1 煤系高嶺石的特征
與煤一起沉積形成的高嶺石，有軟質(zhì)與硬質(zhì)兩大類(lèi)，統稱(chēng)為煤系高嶺巖。硬質(zhì)高嶺土礦石一般呈灰、黑色，致密堅硬，斷口呈貝殼狀，常為塊狀構造，有的具層理或層面劈理，無(wú)吸水膨脹性。碎塊很像燧石。鏡下見(jiàn)高嶺石呈典型蠕蟲(chóng)狀晶體。礦石的礦物成分比較簡(jiǎn)單，主要由高嶺石組成，含量可達95％以上，其余為碎石英、云母、微量的鐵鈦礦物碳質(zhì)、水鋁石等。有些可以不經(jīng)精選，僅經(jīng)煅燒、超細磨就可以達到造紙涂布級的質(zhì)量要求，但對于多數資源而言并非如此簡(jiǎn)單。
煤系高嶺巖均含有碳，有機碳來(lái)源于成煤過(guò)程，以有機物質(zhì)或木素一腐植酸的形成直接滲雜于粘土中，由于本身濕潤粘土本身所具有的細菌作用，導致有機物逐步演變成含碳的物質(zhì)。這些物質(zhì)極其細微，易被粘土吸附，難于從粘土中分離，因而煤系高嶺土的脫碳必須借助煅燒。
煤系高嶺土的成巖，是與煤一起在溫度、壓力的作用下形成的，所以，礦石中高嶺石的有序度，均較風(fēng)化和近代沉積作用形成的嶺石要高，經(jīng)受了成礦作用，又進(jìn)一步重結晶有序化，內部結構緊密，顆粒緊密堆積，但結晶空間受限制，因而自形程度較差、破壞結晶構造需要較大的能量，可塑性低：脫羥溫度較高。從煤系高嶺巖差熱分析圖譜中可常見(jiàn)：較高的脫羥溫度，吸熱谷寬
且常有復谷出現，就是其有序度高所引起的?？梢?jiàn)，針對不同地區、不同特性的煤系高嶺石，根據煅燒目的要選用與之相適合的煅燒參數工藝，不可盲從別人的設備和工藝。
生產(chǎn)煤系煅燒高嶺土，一般是先將選好的原礦破碎至325目或800目、1250目，
然后進(jìn)行煅燒，粒徑越小，容易脫碳，也就是常說(shuō)的容易燒透。這就要通過(guò)試驗來(lái)確定，還要看煅燒的目的是什么，即產(chǎn)品和用途。
3 煅燒高嶺土煅燒工藝
高嶺土在煅燒過(guò)程中由于煅燒溫度不同，煅燒產(chǎn)品的物相不同，特性不同，致使應用方向和應用領(lǐng)域也不同，因此，煅燒溫度是產(chǎn)生不同產(chǎn)品的關(guān)鍵因素。
在600-1 000℃的煅燒溫度下，我們且稱(chēng)低溫煅燒。其產(chǎn)品活性高，用于合成分子篩、鋁鹽化工及塑料、橡膠的功能性材料。最佳煅燒溫度的選擇、因原料的成因、粒度、m-v方法、用途不同而異。如合成4A分子篩和鋁鹽化工，最好在700℃左右煅燒。而用于塑料橡膠的功能填料，應在850℃煅燒。
1000℃一1200℃為中溫煅燒，其產(chǎn)品白度高、不透明性好、可用于造紙、涂料工業(yè)，替代鈦白粉作結構性顏料。用于造紙可增加紙涂層孔隙體積和松厚度，減少壓光時(shí)的亮度和不透明度的損失。選擇最佳的煅燒溫度，則是在非晶相剛剛轉變硅鋁尖晶相，此時(shí)產(chǎn)生多孔膨體結構，溫度為 1000—1050℃，這時(shí)結晶差的莫來(lái)石相剛出現(一般含量5％以下)產(chǎn)品的磨耗值相對較低。
1200℃以上溫度的煅燒稱(chēng)為高溫煅燒。其產(chǎn)品為莫來(lái)石、瑩青石，用于生產(chǎn)莫來(lái)石粒密鑄造型砂、高級耐火材料和特種陶瓷。
美國根據煅燒溫度的不同，將煅燒高嶺土分為不完全煅燒土和完全煅燒土。不完全煅燒土的煅燒溫度為650—750℃，脫羥基，密度2.4-2.5。完全煅燒土是1000-1050℃下的產(chǎn)品，在電子顯微鏡下已出現少量莫來(lái)石晶體，密度2.7，具有90％以上白度和>0.24 m2／g的光散射性質(zhì)。
完全煅燒高嶺土的良好性能對涂布紙，尤其是對低定量涂布紙的生產(chǎn)十分重要，在高檔紙板涂料中其用量也在擴大。它在造紙涂料配方中加入量為5％一15％。
不完全煅燒高嶺土可用于造紙填料和涂布，作為非高濃涂布顏料，在低光澤涂布紙和紙板生產(chǎn)中的用量，一般為顏料總量的20％～40％。近幾年，刮刀涂布已用到20％以上。
4 煤系高嶺土的超細粉碎
超細粉體工程已成為當代科學(xué)技術(shù)的一項重要內容。隨著(zhù)超細技術(shù)的發(fā)展，出現了新材料、新產(chǎn)品，極大地推動(dòng)材料科學(xué)。許多價(jià)格低廉的礦物原料，經(jīng)過(guò)超細粉碎，竟然身價(jià)百倍，成為高附加值的新材料。煤系高嶺土就是其中之一。
超細粉碎主要靠設備完成的，對設備和技術(shù)的要求主要包括：物料純度、產(chǎn)品粒度(規格、外型、粒度分布)單位能耗、耐磨件的使用壽命、維修費、對產(chǎn)品是否造成二次污染以及超細和分級的功能和效率。
煤系高嶺土的破碎設備，已淘汰了應用較多的雷蒙機。為了降低破碎能耗，一般經(jīng)過(guò)鍔式破碎機、錘式破碎機，就可以直接進(jìn)入超細粉磨設備了。超細磨機的料粒徑可以在8mm以下，而經(jīng)過(guò)分級的產(chǎn)品一般在10μm以下。這是指沖擊式超細磨而言。
煤系高嶺土的超細設備屬于非金屬礦加工設備。國內外先后研制了振動(dòng)磨機、沖擊磨機、離心磨機、膠體磨機、氣流粉碎機和攪拌磨機，其中前三種多用于1250目產(chǎn)品加工，后兩種多用于粒度更細的微粉體工程了。煤系煅燒高嶺土多選攪拌磨機生產(chǎn)。這是因為它具有效率高、能耗低、產(chǎn)品粒度均勻，粒徑小(<1μm)，越來(lái)越受到超細粉碎行業(yè)的重視。氣流磨雖然可以把高嶺石破碎至更細，但由于能耗大，產(chǎn)品成本太高。一般用氣流磨加工珍貴中藥材。
攪拌磨加工超細高嶺土按工藝流程分為間歇式、連續式和循環(huán)式。
間歇式，將已磨為325目-1250目的物料經(jīng)配制成合適濃度后一次加入磨機筒體內一直磨到粒度達到預期要求后全部排出作為磨礦產(chǎn)品。然后再加料進(jìn)行第二批超細磨礦。這種方式機械化、自動(dòng)化程度高，可以實(shí)現全工序編程運行。缺點(diǎn)是已達到要求粒徑的顆粒仍參與磨礦始終，消耗能量、增加礦漿溫升、效率低。
連續式：多臺磨機串聯(lián)工作，連續給料、連續排料，可以根據各級物料徑的變化選配不同尺寸的研磨球。這種方式在煤系焙燒土的超細磨粉中應用普遍。
循環(huán)式：是采用攪拌磨和濕式分級機組成閉路，磨機排料給分級機分級后，已經(jīng)達到粒度要求的物料，做為最終產(chǎn)品收集起來(lái)。而粗粒物料返回磨機再磨，這樣可以防止物料的重復粉碎和過(guò)粉碎，提高磨礦效率，降低系統能耗。這種方式與連續式結合起來(lái)，即兩臺磨或三臺磨后分級再串聯(lián)，可以適應生產(chǎn)不同物料、不同產(chǎn)品而效率提高。
國產(chǎn)攪拌磨機在生產(chǎn)能力，磨礦細度、單位電耗、設備價(jià)格、配件供應等方面都比進(jìn)口磨機具優(yōu)勢，其缺點(diǎn)是材質(zhì)差，耐用性差、自動(dòng)化程度低。
結束語(yǔ)：
煤系高嶺土的加工工藝制定，必須依據礦石特征、性質(zhì)、市場(chǎng)所需的產(chǎn)品、規模、以及自身的投資能力等技術(shù)經(jīng)濟分析來(lái)確定。生產(chǎn)什么產(chǎn)品主要由市場(chǎng)來(lái)回答。另外，超細磨是關(guān)鍵環(huán)節，它決定產(chǎn)品的檔次和附加值，也決定煅燒工藝的科學(xué)性、合理性、可靠性。目前，國產(chǎn)超細磨機已基本滿(mǎn)足需要，不必一味追求進(jìn)口設備。
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