专利名称：高岭石的化学剥片方法
技术领域：
本发明涉及天然石的处理，尤其涉及一种高岭石的化学剥片方法。
高岭石是一种多用途的工业矿物，它在造纸工业、陶瓷工业、橡胶工业以及许多其它产品加工中得到广泛的应用。高岭石是一种1∶1型层状硅酸盐矿物。矿石中片状的高岭石常常层层堆垛形成蠕虫状、书页状或镶嵌状结构，从而使得本来单个晶体为＜2μm的粒级变得大的短柱状颗粒。剥离或分离这些层状堆垛高岭石片，将获得大径厚比的片状高岭石。使用这类大径厚比的高岭石，将会增强其造纸性能、提高陶瓷原料的挤压成形性质和成型干燥强度，从而使高岭石的价值倍增。
传统上往往采用机械剥片和研磨方法如湿法或干法旋转磨(滚动磨、回转磨)、搅拌磨、振动磨和气流磨。这些方法的致命弱点在于虽然可以部分分离或剥离短状柱高岭石集合体，但过度的研磨会破坏高岭石的结晶构造，导致其产品性能不佳。
我们发现用高岭石首先形成夹层化合物，使其自然剥离，获得良好的高岭石片，它具有较大的径厚比，高岭石结晶结构不变，物理化学性质稳定，适合于生产良好片状的高岭石，用于造纸或高档陶瓷、涂料和催化剂，更适合于经表面改性后用于橡胶、塑料的填料。
本发明的目的是提供一种不破坏高岭石的结晶构造，保持良好的高岭石物理化学性能的高岭石的化学剥片方法。
为了达到上述目的，本发明采取下列措施，其具体方法步骤如下1)原料粗碎至小于200目，加原料重量的8～15％的醋酸钾混合干磨10～15分钟后，加少量水湿润并高速搅拌，静置2～5小时，生成醋酸钾夹层化合物；2)加入水冲淋，使已形成的高岭石醋酸钾夹层化合物被水取代，形成高岭石的水合夹层化合物；3)在加热炉中加热至150～170℃持续20～30分钟，使夹层水汽化，高岭石沿层间裂开；4)最后喷雾干燥或真空微波干燥，制成剥片后的高岭石超细粉末；本发明的优点是剥片破碎高岭石时不破坏高岭石的结晶构造，保持良好的高岭石物理化学性能；尤其适用于难以用机械加工获得超细粉体的硬质高岭石的加工处理。
下面结合实施例对本发明作详细说明。
实施例浙江某地晚侏罗世酸性火山岩蚀变成因的硬质高岭岩，电镜下，其晶体粒径达5微米左右，呈镶嵌状。雷蒙磨数小时仅能加工成200～300目的粉体。样品破碎、初磨后，得到200目左右的粉体。加入15％的醋酸钾和少量水后，一起研磨10分钟，放置6小时后，用过量水洗清除去醋酸钾，形成了高岭水合夹层化合物。经XRD分析，以上醋酸钾夹层作用后，可以将高岭石(001)层间距从7.15膨胀到14.1，表明水合夹层化合物已形成。
对已形成的高岭石水合夹层化合物，在烘箱中加热到170℃并持续20分钟，冷却到室温后，再测定其XRD谱线，发现原来水合夹层化合物的14.1衍射峰已经消失，回到了原来的7.15，且衍射强度大幅度增加。表明已恢复到原来的高岭石状态。水合夹层化合物中的水层，在170℃高温下汽化而排出，使高岭石层间键力大减弱而自然剥片。
经上述处理，高岭石已达到剥片的效果。样品的粒度分布见表1。各粒级的含量均具有较大幅度的提高，其中-2μm的含量由原来的35％增加到87％，-1μm的含量则由原来的25％提高到72％；-0.5μm的粒级由原来的16％提高到40％。经过夹层作用后，高岭石的粒度分布，已完全达到高档优质高岭土的要求。表1夹层前后，浙江某地高岭土的粒度分布
权利要求
一种高岭石的化学剥片方法，其特征在于它的步骤如下1)高岭石原料粗碎至小于200目，加原料重量的8～15％的醋酸钾，混合干磨10～15分钟后，加少量水湿润并高速搅拌，静置2～5小时，生成醋酸钾夹层化合物；2)加入水冲淋，使已形成的高岭石醋酸钾夹层化合物被水取代，形成高岭石的水合夹层化合物；3)在加热炉中加热至150～170℃持续20～30分钟，使夹层水汽化，高岭石沿层间裂开；4)最后喷雾干燥或真空微波干燥，制成剥片后的高岭石超细粉体。
全文摘要
本发明公开了一种高岭石的化学剥片方法。它的步骤如下:1)粒度－200目的原料及原料重量的8～15%的醋酸钾混合干磨,生成醋酸钾夹层化合物;2)加入水冲淋,形成高岭石的水合夹层化合物;3)加热至150～170℃持续20～30分钟,夹层水汽化使高岭石片剥离;4)干燥,得超细粉末。本发明的优点是剥片破碎高岭石时不破坏高岭石的结晶构造,保持良好的高岭石物理化学性能;尤其适用于难以用机械加工获得超细粉体的硬质高岭石的加工处理。
文档编号C04B33/04GK1374271SQ0111143
公开日2002年10月16日 申请日期2001年3月8日 优先权日2001年3月8日
发明者沈忠悦, 叶瑛 申请人:浙江大学