高岭土精细加工技术

重选主要用在砂质和软质高岭土的选矿提纯中，其工艺过程为将高岭土、水和分散剂加入到捣浆机中混成一定浓度的矿浆，通过捣浆机中高速旋转的叶轮使高岭土与石英、长石等其他矿物、有机质分离，捣浆后的矿浆再经过螺旋分级机、水力旋流器组等离心分级设备除去高岭土中细砂，进一步提纯。提纯后的产物达到使用要求后可作为高岭土产品，也可通过进一步的除铁增白提高高岭土的质量。

2、磁选

存在于高岭土中的磁性矿物主要包含：（1）细粒的含铁钛的氧化物，如磁铁矿、钛铁矿等；（2）晶格中含铁或铁以晶格取代的形式进入到弱磁性矿物中，如黑云母等。

弱磁性矿物的分选主要有两种方法：高梯度磁选和磁化焙烧，工业上常用的是高梯度磁选。高梯度磁选与常规磁选不同的是其能产生高达107高斯/cm数量级的磁场强度，从而能高效捕捉存在于高岭土中的细粒弱磁性矿物颗粒。

随着高岭土的需求的不断增加和开采，优质高岭土资源越来越少，大部分都是低品位且较难开发利用的高岭土，矿石中杂质含量高且嵌布微细，高梯度磁选也无法做到有效的除铁，因此，未来通过增加磁场强度做到在工业生产中应用超导磁选是高梯度磁选技术发展的趋势。

3、浮选

高岭土的浮选主要是加入浮选药剂使高岭土中细粒的铁钛杂质矿物进入泡沫而被刮出，达到除铁增白的目的。由于硫化铁矿物的天然可浮性较好，其浮选分离可以通过加入硫化矿物浮选捕收剂进行泡沫浮选而实现。

国外某黏土开发公司采用无载体浮选技术对高岭土进行浮选除铁，在浮选过程中通过加入Ca2+对浮选过程进行活化，并同时对高岭土矿浆进行高强度擦洗以除去其表面污染物，取得了良好的浮选效果。

4、选择性絮凝

选择性絮凝是根据矿物之间性质的差异，通过添加絮凝剂将矿浆的一些细粒级颗粒选择性的聚集起来，形成粒径较大的絮团。高岭土的选择性絮凝除铁的原理主要是通过加入高岭土的絮凝剂将微细粒高岭土絮凝沉降，而高岭土中的铁钛杂质矿物则留在上层的悬浮液中，再辅以磁选或浮选将铁钛杂质矿物除去，达到除铁增白的目的。

5、化学增白

化学法增白主要是通过加入药剂与高岭土中的杂质成分反应，再通过水洗除去。常用的方法包括酸溶法、氧化漂白、还原漂白和氧化-还原漂白等。

酸溶法的原理是通过在高岭土中加入酸与其中不可溶的杂质反应，再用水洗除去，常用的酸主要为盐酸、硫酸、草酸。

还原漂白的原理就是在pH为2~5的酸性环境下加入还原剂将高岭土中不可溶的Fe3+转变为可溶的Fe2+，再经过水洗将可溶的Fe2+除去，常用的还原剂为连二亚硫酸钠（保险粉）、硫代硫酸钠等。

氧化漂白的原理与还原漂白类似，主要是通过在高岭土中加入强氧化剂（如过氧化氢、高锰酸钾、氯气等）氧化不溶于酸的杂质（如FeS2和有机质等），然后用水冲洗除去。

很多时候矿石同时含有不溶的三价铁和二价铁，单一的还原漂白或氧化漂白都无法有效的除铁，此时可采用氧化-还原联合漂白的方法除铁。其原理主要是先加入氧化剂把不溶的FeS2氧化为Fe3+，再加入还原剂将Fe3+转变为可通过水洗除去的Fe2+。相比单一的还原漂白或氧化漂白，该方法除铁效果明显提高，但其工艺流程较为复杂。

6、煅烧增白

氯化焙烧是一种目前常用的高岭土增白工艺，其主要原理是在还原环境下，在高岭土煅烧过程中添加固体氯化剂或氯气使之与其中的铁钛杂质反应生成氯化物而排出，从而提高白度。煤系高岭土原矿中本身含有一定量的炭质，有利于氯化反应的进行，加之煤系高岭土锻烧脱炭是必须的加工过程之一，将脱炭与氯化除铁、钛结合起来。因此氯化焙烧法广泛应用于煤系高岭土的提纯。

7、超细粉碎

高岭土的粒度是衡量其产品质量的关键，造纸、涂料、橡塑领域中对高岭土的粒度有一定的要求，因此需要对高岭土进行超细粉碎。

由于高岭土具有片层状结构，因此高岭土的超细粉碎又称为剥片。主要是通过物理或化学作用将叠片状的高岭土磨剥成单层的片状，在不破坏其晶格结构的情况下使其粒径减小，常用的设备为搅拌磨和球磨机等。

纳米高岭土具有许多纳米颗粒所特有的性质，如表面效应，宏观量子隧道效应等，使之在各个领域应用广泛，并且能大大提高材料的物理化学性能。随着科学技术的发展，高岭土的纳米化也将成为高岭土深加工的主要研究方向。

8、表面改性

高岭土表面改性是采用物理或化学的手段对处理高岭土的表面，使高岭土的白度、亮度、化学活性等物理化学性能发生改变。高岭土表面改性方法主要包括偶联剂处理、吸附、表面包覆等，其中应用最广泛的是偶联剂改性。偶联剂改性的原理主要是通过偶联剂与高岭土表面的活性基团相互作用，从而使其表面物理化学性质发生变化。