对最终产品的有害影响。
（4）化学漂白
高岭土中铁的赋存状态有两种：结构铁和游离铁。结构铁以Fe3+形态置换八面体中的Al3+，存在于高岭石晶格中，化学除铁处理对结构铁不产生影响，但可去除绝大部分游离铁。如果对产品含铁量要求极高，可以通过改变铁的赋存状态达到除铁的目的。
4、脱水干燥
常用设备和方法：
压滤机：主要由压紧板、止推板、滤板、滤板压紧装置和主梁等构成。处理水洗高岭土，滤饼含水量控制30% 左右居佳，制得产品质量稳定。
喷雾干燥机：高岭土的干燥过程，是加热和脱水的过程。使用喷雾干燥机将高岭土浆料在热风中喷成雾状液滴，在液滴下落过程中，水分被蒸发而成为粉末状或颗粒状的产品。优点：设备操作简单，干燥速度快，产品分散性、流动性好，成本低。
必须明确的是，大力发展高岭土深加工技术，对高岭土产品进行选矿加工、表面改性、多功能复合等研究和应用，将可以更好地有效利用资源，降低生产成本，提高企业经济效益。
更多精彩！欢迎扫描下方二维码关注中国粉体技术网官方微信（粉体技术网）
|
