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| 我國煤系高嶺土煅燒和超細工藝進展 |
| 來源：中國粉體技術網 更新時間：2015-01-30 09:48:47 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術網/班建偉）我國的煤系高嶺土儲量大，質量好，分布廣，幾乎大型煤礦都伴生或共生高嶺土，據不完全統計，已探明儲量16.73億t(遠景儲量超過100億t)，占世界高嶺土已探明儲量的10%左右，且原礦質量好，產出率高。國外的煤系高嶺土礦厚度薄(只有6cm左右，我國可達20cm以上)，質量差，無開采價值，至今無生產廠家，且對其研究較少。
煤系高嶺土是一種寶貴的自然資源和重要的非金屬礦產，具有較高的利用價值，經開采深加工后，用其特殊的物理化學工藝性能，如耐火性、電絕緣性、化學穩定性、分散性等，可廣泛應用于造紙、橡膠、油漆、化工、建材、冶金、陶瓷、玻璃、電瓷、石油等行業。煅燒、超細與表面改性是其深層次加工及應用的重要環節。
1 煅燒新工藝
我國煤系高嶺土的礦物成分主要為高嶺石，絕大部分的煤系高嶺土礦高嶺石含量高達90%以上，長石和石英的含量極少，含有少量的鐵、鈦等染色離子，但含有較多的有機質和固定碳，故影響了其白度，限制了它的廣泛應用，因此煅燒成為煤系高嶺土深加工不可缺少的工序。
我國煅燒煤系高嶺土初期主要是沿用陶瓷行業的窯爐(推板窯、倒焰窯、隧道窯等)進行的，近年來已引進或仿制國外回轉窯進行煅燒，如山西金洋高嶺土公司、內蒙古三保高嶺土公司、蒙西高嶺土公司及兗礦北宿煤礦高嶺土廠均采用回轉窯煅燒設備。
前幾種類型的煅燒窯爐投資省，但運行成本高，而且大都存在著自動化程度低、操作管理繁瑣、工人勞動強度大、生產能力低、產品質量不穩定等現象，目前逐漸被淘汰。而回轉窯投資高，生產效率和熱利用率均難以達到比較高的水平，因此開發煅燒新工藝已成為煤系高嶺土加工產業亟待解決的問題。
王戰娥等在分析高嶺土傳統堆積態煅燒工藝的基礎上，對煤系高嶺土稀相懸浮態快速煅燒工藝進行了小型實驗室試驗。試驗采用內蒙古煤系高嶺土進行懸浮態煅燒，結果表明：將其粒度控制在30μm，煅燒溫度控制在950℃可生產出高白度(90%以上)、高孔隙率、高活性的優質煅燒高嶺土，熱效率明顯優于傳統的煅燒裝置。
楊曉杰等采用先進的流化床動態煅燒工藝對京西煤系高嶺土進行煅燒試驗，對其煅燒過程中的物理化學行為進行了深入探討，研究表明：京西煤系高嶺土在煅燒過程中的偏高嶺石化溫度，Al-Si尖晶石化溫度和莫來石化溫度高于一般高嶺石的物相轉化溫度；在氣固接觸良好的流態化動態煅燒中，京西煤系高嶺土可以獲得較完全的脫碳率和脫硫率，產品白度可以滿足工業應用要求。
高峰等]針對由耐火材料構造的高溫煅燒窯爐難以實現整體振動的特殊性，開發了具有分布板振動特征的新型振動流態化煅燒工藝，在φ35mm 振動流化床煅燒爐實驗裝置中實現了煤系高嶺土微細粉體(平均粒徑25.8μm)的流態化煅燒，并進行了靜態煅燒、常規流態化煅燒和振動流態化煅燒的對比試驗。研究表明：流態化燒成速度明顯優于靜態煅燒，分布板振動可有效減小微細顆粒團聚體尺寸，改善流化質量，縮短燒成時間。
2 煤系高嶺土的超細工藝進展
超細磨礦技術是開發“雙90”煤系煅燒高嶺土微粉的關鍵技術之一。采用粉碎法制備超細高嶺土是比較常用的方法之一，這種方法制備的超細高嶺土已經在很多行業得到應用。目前應用于超細化煤系高嶺土最典型的設備有球磨機和介質攪拌式研磨機。這些設備都是根據煤系高嶺石的結構特性，在外力的作用下結構單元層之間的氫鍵就會被破壞從而達到超細化的目的。
丁浩等對山西、陜西、山東三地的煤系高嶺土分別采用GSDM-400型超細式攪拌磨進行超細化試驗，試驗通過對礦漿濃度、磨礦介質、磨礦時間等的控制可生產出-2μm含量≥90%甚至更細的產品。
雷紹民將煤系高嶺土由高速沖擊磨粉磨至1 250目后，作為濕式磨礦的入料，經四段串聯循環濕式磨礦，可獲得-2μm含量≥90%的超細高嶺土。研究表明：當礦漿濃度為40%～50%時，必須加入適量的分散劑以降低礦漿粘度以維持剝片機的平穩運行。
邵亞平等研究了采用全干法生產超細煤系高嶺土的工藝，運用YMP拉桿式超細磨粉機制備超細粉體(1 250目以上)，再應用GDL?；褵隣t進行煅燒，最后用YPM拉桿磨進行打散，整個工藝過程簡單、高效、可靠，而且投入少、能耗低、產品質量高且穩定。
梁宗剛應用BMP-500型磨剝機對煤系高嶺土進行濕法超細加工，該機綜合吸收了研磨、擦洗、砂磨、塔磨等設備的特點，采用多臺設備串聯分級可使生產的產品-2μm含量≥95%，且粒度分布穩定。此工藝生產流程合理、操作簡單及耗能低可應用于大規模生產。
朱淮北研究了用BMP-500型磨剝機對淮北煤系高嶺土的超細加工，通過在磨剝過程中對給礦濃度、給礦流量、磨礦介質、分散劑量等工藝參數的研究，可使產品-2μm含量≥93%且粒度穩定易控。
李三華等采用CYM-3000L立式攪拌磨對煤系高嶺土進行濕法超細研磨，并研究了使用不同的助磨劑對超細效果的影響，試驗結果表明：堿性較強的助磨劑的助磨效果優于中性或弱酸性的助磨劑，其中六偏磷酸鈉的助磨效果最佳，其用量控制在煤系高嶺土的0.55%，可一次性制得粒徑小于2μm的超細粉體。
煤系高嶺土是我國特有的自然資源，其應用前景十分廣闊，隨著軟質高嶺土資源的日益枯竭，煤系高嶺土將在未來的高嶺土市場擁有較強的競爭力。雖然懸浮態煅燒工藝以及流態化煅燒工藝的試驗頗具成效，但還難以實現規?；a。目前煤系高嶺土的超細方法仍然以機械破碎法為主，很少有應用插層—剝片法制備納米級煤系高嶺土的試驗報道。插層—剝片法應用于煤系高嶺土的超細化將會大大增加其附加值。
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