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利用煤矸石生產(chǎn)造紙涂料級高嶺土的工藝
發(fā)布者：發(fā)布時間：2018-11-19
高嶺土，特別是超細(xì)煅燒高嶺土，作為一種非常重要的無機(jī)非金屬材料，憑借其優(yōu)異的物理性能在造紙工業(yè)中一直占有非常重要的地位。造紙工業(yè)使用的煅燒高嶺土是一種多孔的高白度結(jié)構(gòu)性功能材料，這種材料主要是用于替代價格昂貴的鈦白-粉等高級顏料。造紙工業(yè)對煅燒高嶺土的質(zhì)量要求主要表現(xiàn)為對煅燒高嶺土的粒度、白度及遮蓋力、吸油率、粘濃度、pH值、磨耗值等指標(biāo)的要求。近年來，我國許多部門以“雙90”為目標(biāo)，就利用煤矸石生產(chǎn)造紙涂料級高嶺土的工藝開發(fā)做了一些嘗試并已經(jīng)取得一定進(jìn)展。
一 工藝原理
利用煤矸石生產(chǎn)造紙涂布級高嶺土的工藝主要包括兩個部分：粉碎超細(xì)過程與煅燒增白過程。
1.粉碎超細(xì)過程
粉碎超細(xì)過程是決定高嶺土質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。盡管各種設(shè)備的功能、破碎范圍、能耗等不盡相同，但按其破碎粉碎原理主要有擠壓法，沖擊法，磨剝法和劈裂法。不同型式的粉碎機(jī)粉碎物料的方法各不相同。在一臺粉碎機(jī)中也不是單純使用一種方法，通常都是由兩種或兩種以上的方法結(jié)合起來進(jìn)行粉碎的。現(xiàn)有高嶺土粉碎超細(xì)過程中粗碎、中碎過程一般使用以擠壓法或沖擊法為主的粉碎設(shè)備，而超細(xì)過程所使用的設(shè)備則以磨剝法為主。
2.煅燒增白過程
鑒于煤系高嶺土的成巖特性，即其中含有部分有機(jī)質(zhì)，使其原礦白度僅有6～40%，遠(yuǎn)不能滿足造紙工業(yè)對涂布級高嶺土的質(zhì)量要求，因而必須采用煅燒脫碳增白工藝過程。為了避免形成有害礦物晶形(莫來石和方石英)，在生產(chǎn)造紙級高嶺土的工藝過程中，一般控制煅燒溫度在1000℃以下。根據(jù)對高嶺土質(zhì)量的不同要求，又可分為中溫煅燒高嶺土及高溫煅燒高嶺土兩種產(chǎn)品。?目前的煅燒工藝可以分為成型煅燒工藝及粉體煅燒工藝，且各具特點。
二 工藝流程簡介及特點分析與討論
根據(jù)超細(xì)工藝是采用濕法工藝還是干法工藝以及超細(xì)工藝與煅燒工藝的前后順序，可將生產(chǎn)工藝組合為四種，即先濕法超細(xì)后煅燒工藝，先干法超細(xì)后煅燒工藝，先煅燒后濕法超細(xì)工藝，先煅燒后干法超細(xì)工藝。由于人們對超細(xì)物料的認(rèn)識不同，因而在不同的企業(yè)中選用的工藝路線也不盡相同。
1)先煅燒后濕法超細(xì)工藝
該工藝的流程圖為 ：原礦→破碎→粉碎→煅燒→濕法超細(xì)→干燥→分散→產(chǎn)品
該工藝的優(yōu)點主要是超細(xì)物料量少和超細(xì)后的物料易于烘干分散
該工藝的缺點主要是濕法超細(xì)的研磨介質(zhì)較難解決；需要高嶺土的質(zhì)量較高；工藝中需要單獨的烘干分散設(shè)備來完成濕法超細(xì)后物料的處理，因而對烘干設(shè)備有較高的質(zhì)量要求，以防止物料被三次污染。
2)先煅燒后干法超細(xì)工藝
該工藝的流程圖為 ：原礦→破碎→粉碎→煅燒→干法超細(xì)→產(chǎn)品
該工藝主要有工藝流程短、超細(xì)處理物料量少以及能耗小等優(yōu)點。
該工藝的缺點主要是對原料質(zhì)量要求高；難以生產(chǎn)出-2μm達(dá)90%的超細(xì)產(chǎn)品；對超細(xì)設(shè)備的研磨體要求高；只能采用氣流式粉碎機(jī)。就目前的設(shè)備水平來說，該工藝還不是一種可行的生產(chǎn)工藝，因為目前尚無合適的超細(xì)粉碎機(jī)。
3)先干法超細(xì)后煅燒工藝
該工藝的流程圖為 ：原礦→破碎→粉碎→干法超細(xì)→煅燒→產(chǎn)品
該工藝主要有流程短和能源利用合理等優(yōu)點。
該工藝的不足之處主要是產(chǎn)品檔次難以提高和對產(chǎn)品中的易熔礦物含量有嚴(yán)格要求。由于該工藝中不存在燒后物料再粉碎的環(huán)節(jié)，因此適合于具有資源優(yōu)勢但不具備資金實力的企業(yè)作為起動的一種工藝。
4)先濕法超細(xì)后煅燒工藝
該工藝的流程圖為 ：原礦→破碎→粉碎→濕法超細(xì)→烘干→煅燒→還原→產(chǎn)品
該工藝主要有采用濕法超細(xì)工藝容易使產(chǎn)品粒度達(dá)到-2μm占90%的水平、技術(shù)可靠以及容易解決除鐵鈦等雜質(zhì)問題等優(yōu)點。
該工藝的不足之處主要是工藝流程較長和需要還原過程。
綜上所述，利用煤系高嶺石生產(chǎn)造紙工業(yè)用涂料級煅燒高嶺土無疑是一條合理利用煤矸石的有效途徑。
一 工藝原理
利用煤矸石生產(chǎn)造紙涂布級高嶺土的工藝主要包括兩個部分：粉碎超細(xì)過程與煅燒增白過程。
1.粉碎超細(xì)過程
粉碎超細(xì)過程是決定高嶺土質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。盡管各種設(shè)備的功能、破碎范圍、能耗等不盡相同，但按其破碎粉碎原理主要有擠壓法，沖擊法，磨剝法和劈裂法。不同型式的粉碎機(jī)粉碎物料的方法各不相同。在一臺粉碎機(jī)中也不是單純使用一種方法，通常都是由兩種或兩種以上的方法結(jié)合起來進(jìn)行粉碎的。現(xiàn)有高嶺土粉碎超細(xì)過程中粗碎、中碎過程一般使用以擠壓法或沖擊法為主的粉碎設(shè)備，而超細(xì)過程所使用的設(shè)備則以磨剝法為主。
2.煅燒增白過程
鑒于煤系高嶺土的成巖特性，即其中含有部分有機(jī)質(zhì)，使其原礦白度僅有6～40%，遠(yuǎn)不能滿足造紙工業(yè)對涂布級高嶺土的質(zhì)量要求，因而必須采用煅燒脫碳增白工藝過程。為了避免形成有害礦物晶形(莫來石和方石英)，在生產(chǎn)造紙級高嶺土的工藝過程中，一般控制煅燒溫度在1000℃以下。根據(jù)對高嶺土質(zhì)量的不同要求，又可分為中溫煅燒高嶺土及高溫煅燒高嶺土兩種產(chǎn)品。?目前的煅燒工藝可以分為成型煅燒工藝及粉體煅燒工藝，且各具特點。
二 工藝流程簡介及特點分析與討論
根據(jù)超細(xì)工藝是采用濕法工藝還是干法工藝以及超細(xì)工藝與煅燒工藝的前后順序，可將生產(chǎn)工藝組合為四種，即先濕法超細(xì)后煅燒工藝，先干法超細(xì)后煅燒工藝，先煅燒后濕法超細(xì)工藝，先煅燒后干法超細(xì)工藝。由于人們對超細(xì)物料的認(rèn)識不同，因而在不同的企業(yè)中選用的工藝路線也不盡相同。
1)先煅燒后濕法超細(xì)工藝
該工藝的流程圖為 ：原礦→破碎→粉碎→煅燒→濕法超細(xì)→干燥→分散→產(chǎn)品
該工藝的優(yōu)點主要是超細(xì)物料量少和超細(xì)后的物料易于烘干分散
該工藝的缺點主要是濕法超細(xì)的研磨介質(zhì)較難解決；需要高嶺土的質(zhì)量較高；工藝中需要單獨的烘干分散設(shè)備來完成濕法超細(xì)后物料的處理，因而對烘干設(shè)備有較高的質(zhì)量要求，以防止物料被三次污染。
2)先煅燒后干法超細(xì)工藝
該工藝的流程圖為 ：原礦→破碎→粉碎→煅燒→干法超細(xì)→產(chǎn)品
該工藝主要有工藝流程短、超細(xì)處理物料量少以及能耗小等優(yōu)點。
該工藝的缺點主要是對原料質(zhì)量要求高；難以生產(chǎn)出-2μm達(dá)90%的超細(xì)產(chǎn)品；對超細(xì)設(shè)備的研磨體要求高；只能采用氣流式粉碎機(jī)。就目前的設(shè)備水平來說，該工藝還不是一種可行的生產(chǎn)工藝，因為目前尚無合適的超細(xì)粉碎機(jī)。
3)先干法超細(xì)后煅燒工藝
該工藝的流程圖為 ：原礦→破碎→粉碎→干法超細(xì)→煅燒→產(chǎn)品
該工藝主要有流程短和能源利用合理等優(yōu)點。
該工藝的不足之處主要是產(chǎn)品檔次難以提高和對產(chǎn)品中的易熔礦物含量有嚴(yán)格要求。由于該工藝中不存在燒后物料再粉碎的環(huán)節(jié)，因此適合于具有資源優(yōu)勢但不具備資金實力的企業(yè)作為起動的一種工藝。
4)先濕法超細(xì)后煅燒工藝
該工藝的流程圖為 ：原礦→破碎→粉碎→濕法超細(xì)→烘干→煅燒→還原→產(chǎn)品
該工藝主要有采用濕法超細(xì)工藝容易使產(chǎn)品粒度達(dá)到-2μm占90%的水平、技術(shù)可靠以及容易解決除鐵鈦等雜質(zhì)問題等優(yōu)點。
該工藝的不足之處主要是工藝流程較長和需要還原過程。
綜上所述，利用煤系高嶺石生產(chǎn)造紙工業(yè)用涂料級煅燒高嶺土無疑是一條合理利用煤矸石的有效途徑。
