唐小剛，劉 新，鄒 李，張 飛，汪亞輝

（中國(guó)高嶺土有限公司，江蘇 蘇州 215151）

【試驗(yàn)研究】

漳州高嶺土磨剝?cè)囼?yàn)研究

唐小剛，劉 新，鄒 李，張 飛，汪亞輝

（中國(guó)高嶺土有限公司，江蘇 蘇州 215151）

以漳州高嶺土為原料，采用BP1000剝片機(jī)進(jìn)行超細(xì)磨剝?cè)囼?yàn)研究。研究結(jié)果表明，當(dāng)分散劑六偏磷酸鈉添加量為干礦量的3‰，礦漿濃度為37%左右，剝片機(jī)轉(zhuǎn)速為350r/min時(shí)，精礦-2μm含量可達(dá)到90%以上。

高嶺土；剝片；分散劑

高嶺土作為一種重要的非金屬礦產(chǎn)資源，具有較優(yōu)異的理化性能和工藝特性，被廣泛應(yīng)用于陶瓷、造紙、耐火、油漆、涂料、功能材料、石油催化等諸多領(lǐng)域[1-3]。福建漳州擁有豐富的高嶺土資源，其高嶺土主要是風(fēng)化殘積型，在風(fēng)化作用下，高嶺土礦物顆粒大，形成較多的疊片狀結(jié)構(gòu)[4]。而粒度作為評(píng)價(jià)高嶺土理化性能的一個(gè)重要指標(biāo)，影響其產(chǎn)品定位與應(yīng)用行業(yè)[5]。因此，漳州高嶺土超細(xì)磨剝的開發(fā)利用研究，對(duì)提高漳州高嶺土附加值和擴(kuò)展其市場(chǎng)應(yīng)用等具有深遠(yuǎn)的意義。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)原料

試驗(yàn)以福建漳州高嶺土為原料，其白度較低，為紅棕色砂性土。原礦主要化學(xué)組成(%)為：SiO248.80；Fe2O30.88；Al2O336.99；SO30.16；-2μm含量為51.66%。分析可知，漳州高嶺土樣本化學(xué)指標(biāo)較好，但粒度較粗，嚴(yán)重影響其適用范圍。

1.2 儀器設(shè)備與試劑

BP-1000剝片機(jī)，江陰雙葉機(jī)械有限公司；BT-1500離心沉降粒度分布儀，丹東市百特儀器有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱，東臺(tái)市躍進(jìn)電器廠；六偏磷酸鈉，重慶東川化工；硅酸鋯微球，蘇州化聯(lián)。

1.3 剝片原理

剝片作為高嶺土深加工工藝中的一道重要工序，是指利用高嶺土屬于硅酸鹽層狀晶體結(jié)構(gòu)，通過剝片盤攪拌高速旋轉(zhuǎn)的剝片機(jī)內(nèi)的高嶺石和剝片介質(zhì)，使高嶺石與剝片介質(zhì)之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的擠壓、剪切、撞擊、碾磨，在漿體中實(shí)現(xiàn)高嶺石的剝片磨細(xì)[6]。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

試驗(yàn)主要對(duì)分散劑用量、礦漿濃度、剝片轉(zhuǎn)速進(jìn)行研究。采用兩機(jī)串聯(lián)式兩段磨剝工藝，剝片機(jī)采用硅酸鋯球作為研磨介質(zhì)球，單機(jī)介質(zhì)球級(jí)配為：Φ1.4～1.7mm、175kg，Φ1.5～2.0mm、350kg，Φ2.5～3.0mm、500kg，初始裝球量共為1 025kg，介質(zhì)填充率約為42.7%。

2.1 分散劑用量對(duì)磨剝細(xì)度的影響

在調(diào)整礦漿濃度40%，pH值為6.0，剝片轉(zhuǎn)速400r/min的條件下，做了分散劑六偏磷酸鈉用量試驗(yàn)，對(duì)比不同分散劑添加量對(duì)磨剝細(xì)度的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖1所示。

從圖1數(shù)據(jù)分析中可知，在其他條件相同的情況下，經(jīng)兩段磨剝，精礦細(xì)度隨著分散藥劑添加量的逐步增多而提高。當(dāng)分散劑添加量達(dá)到礦漿干礦質(zhì)量的3.0‰及以上時(shí)，精礦磨剝細(xì)度趨于平穩(wěn)。其主要原因?yàn)椋涸诜稚┎蛔愕那闆r下，礦漿粘度大，流動(dòng)性不好，不利于磨剝；而在分散劑充分的條件下，礦漿流動(dòng)性好，有助于增加高嶺土顆粒與磨球介質(zhì)之間、高嶺土顆粒相互間的摩擦、撞擊等作用力，從而使磨剝細(xì)度得到提高。綜合考慮其經(jīng)濟(jì)與質(zhì)量因素，分散劑六偏磷酸鈉添加量折合為礦漿干礦量的3.0‰左右較為適宜。

圖1 分散劑用量對(duì)磨剝細(xì)度的影響

2.2 礦漿濃度對(duì)磨剝細(xì)度的影響

在分散劑六偏磷酸鈉添加量確定為干礦量的3.0‰前提下，采用剝片機(jī)轉(zhuǎn)速400r/min，分別對(duì)不同濃度礦漿進(jìn)行磨剝?cè)囼?yàn)，對(duì)比同等條件下不同礦漿濃度對(duì)磨剝細(xì)度的影響，測(cè)試分析結(jié)果如圖2所示。

圖2 礦漿濃度對(duì)磨剝細(xì)度的影響

從圖2數(shù)據(jù)分析中可知，在其他條件相同的情況下，當(dāng)?shù)V漿濃度在37%左右時(shí)，經(jīng)兩段磨剝，磨剝精礦細(xì)度較好；當(dāng)?shù)V漿濃度為37.79%、36.53%時(shí)，-2μm含量分別達(dá)到了88.04%、88.49%，說明礦漿濃度對(duì)磨剝精礦細(xì)度產(chǎn)生直接影響。當(dāng)?shù)V漿濃度較高時(shí)，隨著磨剝作用力的效果，高嶺土顆粒變細(xì)，表面積逐步增大，粘度增加，礦漿流動(dòng)性變差，不利于磨剝，特別是礦漿濃度高于40%之后，表現(xiàn)尤為明顯。而當(dāng)?shù)V漿濃度較低時(shí)，磨剝時(shí)高嶺土顆粒彼此間碰撞和摩擦幾率降低，亦不利于磨剝。綜合考慮磨剝效率和礦漿流動(dòng)性等因素，礦漿濃度在37%左右磨剝效果最好，確定較適宜磨剝濃度為37%左右。

2.3 轉(zhuǎn)速對(duì)磨剝細(xì)度的影響

將礦漿濃度調(diào)整到37%左右，調(diào)整礦漿pH值為6.0，分散劑六偏磷酸鈉添加量為礦漿干礦量的3.0‰，為保證磨礦細(xì)度穩(wěn)定，兼顧產(chǎn)能，在不同轉(zhuǎn)速條件下磨剝，對(duì)產(chǎn)品細(xì)度、流量進(jìn)一步試驗(yàn)研究，經(jīng)兩段磨剝，轉(zhuǎn)速對(duì)產(chǎn)品細(xì)度與流量對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3所示。

圖3 轉(zhuǎn)速(流量)因素對(duì)磨剝細(xì)度的影響

從圖3數(shù)據(jù)分析中可知，在其他條件相同的情況下，隨著剝片機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸增加，剝片機(jī)流量逐漸增大，礦漿在剝片機(jī)內(nèi)停留時(shí)間短，磨剝攪拌強(qiáng)度大、作用時(shí)間短，導(dǎo)致磨剝效果較差。同樣，剝片機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，剝片機(jī)流量小，礦漿在剝片機(jī)內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，但剝片機(jī)攪拌強(qiáng)度低，剝片效果也不理想。當(dāng)剝片機(jī)轉(zhuǎn)速為350r/min時(shí)，精礦-2μm含量達(dá)到最高，為91.38%，其對(duì)應(yīng)的流量為3.1m3/h。綜合考慮礦漿處理量與精礦質(zhì)量等因素，確定剝片機(jī)最佳的轉(zhuǎn)速為350r/min。

3 結(jié)論

(1) 漳州高嶺土磨剝較優(yōu)的工藝條件為：分散劑六偏磷酸鈉添加量為礦漿干礦量的3‰，礦漿濃度在37%左右，剝片機(jī)轉(zhuǎn)速為350r/min。

(2) 漳州高嶺土經(jīng)兩段磨剝，其-2μm含量由最初的51.66%達(dá)到了91.38%，滿足大多數(shù)高嶺土行業(yè)對(duì)粒度的要求，精礦產(chǎn)品附加值得到大幅提升。

[1]陳強(qiáng).北海剝片高嶺土在輕涂紙生產(chǎn)上的應(yīng)用[J].中國(guó)非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2005(2)：15-16.

[2]管俊芳，曹剛，曾偉能，等.廣西砂質(zhì)高嶺土提純?cè)囼?yàn)研究[J].非金屬礦，2013，36(2)：40-43.

[3]陳文瑞.漳州龍文高嶺土的深加工開發(fā)技術(shù)研究[J].非金屬礦，2009，32(1)：10-12.

[4]蘇瑞其.淺談閩南風(fēng)化殘積型高嶺土礦的形成[J].西部探礦工程，2006(3)：119.

[5]喬煒，鄒偉曦，陳強(qiáng).剝片高嶺土的開發(fā)與應(yīng)用[J].非金屬礦，2007，30(9)：19-20.

[6]管俊芳，俞燕強(qiáng)，魏婷婷，等.廣西合浦高嶺土的撥片研究[J].金屬礦山，2011(3)：100-101.

Research on Delamination Grinding of Zhangzhou Kaolin

TANG Xiao-gang, LIU Xin, ZOU Li, ZHANG Fei, WANG Ya-hui
(China Kaolin Clay Co., Ltd., Suzhou 215151, China)

Taking the Kaolin mine in Zhangzhou as raw materials, BP1000 stripping machine is used to carry out the test of superfine grinding. Research results show that when the dispersion agent six partial sodium phosphate dosage is 3‰ of the amount of ore, slurry concentration is about 37%, stripping machine speed is 350r/min, -2μm content in concentrate can reach more than 90%.

kaolin; grinding; dispersant

TD873.2

A

1007-9386(2016)04-0011-02

2016-05-20