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煅烧高岭土的影响加工技术关键何在?

发布时间:

2024-02-23 09:57

高岭土煅烧的主要目的是:(1)脱去有机碳和其他杂质矿物以提高白度;(2)脱去高岭土所含水分、羟基以提高煅烧产品的空隙体积和化学反应活性,改善物理化学性能,满足各种各样的应用需求,并为进一步开发新的应用领域奠定基础。

影响高岭土煅烧的主要因素有:入料粒度、煅烧温度、气氛、时间和工艺设备等。

 

 

1、入料粒度

高岭土入窑粒度的争论由来已久,主要关系到采用先煅烧后剥片或先剥片后煅烧的工艺过程。

如果在入窑煅烧前不经过湿法剥片,高岭土干法粉磨的最小粒度为-10μm≥90%。粒度较大,则颗粒的比表面积小,与氧气的接触面积小,不利于碳质的迅速燃烧,需要恒温煅烧的时间较长,而且颗粒内部的碳质无法与氧气充分接触,很难氧化脱除,产品会出现黑心现象。煅烧后再剥片时,由于夹心的存在,则产品的白度受到很大的影响。

如果先剥片(-10μm≥90%)后煅烧,则由于粉体颗粒在高温煅烧时容易发生团聚现象。

许多学者在这方面做了大量的实验,最终达成了共识,先剥片再入窑,煅烧后再二次解聚剥片。目前,优质煤系燃烧高岭土大多采用干、湿结合,先磨后烧的生产工艺。

2、煅烧温度

由于煅烧温度不同,发生的化学反应,晶体结构转换不同,煅烧高岭土的理化性能和适用领域也不同。

许多学者就煅烧温度对产品的理化性能的影响做了大量工作,得出应用于造纸涂布级的煅烧高岭土最佳煅烧温度大致在950-1000℃的范围内,产品的活性和白度都达到理想的要求。

制备分子筛、活性土,应用于塑料、橡胶行业做功能填料的高岭土,煅烧温度大约控制在850-950℃范围内。

高温煅烧后的高岭土,可用做耐火材料的熟料、陶瓷材料等。

值得提出的是,对于不同产地的高岭土原料,最佳煅烧温度也会不同。

 

 

3、煅烧气氛

煅烧气氛主要是指在炉内保持氧化还是还原气氛。

氧化气氛虽然有利于有机质氧化,但不利于煅烧对Fe2O3和TiO2等染色杂质的作用。通过添加还原剂、控制通入窑内的O2量或者通入适量的CO2可以调节窑内保持还原气氛。

4、煅烧时间

煅烧时间对高岭土的活性和白度有很大影响。一般来说,煅烧时间越长,反应越充分,产品的白度越高。

在实际生产中,应寻求煅烧时间和生产效率以及产品性能的最佳组合。煤系煅烧高岭土由于脱掉了羟基和碳质,烧失量与原料有关,一般在15%左右。主要化学成分SiO2和Al2O3的相对含量有所提高,其他成分的含量变化不大。

5、煅烧设备

煅烧设备对高岭土的生产也很关键。在美国和英国等高岭土生产大国,一般采用大型动态立窑和隔焰式回转窑生产煅烧高岭土,原料一般是精选后的软质高岭土,产品白度85%-95%。

中国优质软质高岭土资源较少,但煤系共伴生高岭土质优量大。因此,中国的煅烧高岭土大多用煤系高岭土为原料。

主要生产设备有隔焰式回转窑(用柴油、煤气或天然气或电加热)、立窑、隧道窑和梭式窑等。其中隔焰式回转窑可以方便地调节气氛,温度可控性好,物料受热均匀,产品白度高且质量稳定,操作简便,已成为我国煤系高岭土煅烧的主要设备。

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