高岭土的深加工及开发应用——以合浦县高岭土行业为例

廖钦荣

合浦县工业和信息化局综合行政执法大队，广西北海 536100

1 合浦县高岭土基本情况

广西第三地质队在合浦县廉州镇、石康镇、常乐镇一带勘查高岭土矿，累积探明花岗岩风化壳型砂质高岭土资源储量近30 000万t，保有可采储量居全国首位，其中：十字路矿区北风塘矿段约6 500万t，庞屋矿段约2 500万t，清水矿区约15 000万t，常乐新屋面矿区5 900万t。以上均属特大型矿床，而且矿区的高岭资源保护完好，这在国内的特大型矿区中实属罕见，为高岭土产业的发展留下了广阔的空间。如果按每年开采500万t计算，可供开采60年。合浦高岭土属花岗岩风化壳型砂质高岭土，矿石中矿物成简单，淘洗率高，有害杂质低，高岭石粒度微细，晶形理想，品质优良，具有良好的选矿性能，原矿经选矿加工的生产高岭土系列产品，可广泛用于造纸、化工、油漆、涂料、橡胶、医药和陶瓷。

2 高岭土的深加工方法

2.1 微细加工

目前，进行微细加工的形式主要有机械式超细粉与气流式超细粉碎。

第一，机械式超细粉碎。此种精细加工方式主要是依靠机械设备的高速旋转粉碎体（例如，高速旋转的粉碎锤头、齿盘上的齿柱以及粉碎叶轮上的叶片等等）将其打碎处理。机械高速旋转时，高岭土会在离心力的作用下四处分散，高速旋转的粉碎体和会这些高岭土粗矿粒相碰撞，并将其击碎，或者让这些不同的粗矿粒之间相互碰撞、击碎。常见的机械式超细粉碎设备主要有以下几个类型：高速粉碎机、振动磨搅拌磨机、胶体磨机、挤压磨机以及悬辊式粉碎机等等；

第二，气流式超细粉碎。此种精细加工方式主要是依赖过热蒸汽或者压缩空气等高速气流是高岭土在气流的冲击作用之下相互碰撞、剪切以及摩擦等，最终实现高岭土的粉碎处理。由于此种加工方式具有非常高的超微粉碎效果，因而获得非常广泛地应用。一般情况下，利用气流式超细粉碎设备对高岭土进行加工，其产品粒度通常不会高于5μm；而且，如果经过事先的磨矿处理，再利用气流式超细粉碎设备对其进行加工的话，则其产品粒度通常会低于1μm。除了具有较小的产品粒度这个优点之外，经过气流式超细粉碎加工的高岭土产品形态完整、表面光滑，而且还具有很好的分散性、较高的纯度以及较大的活性。常见的气流式超细粉碎设备主要有以下几个类型：循环管式、沸腾床式以及扁平式等等。

2.2 精细提纯

第一，氧化还原漂白提纯法。高岭土矿物中有害的着色杂质较多。因为通过煅烧等方法能够简便去除有机质，因此煅烧法应用较多。氧化还原漂白法在粘土矿漂白提纯中占有重要的地位[1]；

第二，高温煅烧提纯法。高岭土尤其是煤系高岭土当中含有较多是有机质或者碳，因此会导致高岭土呈现为黑色；次生堆积变质型高岭土由于其发育特点，也会在显色有机物质的作用受到影响。化学氧化法虽然可以漂白，但是煅烧处理依然是直接有效、方便简单的处理方法，并且对高岭土没有任何污染。通过煅烧除了能够去除高岭土当中原本含有的有机物、提高其白度和纯度之外，还可以对高岭土性能起到改善的作用。

2.3 高岭土表面改性

粘土矿的改性是按工业应用的需要，选择适当处理方法，有目地的改善矿物的理化性能，以提高其使用价值或开拓新的应用领域[2]。粘土矿的改性主要有化学改性和热处理改性两种，其中热处理改性更为重要。

2.4 高岭土的纳米级深加工

纳米级深加工是高岭土深加工的发展方向。对于高岭土粉体制备来讲，通过有机物插层，再对其进行机械研磨，最后去除有机物，即可得到亚微米级至纳米级的高岭土粉体[3]。对于制备纳米高岭土复合材料来讲，通过有机高分子取代插入高岭土层间的有机小分子，而与高岭土形成复合物，此时复合物中的高岭土经过剥离作用可达到纳米级[4]。

3 高岭土的开发应用

高岭土具有非常广发的开发应用空间，就目前的情况来看，其开发应用的主要领域包括很多，具体见表1。

表1 高岭土的开发应用情况明细表[5]

4 结论

总体看来，高岭土具有非常广泛的应用范围，而各种深加工的技术也比较成熟稳定。面对合浦县高岭土加工技术含量少、产品档次低的问题，必须尽快告别粗加工产品时代，加大深加工产品的开发力度。

[1]A.C.Dillon，M.J.Heben. Hydrogen storage using carbon adsorbents: past，present and future[J].Applied Physics A Materials Science & Processing，2001，72(2)：105-106.

[2]邢楠，侯云芬，杜小满.偏高岭土对水泥及混凝土强度的影响.混凝土低碳技术与高性能混凝土——混凝土低碳技术国际学术研讨会暨第九届全国高性能混凝土学术研讨会论文选编，2010：201-202.

[3]G.Wu，S.Asai，M.Sumita，T.Hattori，R.Higuchi，J.Washiyama.Estimation of flocculation structure in filled polymer composites by dynamic rheological measurements[J].Colloid & Polymer Science，2000，278(3)：118-119.

[4]亓春英，刘星，周跃飞.高岭土的综合利用与发展前景[J].昆明理工大学学报(理工版)，2003(2)：205-206.