一种由全煤矸石制备超高白度煅烧高岭土的方法
【专利摘要】本发明公开了一种由全煤矸石制备超高白度煅烧高岭土的方法，其中所述超高白度是指白度>95，该方法包括将全部由煤矸石组成的原料在945-955℃之间的温度下煅烧6小时以上。本发明的方法制备的煅烧高岭土，白度可达95以上，且磨耗值和325目筛余量均低于用其它方法生产的煅烧高岭土，具有很高的应用价值。
【专利说明】一种由全煤矸石制备超高白度煅烧高岭土的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于煅烧高岭土的生产方法领域。
【背景技术】
[0002] 煅烧高岭土是一种广泛用于涂料、造纸、橡胶等领域的粉末状填料，其一般由天然 高岭土或天然高岭岩经破碎后再经过煅烧制得。现有的煅烧高岭土生产工艺中，一般使用 天然硬质高岭岩和煤矸石的混合物来作为原料。其中煤矸石属于沉积型煤系高岭土矿，它 主要存在于煤层的顶底板和煤层夹矸中，我国煤系高岭土分布广、储量大、品位高，开发利 用前景广阔。但煤矸石结构致密，硬度大，含碳量大，自然白度低（自然白度一般在17%以 下，甚至是完全黑色的），伴生的炭、有机质等挥发分很难脱出，而脱除不完全的炭质会严重 影响煅烧高岭土的白度。故在本发明诞生之前，工业界是不能完全以煤矸石作为原料来生 产高白度煅烧高岭土的，而是必须将煤矸石与天然白度在60左右的高岭岩混合进行煅烧， 才能满足下游客户的白度要求。目前，各煅烧高岭土厂家在生产时，为确保成品白度达标， 原料中的煤矸石的配比一般不超过20%，所得煅烧高岭土成品，白度一般在92-94之间，黄 度在2. 5-3. 1之间。目前，全部以煤矸石为原料生产煅烧高岭土，尚未见报道，且工业上尚 未实现。但人们显然希望能够实现全部以煤矸石作为原料，因为这样不仅可以给煤矿中堆 积如山的煤矸石找到应用出路，而且可以降低煅烧高岭土的原料成本。
[0003] 在涂料、造纸、橡胶等下游应用领域中，一般要求煅烧高岭土的白度不低于88,最 好不低于92,但仍然希望有更高白度的煅烧高岭土，以满足这些下游应用领域的高端需求。 但目前市场上的煅烧高岭土商品，其白度一般在92-94之间，很少有超过94的，几乎没有看 到有超过95的。因为当煅烧高岭土的白度在93以上时，每提高一个白度单位，都是极其困 难的。
[0004] 因此，工业界一直希望能够全部以煤矸石为原料，生产白度超过95的煅烧高岭土 产品，但困难重重，至今尚无人实现。
【发明内容】
[0005] 本发明则创造性地找到了全部以煤矸石为原料来生产白度超过95的煅烧高岭土 的生产方法。因此，本发明涉及一种由全煤矸石制备超高白度煅烧高岭土的方法，其中所述 超高白度是指白度>95,该方法包括将全部由煤矸石组成的原料在945-955°C之间的温度 下煅烧6小时以上。
[0006] 在优选的实施方案中，本发明使用隔焰式煅烧窑炉，因此所述煅烧是隔焰式煅烧， 所述隔焰式煅烧是指被煅烧物料不与火焰直接接触。
[0007] 在更优选的实施方案中，其中调节煅烧气氛使得所述煤矸石在其中的炭被氧化为 一氧化碳的条件下煅烧。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1是现有技术公开的煤矸石煅烧后的白度与煅烧温度的关系曲线。
[0009] 图2是现有技术公开的煤矸石煅烧后的白度与煅烧时间的关系曲线。
[0010] 图3是本发明的煤矸石煅烧后的白度与煅烧时间的关系曲线。
【具体实施方式】
[0011] 本发明主要采用超长式煅烧窑炉来实现。
[0012] 本发明中采用了 180. 2m的超长煅烧窑炉，且采用隔焰式煅烧方式。本发明中，可 以将煅烧时间由常规直焰窑的不足2小时或常规隔焰式回转窑的约1. 5小时，延长至6小 时以上，有利于结构中的炭和有机质的脱除，使产品黄度稳定在3. 0-3. 5时，白度高达95以 上。
[0013] 本发明中，所述超长煅烧窑炉有效长度180m，物料放在匣钵中并随窑车行进而逐 渐被煅烧，每个窑车长2. 5m，窑内共循环窑车数=180/2. 5 = 72个，每半小时顶进1车，那 么一个窑车从窑头入窑到窑尾出窑共需的时间=72车*0. 5h/车=36h (含预热带、烧成 带、冷却带）；煅烧带总长为32米，每个窑车在煅烧带停留时间为约为32m/2. 5m*0. 5h = 6. 4h(可根据物料白度灵活调整）。本发明中，还将超长煅烧窑炉内气氛控制为弱还原气 氛，这可通过调整窑炉进风量来实现，例如使物料在相对缺氧的条件下煅烧，以使得煤矸石 中的炭质主要转化成一氧化碳，该一氧化碳进一步将物料中显色的三价铁离子（Fe 3+)以弱 显色的二价（Fe2+)，以保证产品的色相；
[0014] Fe203+C0 - Fe2++C02 个
[0015] 取本发明方法制备的煅烧高岭土成品，分别测试其白度、黄度、磨耗值和325目筛 余，并将结果列于下表1中。为了对比起见，取同行业采用直焰窑煅烧的产品和采用隔焰窑 煅烧但煅烧时间为常规的1. 5小时的条件下获得煅烧高岭土，也分析其各项指标，结果也 列于表1中进行对比。
[0016] 表1 :不同煅烧装置产品性能对比
[0017]
【权利要求】
1. 一种由全煤矸石制备超高白度煅烧高岭土的方法，其中所述超高白度是指白度 >95,该方法包括将全部由煤矸石组成的原料在945-955?之间的温度下煅烧6小时以上。
2. 根据权利要求1的方法，其中所述煅烧是隔焰式煅烧，所述隔焰式煅烧是指被煅烧 物料不与火焰直接接触。
3. 根据权利要求1的方法，其中调节煅烧气氛使得所述煤矸石在其中的炭被氧化为一 氧化碳的条件下煅烧。
【文档编号】C01B33/40GK104150497SQ201410396022
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】安勇, 冯欲晓, 武占忠, 王超, 孙凯, 王钰生, 王蒙军, 闫海军, 陈林, 刘成俊, 张永栓, 马娜, 李济源, 高子敬, 李晓慧 申请人:乌海市天宇高岭土高新科技有限公司