漳州高岭土磨剥试验研究

唐小刚，刘 新，邹 李，张 飞，汪亚辉

（中国高岭土有限公司，江苏 苏州 215151）

【试验研究】

漳州高岭土磨剥试验研究

唐小刚，刘 新，邹 李，张 飞，汪亚辉

（中国高岭土有限公司，江苏 苏州 215151）

以漳州高岭土为原料，采用BP1000剥片机进行超细磨剥试验研究。研究结果表明，当分散剂六偏磷酸钠添加量为干矿量的3‰，矿浆浓度为37%左右，剥片机转速为350r/min时，精矿-2μm含量可达到90%以上。

高岭土；剥片；分散剂

高岭土作为一种重要的非金属矿产资源，具有较优异的理化性能和工艺特性，被广泛应用于陶瓷、造纸、耐火、油漆、涂料、功能材料、石油催化等诸多领域[1-3]。福建漳州拥有丰富的高岭土资源，其高岭土主要是风化残积型，在风化作用下，高岭土矿物颗粒大，形成较多的叠片状结构[4]。而粒度作为评价高岭土理化性能的一个重要指标，影响其产品定位与应用行业[5]。因此，漳州高岭土超细磨剥的开发利用研究，对提高漳州高岭土附加值和扩展其市场应用等具有深远的意义。

1 试验部分

1.1 试验原料

试验以福建漳州高岭土为原料，其白度较低，为红棕色砂性土。原矿主要化学组成(%)为：SiO248.80；Fe2O30.88；Al2O336.99；SO30.16；-2μm含量为51.66%。分析可知，漳州高岭土样本化学指标较好，但粒度较粗，严重影响其适用范围。

1.2 仪器设备与试剂

BP-1000剥片机，江阴双叶机械有限公司；BT-1500离心沉降粒度分布仪，丹东市百特仪器有限公司；电热鼓风干燥箱，东台市跃进电器厂；六偏磷酸钠，重庆东川化工；硅酸锆微球，苏州化联。

1.3 剥片原理

剥片作为高岭土深加工工艺中的一道重要工序，是指利用高岭土属于硅酸盐层状晶体结构，通过剥片盘搅拌高速旋转的剥片机内的高岭石和剥片介质，使高岭石与剥片介质之间产生强烈的挤压、剪切、撞击、碾磨，在浆体中实现高岭石的剥片磨细[6]。

2 试验结果与讨论

试验主要对分散剂用量、矿浆浓度、剥片转速进行研究。采用两机串联式两段磨剥工艺，剥片机采用硅酸锆球作为研磨介质球，单机介质球级配为：Φ1.4～1.7mm、175kg，Φ1.5～2.0mm、350kg，Φ2.5～3.0mm、500kg，初始装球量共为1 025kg，介质填充率约为42.7%。

2.1 分散剂用量对磨剥细度的影响

在调整矿浆浓度40%，pH值为6.0，剥片转速400r/min的条件下，做了分散剂六偏磷酸钠用量试验，对比不同分散剂添加量对磨剥细度的影响，试验结果见图1所示。

从图1数据分析中可知，在其他条件相同的情况下，经两段磨剥，精矿细度随着分散药剂添加量的逐步增多而提高。当分散剂添加量达到矿浆干矿质量的3.0‰及以上时，精矿磨剥细度趋于平稳。其主要原因为：在分散剂不足的情况下，矿浆粘度大，流动性不好，不利于磨剥；而在分散剂充分的条件下，矿浆流动性好，有助于增加高岭土颗粒与磨球介质之间、高岭土颗粒相互间的摩擦、撞击等作用力，从而使磨剥细度得到提高。综合考虑其经济与质量因素，分散剂六偏磷酸钠添加量折合为矿浆干矿量的3.0‰左右较为适宜。

图1 分散剂用量对磨剥细度的影响

2.2 矿浆浓度对磨剥细度的影响

在分散剂六偏磷酸钠添加量确定为干矿量的3.0‰前提下，采用剥片机转速400r/min，分别对不同浓度矿浆进行磨剥试验，对比同等条件下不同矿浆浓度对磨剥细度的影响，测试分析结果如图2所示。

图2 矿浆浓度对磨剥细度的影响

从图2数据分析中可知，在其他条件相同的情况下，当矿浆浓度在37%左右时，经两段磨剥，磨剥精矿细度较好；当矿浆浓度为37.79%、36.53%时，-2μm含量分别达到了88.04%、88.49%，说明矿浆浓度对磨剥精矿细度产生直接影响。当矿浆浓度较高时，随着磨剥作用力的效果，高岭土颗粒变细，表面积逐步增大，粘度增加，矿浆流动性变差，不利于磨剥，特别是矿浆浓度高于40%之后，表现尤为明显。而当矿浆浓度较低时，磨剥时高岭土颗粒彼此间碰撞和摩擦几率降低，亦不利于磨剥。综合考虑磨剥效率和矿浆流动性等因素，矿浆浓度在37%左右磨剥效果最好，确定较适宜磨剥浓度为37%左右。

2.3 转速对磨剥细度的影响

将矿浆浓度调整到37%左右，调整矿浆pH值为6.0，分散剂六偏磷酸钠添加量为矿浆干矿量的3.0‰，为保证磨矿细度稳定，兼顾产能，在不同转速条件下磨剥，对产品细度、流量进一步试验研究，经两段磨剥，转速对产品细度与流量对应关系如图3所示。

图3 转速(流量)因素对磨剥细度的影响

从图3数据分析中可知，在其他条件相同的情况下，随着剥片机转速逐渐增加，剥片机流量逐渐增大，矿浆在剥片机内停留时间短，磨剥搅拌强度大、作用时间短，导致磨剥效果较差。同样，剥片机转速较低时，剥片机流量小，矿浆在剥片机内停留时间长，但剥片机搅拌强度低，剥片效果也不理想。当剥片机转速为350r/min时，精矿-2μm含量达到最高，为91.38%，其对应的流量为3.1m3/h。综合考虑矿浆处理量与精矿质量等因素，确定剥片机最佳的转速为350r/min。

3 结论

(1) 漳州高岭土磨剥较优的工艺条件为：分散剂六偏磷酸钠添加量为矿浆干矿量的3‰，矿浆浓度在37%左右，剥片机转速为350r/min。

(2) 漳州高岭土经两段磨剥，其-2μm含量由最初的51.66%达到了91.38%，满足大多数高岭土行业对粒度的要求，精矿产品附加值得到大幅提升。

[1]陈强.北海剥片高岭土在轻涂纸生产上的应用[J].中国非金属矿工业导刊，2005(2)：15-16.

[2]管俊芳，曹刚，曾伟能，等.广西砂质高岭土提纯试验研究[J].非金属矿，2013，36(2)：40-43.

[3]陈文瑞.漳州龙文高岭土的深加工开发技术研究[J].非金属矿，2009，32(1)：10-12.

[4]苏瑞其.浅谈闽南风化残积型高岭土矿的形成[J].西部探矿工程，2006(3)：119.

[5]乔炜，邹伟曦，陈强.剥片高岭土的开发与应用[J].非金属矿，2007，30(9)：19-20.

[6]管俊芳，俞燕强，魏婷婷，等.广西合浦高岭土的拨片研究[J].金属矿山，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