專利名稱：一種高干燥抗折強(qiáng)度陶瓷用高嶺土生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用高嶺土原礦為原料加工制備一種新材料的方法，具體涉及一種高干燥抗折強(qiáng)度陶瓷用高嶺土生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
在陶瓷配方中，結(jié)合性良好的高嶺土可避免坯體變形和開(kāi)裂，而干燥抗折強(qiáng)度是高嶺土結(jié)合性的最主要的指標(biāo)。陶瓷用高嶺土生產(chǎn)主要原料是各種含有一定量的高嶺石的粘土礦物的含鋁硅酸鹽巖土，經(jīng)過(guò)破碎、選礦、漂白、壓濾、干燥等工藝，生產(chǎn)出具有成瓷性能的陶瓷配方原料，即陶瓷用高嶺土。我國(guó)陶瓷用高嶺土基本上用風(fēng)化型高嶺土為原料加工，存在的缺陷是干燥抗折強(qiáng)度低加工成325目精礦除鐵后一般干燥抗折強(qiáng)度只有 0. 8-1. 2MPa，剝片超細(xì)后的高嶺土在2. OMPa以下，加以改性后一般也只能達(dá)到2. 8MPa ；其原因一是未能找到一種適合生產(chǎn)高干燥抗折強(qiáng)度陶瓷用高嶺土的高嶺土原礦作原料；二是現(xiàn)有技術(shù)中的原料因含鋁量不高，且粘土礦物含量不高導(dǎo)致。干燥抗折強(qiáng)度低的高嶺土?xí)固沾沙膳餍阅茏儾?，成瓷?qiáng)度低，導(dǎo)致成品率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)高干燥抗折強(qiáng)度高嶺土的方法，生產(chǎn)出高干燥抗折強(qiáng)度高嶺土，產(chǎn)品用作陶瓷生產(chǎn)配方原料，提高陶瓷產(chǎn)品成品率，減少?gòu)U品，節(jié)約資源。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明一種高干燥抗折強(qiáng)度陶瓷用高嶺土生產(chǎn)方法采用通過(guò)電鏡掃描選擇具有脊椎狀形貌特征的高嶺土為原料，經(jīng)破碎分級(jí)、磁選和增強(qiáng)工序制成高干燥抗折強(qiáng)度陶瓷用高嶺土。所述增強(qiáng)工序是剝片超細(xì)加工工序。所述增強(qiáng)工序是先剝片超細(xì)加工后再改性。具體操作如下1、對(duì)有脊椎狀形貌的高嶺土制備成粗精礦通過(guò)電鏡掃描，選擇有脊椎狀形貌的高嶺土為原料，把進(jìn)場(chǎng)的高嶺土原礦進(jìn)行破碎、搗漿分散，按重量比控制濃度35% -55% ；除砂后，用水力旋流器分選提取彡45um粒級(jí)的325目高嶺土粗精礦，A1203含量為35.5%。2、粗精礦產(chǎn)品磁選加工 高嶺土粗精礦加工產(chǎn)品中混入較多的含鐵礦物是脊性礦的物狗203，燒成后含鐵礦物變黑，白度低。在濃度控制在10% -20%的條件下加入六偏磷酸鈉和水玻璃復(fù)合助劑 1%。，攪拌均勻后礦漿進(jìn)入高梯度磁選機(jī)的磁選，以去除含鐵礦物，得到比325目高嶺土粗精礦更純的325目磁選高嶺土產(chǎn)品。 粗精礦產(chǎn)品磁選加工后，325目高嶺土粗精礦的A1203含量從35. 5%提高到 36.6% ；Fe203含量從磁選前5 %左右下降到0. 8%以下，1280°C燒成白度從50%提高到 88%,干燥抗折強(qiáng)度從0. 9MPa提高到2. 5MPa。
3,325目磁選高嶺土產(chǎn)品超細(xì)剝片加工325目磁選高嶺土產(chǎn)品的細(xì)粒級(jí)含量較少，其礦漿進(jìn)入剝片機(jī)后，高嶺土粒子受到高速旋轉(zhuǎn)的硅酸鋯球介質(zhì)剪切和摩擦，導(dǎo)致高嶺土顆粒破碎和部分層間結(jié)構(gòu)解離，得到剝片高嶺土，使_2um粒級(jí)含量從30 %增加到50 %以上，干燥抗折強(qiáng)度從2. 5MPa提高到 3. 8MPa。4、剝片超細(xì)高嶺土產(chǎn)品改性往剝片超細(xì)高嶺土產(chǎn)品漿中均勻加入羧甲基纖維素、桃膠和阿拉伯樹(shù)膠的復(fù)合 STA改性劑溶液，加入量控制在重量比1. 5%。，再攪拌均勻后用壓濾機(jī)脫水后，高嶺土顆粒之間通過(guò)復(fù)合STA改性劑強(qiáng)化粘結(jié)和鏈接，得到高干燥抗折強(qiáng)度陶瓷用高嶺土，干燥抗折強(qiáng)度達(dá)到5. 3MPa以上。實(shí)踐證明，高嶺土干燥抗折強(qiáng)度受到高嶺土礦物不同的形貌類型和細(xì)度的影響， 一方面，具有棒狀或不規(guī)則形貌要比規(guī)則的片狀或疊層片狀具有更好的結(jié)合性，其干燥抗折強(qiáng)度更高，而本發(fā)明采用的脊椎狀形貌屬于棒狀形貌一種特例；另一方面，粒級(jí)更細(xì)的高嶺土比粗粒級(jí)具有更好的結(jié)合性和更高干燥抗折強(qiáng)度更高。這是因?yàn)橐环矫嫫瑺钊菀桩a(chǎn)生物料粒子相對(duì)“移動(dòng)”而折斷，而物料粒子聚集于棒狀周圍構(gòu)成較強(qiáng)的結(jié)合性，產(chǎn)生抗折作用；另一方面粒度細(xì)的物料粒子具有較大的表面能，更容易結(jié)合成型。本發(fā)明能夠從眾多種高嶺土礦物形貌中選擇出具有一定含量的脊椎狀形貌的高嶺土，經(jīng)過(guò)水力選礦、磁選、剝片和改性后，高嶺土的A1203、白度提高到符合QB/ T14563-2008《高嶺土及其試驗(yàn)方法》TC-I的指標(biāo)，F(xiàn)e203符合TC-2指標(biāo)，而干燥抗折強(qiáng)度， 從磁選后就達(dá)到2. 5MPa,比其他形貌高嶺土高了一半以上，再加上剝片、改性抗折抗折強(qiáng)度進(jìn)一步提高到3. SMPa和5. 3MPa，可以滿足不同強(qiáng)度需要的陶瓷坯料配方要求；工藝簡(jiǎn)單、 操作方便，能夠適合對(duì)抗折強(qiáng)度不同要求業(yè)主建設(shè)生產(chǎn)線，工藝作業(yè)有靈活的選擇性，并且容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
四

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中國(guó)內(nèi)最大的建筑陶瓷用高嶺土原料礦(廣西合浦)電鏡掃描圖。圖2是本發(fā)明一種高干燥抗折強(qiáng)度陶瓷用高嶺土生產(chǎn)方法原料礦電鏡掃描圖。
五具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1所示現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)陶瓷的普通高嶺土原料礦電鏡掃描圖可以看出其粘土礦物呈不規(guī)則片狀較多，規(guī)則片狀較少，磁選后325目精礦產(chǎn)品干燥抗折強(qiáng)度一般達(dá)到 1. 2MPa。通過(guò)電鏡掃描，選擇了一種具有脊椎狀形貌的高嶺土原礦為原料，如圖2所示，本發(fā)明一種高干燥抗折強(qiáng)度陶瓷用高嶺土生產(chǎn)方法的原礦從電鏡掃描可以看出其粘土礦物為不規(guī)則片層狀集合體，集合體大小為2 μ左右，在視域中觀察到“脊椎狀”高嶺土，與常見(jiàn)的片層狀高嶺土集合體不同，磁選后325目精礦產(chǎn)品干燥抗折強(qiáng)度一般達(dá)到2. 5MPa。該原礦的成分構(gòu)成是:A1203 == 20. 3%,Fe203 = 5. 15%, Si02 = 66. 55%，K、Na、Ca、Mg 氧化物=5%，其他3%，自然白度45% ；把進(jìn)場(chǎng)的上述高嶺土原礦通過(guò)分級(jí)、磁選和改性制備高干燥抗折強(qiáng)度陶瓷用高嶺土 ；具體操作如下1、高嶺土粗加工將含有脊椎狀形貌的高嶺土原礦給入立式搗漿機(jī)，搗漿45分鐘后通過(guò)螺旋分級(jí)機(jī)分離粗細(xì)砂，獲得100目粒級(jí)的高嶺土礦漿，在通過(guò)# 150水力旋流器除砂，得到325目高嶺土粗精礦。2、高嶺土粗精礦磁選除鐵將高嶺土粗精礦濃縮至重量比20%，按重量比1 1配置六偏磷酸鈉和水玻璃復(fù)合助磨劑，按重量比1%。加入復(fù)合助磨劑后用攪拌機(jī)均化，均勻給入電磁高梯度磁選機(jī)，分別經(jīng)過(guò)0. 8T、1. 3Τ兩道磁選，除去磁性鐵及含鐵云母等脊性非粘土礦物，得到純度更高、燒成白度更好的高嶺土磁選精礦。3、高嶺土磁選精礦剝片高嶺土磁選精礦漿在100立方米集漿池沉降濃縮兩天后，濃度達(dá)到以上，以 0. 8噸/小時(shí)的給漿量泵入ΒΡ-500剝片機(jī)進(jìn)行超細(xì)加工，得到剝片超細(xì)剝片高嶺土。4、改性處理將剝片加工后的超細(xì)高嶺土放入裝有平槳攪拌機(jī)的100立方米集漿池，按重量比羧甲基纖維素桃膠阿拉伯樹(shù)膠=1 1 1配制復(fù)合STA改性劑，再配成濃度為20% 復(fù)合STA改性劑溶液，按1. 5%。重量比加入配制好復(fù)合STA改性劑溶液，開(kāi)啟平槳攪拌機(jī)攪拌30分鐘改性，將改性后的高嶺土礦漿送入壓濾機(jī)脫水制成泥餅，放置3天陳腐后，包裝出
佳口。5、產(chǎn)品檢測(cè)原礦電鏡掃描由廈門大學(xué)材料系檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)依據(jù)GB/T14563_20(^《高嶺土及其試驗(yàn)方法》檢測(cè)按上述方法制得的產(chǎn)品，產(chǎn)品主要性能指標(biāo)是自然白度彡83%、U80°C燒成白度彡88%、Fe203 ^O. 75%, A1203 ^ 36%;采用無(wú)錫建議儀器機(jī)械有限公司出廠的DKZ-5000型電動(dòng)抗折試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)該改性產(chǎn)品干燥抗折強(qiáng)度為5. 75MPa。采用本發(fā)明技術(shù)，篩選出含有脊椎狀高嶺土原礦，經(jīng)過(guò)除鐵工藝能夠除去高嶺土中含鐵脊性非粘土礦物，最后生產(chǎn)出的改性產(chǎn)品干燥抗折強(qiáng)度達(dá)到3. 8MPa，是國(guó)內(nèi)一般陶瓷用高嶺土的三倍。本發(fā)明提供了一套易于產(chǎn)業(yè)化的工藝方法，也提供了制備2. 5MPa、 3. SMPa和5. 3MPa三種等級(jí)干燥抗折強(qiáng)度產(chǎn)品方法，用于陶瓷配方原料能夠明顯提高坯體強(qiáng)度，有利于生產(chǎn)大型地磚和衛(wèi)生潔具陶瓷，有利于減少陶瓷廢品率，提高陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求
1.一種高干燥抗折強(qiáng)度陶瓷用高嶺土生產(chǎn)方法，采用高嶺土原礦為原料，經(jīng)破碎分級(jí)、 磁選和增強(qiáng)工序制成高干燥抗折強(qiáng)度陶瓷用高嶺土，其特征是所述高嶺土原礦是通過(guò)電鏡掃描選擇出具有脊椎狀形貌特征的原礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高干燥抗折強(qiáng)度陶瓷用高嶺土生產(chǎn)方法，其特征是所述增強(qiáng)工序是剝片超細(xì)加工工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高干燥抗折強(qiáng)度陶瓷用高嶺土生產(chǎn)方法，其特征是所述增強(qiáng)工序是先剝片超細(xì)加工后再用改性劑改性。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種生產(chǎn)高干燥抗折強(qiáng)度高嶺土的方法，它通過(guò)電鏡掃描從眾多種高嶺土礦物形貌中選擇出具有一定含量的脊椎狀形貌的高嶺土，經(jīng)過(guò)水力選礦、磁選、剝片和改性后，高嶺土的Al2O3、白度提高到符合QB/T14563-2008《高嶺土及其試驗(yàn)方法》TC-1的指標(biāo)，F(xiàn)e2O3符合TC-2指標(biāo)，干燥抗折強(qiáng)度經(jīng)磁選后就達(dá)到2.5MPa，再經(jīng)剝片、改性后抗折強(qiáng)度進(jìn)一步提高到3.8MPa和5.3MPa，可滿足不同強(qiáng)度需求，用于陶瓷配方原料能夠明顯提高坯體強(qiáng)度，有利于生產(chǎn)大型地磚和衛(wèi)生潔具陶瓷，有利于減少陶瓷廢品率，提高陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)C01B33/20GK102275941SQ20111012823
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者陳文瑞, 陳津晶 申請(qǐng)人:陳文瑞