一种提高高岭土粘浓度的方法技术

本发明专利技术涉及一种提高岭土粘浓度的方法。一种提高高岭土粘浓度的方法，其特征在于它包括如下步骤：１）按质量份数为：高岭土１００份、插层剂脲３－９份选取高岭土和插层剂脲，其中高岭土含水量控制在１－５％；将高岭土与插层剂脲在高速混合机混合５－１５分钟，得到混合样；２）高岭土／脲插层复合物的制备：将步骤１）中混合样装入密封容器中，再放入烘箱中，温度设置为６５－１０５℃，插层２－６小时，得到高岭土／脲插层复合物；３）对高岭土／脲插层复合物进行打散，打散速度为１公斤／１小时；４）在高速混合机中将打散后的高岭土／脲插层复合物与分散剂混合，混合时间５－１０分钟，得到成品。利用本发明专利技术的方法可以将高岭土的粘浓度从传统的６８％左右提高至７２％－７３．８％之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种提高岭土粘浓度的方法。
技术介绍
高岭土是一种使用广泛的非金属矿产资源，化学式Al4(Si4O10)(OH)8，是二八面体1∶1型层状硅酸盐，每一个晶层单元由一层硅氧四面体和一层铝氧八面体通过共同的氧互相连接而形成。利用高岭土特殊的层状结构，对其可以进行有机化插层，这是改性的一种很重要的方法。高岭土层间不含可交换离子，而且晶层之间被氢键紧紧地连接在一起，客体分子的插层作用比较困难，只有少数的极性分子可以插入。层间结构作用力的减弱会导致层间距的增加。客体分子能与Al-OH四面体和Si-O-Si八面体形成氢键，所以，客体分子会影响主体材料(高岭土)的结构，改变它的宏观及微观性质。其中，高岭土在造纸中作为涂料用的应用受到多方面的关注。随着我国造纸工业迅速发展，造纸工业的技术和装备水平不断进步，高速涂布机获得广泛应用，要求涂布高岭土颜料必须具备固含量高、粘度低、流变性好的特性。按照造纸行业的要求，刮刀涂布高岭土的粘浓度至少应在68％以上(高岭土行业常以粘浓度值表示粘度的高低，其单位为500mPa·s时的百分浓度值，值大表示粘度低；反之粘度高)。目前，由于国产高岭土不少是原生高岭土(即风化型和热蚀变型)，其粘浓度一般在50％-65％；中国用于造纸涂料高岭土的粘浓度大多数在66％-68％之间，至使我国造纸业生产铜版纸和白版纸用优质涂料级高岭土长期以来供不应求，所以每年需从美国、英国、巴西等国家进口优质涂料级高岭土，如美国KCS、美国Alphacote公司及巴西Amazon88高岭土的粘浓度则分别可达到70％、74.5％、74.4％。中国高岭土储量丰富，非煤建造型高岭土的储量居世界第五位，至2003年底探明我国21省市232处产地基础储量为5.46亿吨。但是，大部分都不能直接用于刮刀级涂布造纸，而且，近年来随着人民生活水平的提高，优质铜版纸和涂布白版纸的消费量迅速增加，造纸企业数量也迅速增多，规模也不断增大，对造纸高岭土的需求会越来越大。高岭土产地不同，其品质与结构各异。所以，关于高岭土作为涂料使用时提高粘浓度的研究方法很多，但效果不显著，或是适用性不佳。中国专利CN1315601A提供了一种以机械方法为主降低高岭土粘度的方法，采用高岭土矿为原料，并采取以下步骤①对原料进行选矿提纯处理；②将处理后的原料与水混合，混合的固含量为60％-85％；③将混合物料放入具有捏合和挤压功能的设备中，对混合物料进行机械性捏合挤压，捏合挤压时间为10-60分钟；④然后对捏合挤压后的混合物料进行成品加工。在原矿粘浓度为50％-65％的基础上提高到68％以上，但是，它其实受到原矿因素影响很大，机械法降粘到一定的粘浓度就到了极限，无法再提高至国外产品的同类水平。中国专利CN1528979A提供了一种造纸涂料高岭土的增白降粘工艺方法，其特征是矿浆分级后经高梯度磁选，再进行化学漂白和表面活化处理，矿浆浓度8-12％，PH值6-7，磁场强度1.9-2.2特斯拉，分选周期10-15分钟/次；化学漂白作业控制条件8-12％，硫酸1.7-1.9公斤/吨，连二亚硫酸钠6.2-6.6公斤/吨，漂白时间10-20分钟；表面活化处理应用聚丙烯酸钠，用量为1.4-1.6公斤/吨。此专利中应用到过多的化学试剂会影响高岭土造纸涂中其它添加剂的使用，使粘浓度不稳定；而且，此方法中工艺繁复，不易于操作；此专利主要强调如何利用高梯度磁选和化学漂白方法提高高岭土的白度，对于粘度的降低只是依赖于表面活化处理的化学试剂聚丙烯酸钠，局限性较大。中国利CN1559974A所涉及到的插层高岭土方法是先将要插层改性的高岭土分散于插层溶液中形成均匀的悬浮液，然后进行超声处理，最后分离、洗涤、干燥、研磨得到产品。所使用的一次插层剂为二甲基亚砜，二次插层剂为油酸、硬脂酸、丙烯酰胺或是乙二醇，十六烷基溴化铵。只是关注于高岭土液态插层技术，对于其应用并没有进行研究。其中专利CN1398925A将加工的高岭土粉料(-45um)、插层剂、水和氯化钠以一定的比例混合采用湿法研磨，使插层剂进入层间。也是湿法插层，而且目的是为了减小高岭土的粒度。还有中国专利CN1522959A，它涉及到利用煤矸石作原料制备超细煅烧高岭土方法。其将煤矸石粉料和尿素混合加入球磨机或振动磨中，干法研磨插层，再进行煅烧。其中涉及到煤系高岭土的插层技术，得到煅烧超细高岭土产品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是，其特征在于它包括如下步骤1)按质量份数为高岭土100份、插层剂脲3-9份选取高岭土和插层剂脲，其中高岭土含水量控制在1-5％(质量含量)；将高岭土与插层剂脲在高速混合机混合5-15分钟，得到混合样；2)高岭土/脲插层复合物的制备将步骤1)中混合样放入烘箱中，温度设置为65-105℃，插层2-6小时，得到高岭土/脲插层复合物；3)对高岭土/脲插层复合物进行打散，打散速度为1公斤/1小时；4)在高速混合机中将打散后的高岭土/脲插层复合物与分散剂混合，混合时间5-10分钟，得到高粘浓度的高岭土；其中分散剂的加入量为打散后的高岭土/脲插层复合物质量的0.1-1％，所述的分散剂为胶易素、萘磺酸钠盐或六偏磷酸钠，或分散剂为六偏磷酸钠和萘磺酸钠盐(复合分散剂)，其中六偏磷酸钠与萘磺酸钠盐的质量比为1∶1。步骤1)中的高岭土为普通的高岭土产品，所使用的脲为常用的工业商品。将脲在球磨机中球磨至200目(＜74um)。其中脲最佳用量为5份，水份含量最佳为3％。步骤2)中，所述的混合样品装入容器中，此容器必须能够密封，然后将装有混合样品的密封容器放入烘箱中。其中烘箱最佳设置温度为95℃，插层时间最佳为4小时。步骤3)中的利用打散机对步骤2)中的高岭土/脲插层复合物进行打散，所使用打散速度1公斤/小时，是为了保证高岭土/脲插层复合物粒度及形态变化不大，而又不存在颗粒团聚。这一步中得到的打散后的高岭土/脲插层复合物的粘浓度已经得到提高。步骤4)中，温度条件保持在25℃±5；分散剂最佳是六偏磷酸钠与萘磺酸钠盐，以质量比1∶1的方式进行配制的复合分散剂，其最佳用量为0.5％。由上述四个步骤即可得到本专利技术的成品——粘浓度达到72％-73.8％之间的高岭土。在实际操作中，可以利用机械加工方法，在本专利技术的基础上进一步提高高岭土浆体的粘浓度。可使用搅拌磨、球磨机、乳化剪切机、胶体磨、双螺杆挤压机、真空练泥机等一些机械捏合设备对高岭土配成的浆料进行搅拌加工，效果更佳。本专利技术与现有技术相比优点在于1、利用本专利技术的方法可以将高岭土的粘浓度从传统的68％左右提高至72％-73.8％之间，有效地降低高岭土产品的粘度，提高高岭土产品的综合质量，满足造纸行业的需要。2、本专利技术是应用干法插层的技术，并且本专利技术重点是在使用插层技术达到提高高岭土粘浓度；由于是通过插层技术改变高岭土矿的结构及性质，所以，应用范围广泛，受原矿影响较小。3、本专利技术得到的成品可以呈弱碱性，PH 7-8.7，所以，在以后使用中不需要再用常用的氢氧化钠、三乙醇胺等来调节PH值，简化了使用过程。4、此工艺流程简单灵活，在本专利技术的基础上，可以在操作过程中应用机械搅拌进一步提高高岭土浆料的粘浓度；不需要更改高岭土各加工厂家的生产线；可在原有生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高高岭土粘浓度的方法，其特征在于它包括如下步骤：１）按质量份数为：高岭土１００份、插层剂脲３－９份选取高岭土和插层剂脲，其中高岭土含水量控制在１－５％；将高岭土与插层剂脲在高速混合机混合５－１５分钟，得到混合样；２）高 岭土／脲插层复合物的制备：将步骤１）中混合样放入烘箱中，温度设置为６５－１０５℃，插层２－６小时，得到高岭土／脲插层复合物；３）对高岭土／脲插层复合物进行打散，打散速度为１公斤／１小时；４）在高速混合机中将打散后的高岭土／脲 插层复合物与分散剂混合，混合时间５－１０分钟，得到成品；其中分散剂的加入量为打散后的高岭土／脲插层复合物质量的０．１－１％，所述的分散剂为胶易素、萘磺酸钠盐或六偏磷酸钠，或分散剂为六偏磷酸钠和萘磺酸钠盐，其中六偏磷酸钠与萘磺酸钠盐的质量比为１∶１。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：严春杰，朱小燕，陈洁渝，韩利雄，许杰林，陈晓明，崔益智，曾伟清，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，茂名石化矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]