專利名稱：一種利用表面包覆法增白高嶺土的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于無機非金屬材料領域，具體涉及一種利用表面包覆法增白高嶺土的方法。
背景技術(shù)：
高嶺土，是多種礦物組成的含水鋁硅酸鹽的集合體，主要成分為高嶺石，一般認為其化學式為Al2O3 SiO2 2H20(結(jié)晶水以羥基的形式存在)，由一個層狀硅氧四面體和一個鋁氧八面體通過共同的氧離子鍵聯(lián)接而成的I:I型層狀硅酸鹽礦物組成。純凈的高嶺土呈白色，通常高嶺土礦中常含有蒙脫石、伊利石、黃鐵礦、褐鐵礦、炭質(zhì)及石英等微量礦物，這些伴生物質(zhì)將高嶺土染成各種不同顏色，嚴重影響高嶺土的白度和應用價值，一般必須采用物理和化學方法除去高嶺土中的雜質(zhì)，提高其白度和應用價值。因此高嶺土的白度是·決定其用途和經(jīng)濟價值的重要指標，因此從技術(shù)和經(jīng)濟的綜合平衡考慮來提高高嶺土的白度也成為本技術(shù)領域的重點、難點。目前常用的高嶺土增白方法主要有I.超細化粉碎超細粉碎過程中，物料受外界機械力的作用，宏觀上表現(xiàn)為物料顆粒細化、微細化和比表面積的增大，而微觀上由于部分能量積聚在顆粒體系內(nèi)部，從而導致顆粒晶格畸變，晶格缺陷，無定形化，生成游離基，表面自由能增大。對高嶺土而言，其顆粒細化的過程也是其真密度和緊實密度降低的過程。因為密度降低增加了其光散射空隙，使其光散射系數(shù)增大，同時空氣一粒子界面的光散射增加了不透明度，界面上的光反射增加了其白度。(林海等，超細煤系緞燒高嶺土顆粒的性質(zhì)及其表面改性[J].北京科技大學學報，1999，21 (6)516-518)。2.煅燒增白高嶺土中固定碳含量一般為2%左右(煤系高嶺土含碳量更高)，存在于高嶺石結(jié)晶體間隙中，使高嶺土呈現(xiàn)灰黑色或灰白色(鄒正光等，高嶺土的精細處理及其在新材料中的應用[J].桂林工學院學報，2004，24(4) :205-210)。這種高嶺土常采用高溫煅燒法除碳來提高其白度，煅燒溫度通常在800-900°C。在加熱過程中，各種形態(tài)的碳質(zhì)最終以CO2的形式排出。高嶺土鍛燒除碳過程即為增加白度的過程，特別對于煤系高嶺土，煅燒增白效果十分明顯。3.化學除鐵增白化學除鐵方法有多種，傳統(tǒng)的采用保險粉還原法，即用強還原劑連二亞硫酸鈉與高嶺土的氧化鐵作用，把不溶于水的三價鐵還原為溶于水的二價鐵離子，經(jīng)過濾即可除去。這種方法所能達到的白度值不高，且因相關(guān)影響的因素太多，反應過程較難控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種利用表面包覆法增白高嶺土的方法。
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種利用表面包覆法增白高嶺土的方法，包括如下步驟(I)將高嶺土原料和分散劑加水配成重量百分比濃度為40-60%的漿料；(2)將上步制得的漿料pH值調(diào)節(jié)到7-8后，高速球磨60-120min，獲得重量百分比濃度為10%以下的稀漿料；(3)將硫酸鋁或硝酸鋁加入到上步制得的稀漿 料中，經(jīng)充分攪拌混合后，緩慢加入氨水，繼續(xù)攪拌反應后，經(jīng)靜置、過濾、干燥，獲得增白后的高嶺土產(chǎn)品。所述分散劑為無水碳酸鈉或六偏磷酸鈉，其添加量為高嶺土原料干重的0. 1-0. 2%。所述高嶺土稀漿料的濃度優(yōu)選為5^-10 ^所述硫酸鋁或硝酸鋁的添加量與高嶺土的重量百分比為0.1-0. 3 I。所述氨水按NH3 Al2 (SO4)3摩爾比為3-5 I或NH3 Al (NO3) 3摩爾比為2-4 I進行添加。所述干燥為溫度為105°C，干燥時間為10小時。上述高嶺土產(chǎn)品白度可被提高的范圍為4-10度。本發(fā)明在傳統(tǒng)選礦技術(shù)生產(chǎn)的高嶺土產(chǎn)品的基礎上，采用高速球磨的方式對高嶺土進行研磨，一方面實現(xiàn)顆粒的粉碎，另一方面使高嶺土顆粒表面出現(xiàn)較多的晶格缺陷和-0H，這是實現(xiàn)沉積包覆的重要條件；采用硫酸鋁或硝酸鋁溶液和氨水反應生成的Al (OH)3微粒包裹高嶺土顆粒，其原理為高嶺土由于其晶體結(jié)構(gòu)的特點導致在酸性介質(zhì)中，高嶺土晶體底面帶負電而端面帶正電荷，在堿性介質(zhì)中，整個高嶺土表面均帶負電。故在高速球磨前先調(diào)節(jié)高嶺土漿料PH = 7-8，是為了使球磨后的高嶺土顆粒表面帶負電。隨后加入硫酸鋁溶液和氨水，發(fā)生如下反應Al3++0r — Al (OH) 3 I由于在pH = 7-8時上述反應生成的Al (OH)3沉淀顆粒表面帶正電，所以Al(OH)3在靜電吸附作用下被吸附到高嶺土顆粒表面，形成白色包覆層，對高嶺土中染色物質(zhì)起到遮蔽作用，使產(chǎn)品白度明顯提高。本發(fā)明提供了一種利用表面包覆法增白高嶺土的方法，首先對高嶺土進行一定時間的高速球磨活化，再采用鋁鹽和氨水進行液相沉積，即完成了對高嶺土表面包覆增白的生產(chǎn)工藝，該方法可廣泛用于處理染色雜質(zhì)嵌布粒度極細，化學除鐵增白效果不明顯的砂質(zhì)高嶺土，經(jīng)過包覆增白的高嶺土產(chǎn)品白度可增加4-10度，可作為造紙的涂料和塑料、橡膠等領域的優(yōu)質(zhì)填料使用，該技術(shù)工藝簡單、使用設備較少、生產(chǎn)耗能較低，并能夠大大增加低品質(zhì)高嶺土的附加值，擴大低品質(zhì)高嶺土的應用范圍，提高了礦產(chǎn)資源的利用效率，符合國家節(jié)能減排的要求，因此具有廣闊的市場空間。


圖I是本發(fā)明實施例I高嶺土原樣品的SEM圖片(X 10000)；圖2是本發(fā)明實施例I表面包覆增白處理后的高嶺土樣品SEM圖片(X 10000)。
具體實施例方式實施例I :未經(jīng)過包覆增白處理的高嶺土，藍光白度為80. 5。
將50g高嶺土、0. 05g無水碳酸鈉、70ml蒸懼水混合均勻,調(diào)節(jié)pH = 7,球磨400r/m，球磨60min。稱取2. 5g硫酸鋁溶解于20ml蒸餾水，將溶液加入高嶺土泥漿(稀釋為濃度10% )中，繼續(xù)攪拌15min。取濃度20%的氨水2ml，逐滴加入高嶺土泥漿中，用時lOmin。反應結(jié)束后，靜置30min。過濾，105°C恒溫干燥10小時。測得產(chǎn)品藍光白度85. 5。包覆增白技術(shù)提聞廣品白度5度。實施例2 :未經(jīng)過包覆增白處理的高嶺土，藍光白度為79. 9。將50g高嶺土、0. 05g六偏磷酸鈉、50ml蒸懼水混合均勻,調(diào)節(jié)pH = 8,球磨400r/m,球磨90min。稱取5g硝酸鋁溶解于20ml蒸餾水，將溶液加入高嶺土泥漿(稀釋為濃度8% )中，繼續(xù)攪拌15min。取濃度20%的氨水5ml,逐滴加入高嶺土泥衆(zhòng)中，用時lOmin。反應結(jié)束后，靜置40min。過濾，105°C恒溫干燥10小時，測得產(chǎn)品白度85. 2。包覆增白技術(shù)提高產(chǎn)品白度5. 3度。實施例3 :未經(jīng)過包覆增白處理的高嶺土，藍光白度為77. 7?！?0g高嶺土、0. Ig無水碳酸鈉、35ml蒸懼水混合均勻,調(diào)節(jié)pH = 8,球磨400r/m,球磨120min。稱取7. 5g硫酸鋁溶解于20ml蒸餾水，將溶液加入高嶺土泥漿(稀釋為濃度5% )中，繼續(xù)攪拌15min。取濃度20%的氨水7. 5ml，逐滴加入高嶺土泥漿中，用時15min。反應結(jié)束后，靜置30min。過濾，105°C恒溫干燥10小時，打粉，測得產(chǎn)品白度86. 6，包覆增白技術(shù)提聞廣品白度8. 9度。從附圖I中可以看出本發(fā)明實施例I高嶺土原樣品的片層結(jié)構(gòu)清晰，顆粒表面光滑平整；從附圖2中可以看出本發(fā)明實施例I經(jīng)表面包覆增白處理后的高嶺土樣品的片層結(jié)構(gòu)不明顯，顆粒表面被一層沉積物包裹著，表面粗糙凹凸不平。
權(quán)利要求
1.一種利用表面包覆法增白高嶺土的方法，包括如下步驟 (1)將高嶺土原料和分散劑加水配成重量百分比濃度為40-60%的漿料； (2)將上步制得的漿料pH值調(diào)節(jié)到7-8后，高速球磨60-120min，獲得重量百分比濃度為10%以下的稀漿料； (3)將硫酸鋁或硝酸鋁加入到上步制得的稀漿料中，經(jīng)充分攪拌混合后，緩慢加入氨水，繼續(xù)攪拌反應后，經(jīng)靜置、過濾、干燥，獲得增白后的高嶺土產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用表面包覆法增白高嶺土的方法，其特征在于所述分散劑為無水碳酸鈉或六偏磷酸鈉，其添加量為高嶺土原料干重的0. 1-0. 2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用表面包覆法增白高嶺土的方法，其特征在于所述高嶺土稀漿料的濃度優(yōu)選為5% -10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用表面包覆法增白高嶺土的方法，其特征在于所述硫酸鋁或硝酸鋁的添加量與高嶺土的重量百分比為0.1-0. 3 I。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用表面包覆法增白高嶺土的方法，其特征在于所述氨水按NH3 Al2 (SO4)3摩爾比為3-5 I或NH3 Al (NO3) 3摩爾比為2_4 I進行添加。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用表面包覆法增白高嶺土的方法，其特征在于所述干燥為溫度為105°C,干燥時間為10小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的利用表面包覆法增白高嶺土的方法，其特征在于所述聞嶺土廣品白度可被提聞的范圍為4_10度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種表面包覆法增白高嶺土的方法，將高嶺土原料加水和分散劑配成濃度40-60％的漿料，調(diào)節(jié)pH＝7-8，高速球磨60-120min，使高嶺土顆粒表面充分活化，然后將硫酸鋁或硝酸鋁溶液加入高嶺土漿料中，經(jīng)充分攪拌混合后，緩慢加入氨水，繼續(xù)攪拌反應后，靜置、過濾、干燥獲得高白高嶺土產(chǎn)品。經(jīng)檢測高嶺土產(chǎn)品表面包覆了一層Al(OH)3沉積層，其對高嶺土中染色物質(zhì)起到遮蔽作用，使產(chǎn)品白度明顯提高。經(jīng)過包覆增白的高嶺土產(chǎn)品可作為造紙涂料，更是塑料、橡膠等領域的優(yōu)質(zhì)填料，該技術(shù)的實施能夠大大增加低品質(zhì)高嶺土的附加值，擴大低品質(zhì)高嶺土的應用范圍，提高了礦產(chǎn)資源的利用效率。
文檔編號C09C3/06GK102786818SQ20121023241
公開日2012年11月21日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者趙曰浩 申請人:趙曰浩