利用高岭土生产无机化工产品
赵锡武1，何玉莲1，邢德娜2
1.中国石油大庆石化公司研究院，黑龙江大庆 163714；
2.大庆黑乌公司，黑龙江大庆 163714
摘 要：本文介绍了以高岭土为原料生产铝盐和白炭黑等无机产品的技术及产品用途，为高岭土资源的综合利用提供了技术参考。
关键词：高岭土；铝盐；白炭黑；生产
无机盐工业是以天然矿物质为主要原料来源的基础化学工业，其产品用途广、需求量大。广泛应用于国民经济的各个部门，如洗衣粉中85%成份是由无机盐产品组成；彩电生产需要近80种专用电子级无机盐产品，及工程塑料填充剂，烟花爆竹起爆剂，日化产品摩擦剂、杀菌、防龋剂；食品饮料添加剂；橡胶补强剂等等，其成份中都含有无机盐。特别是近年来精细、专用产品的发展给无机盐行业带来了新的生机，使无机盐不再仅仅是原料行业，也成为材料行业，可以说，越是工业发达国家，对无机盐原材料的依赖性也越高。目前我国无机盐产品生产可根据用户需要，除生产普通工业级产品外，还可生产电子级、食品级、饲料级和高纯级产品。
世界上现有无机盐产品13000多种，总生产量超过50Mt/a，其中中国约为1000种，总生产能力超过30Mt/a，总产量超过20Mt/a，生产能力和产量上占世界第二位。每年有200余种6Mt产品出口到世界100多个国家，出口创汇额占化工产品总创汇额的20%左右，在化工行业居第2位，2001年我国无机盐产品出口量占世界贸易量的18.4%。我国是一个无机产品的使用、生产和出口大户，如何利用现有资源，开发新资源，加快我国无机盐产品的开发和应用，成为当前无机盐工业的一项新课题。
图1 高岭土产品树
我国有着丰富的高岭土资源，遍布二十几个省市自治区。高岭土的基本分子组成为：Al2O3·2SiO2·2H2O，属单斜晶系。其成份含量因产地不同而异，一般含量(质量分数)为：Al2O3，18%～45%；SiO2，35%～70%；通常还含有少量的Fe2O3、MgO、CO2等。过去高岭土被广泛用于生产陶瓷、分子筛和催化剂等硅酸盐产品。随着技术的发展，从高岭土又可开发出许多化工产品(见上图1)，如利用高岭土生产硫酸铝、氢氧化铝、聚硫氯化铝、氯化铝、聚合氯化铝、铵明矾、氧化铝和白炭黑等的技术已被开发并应用。
1 由高岭土生产硫酸铝
硫酸铝是无机盐的一个基本品种，通常为十八水结晶物，其化学式为Al2(SO4)3·18H2O。我国硫酸铝的年生产能力超过1.2Mt，世界排位第一。硫酸铝易水解成Al(OH)3胶体，是良好的净水剂，因而用途广泛，主要用于造纸工业，其用量占总耗量的2/3，故有造纸明矾之称。同时它还用于各种城市用水与地下水的处理，工业用水与排水的处理，以及食品工业、催化剂、涂料和媒染剂等。此外还可用作白皮革的鞣剂、印染抗碱剂、油脂的澄清剂、雨衣的上浆剂、医药的收敛剂、石油除臭脱色剂及防火材料等，也是制取明矾的原料。
高岭土生产硫酸铝的反应原理为：
Al2O3·2SiO2·2H2O+H2SO4——Al2(SO4)3·18H2O
生产方法主要有原矿反应法和煅烧矿反应法。原矿反应法是将高岭土粉成0.30mm的细度，然后直接与质量分数55%～60%的H2SO4常压或加压下反应6.0～8.0h，反应应处于搅拌和沸腾状态。反应结束后，进行沉降分离、蒸发浓缩、澄清中和等操作，可制成片状或块状固体，粉碎筛分后即成所需硫酸铝产品。由于单斜晶系的高岭土中的氧化铝以硅铝酸盐的形态存在，很难被酸浸出，因此，以原矿直接进行生产硫酸铝，收率低，产品质量难以保证，料浆沉淀也极其困难，在技术特别是经济上不合理。最好的解决方法是将高岭土高温煅烧，使其中的氧化铝变为活性较大的γ-Al2O3或无定形，使之容易被酸浸出。这就是煅烧矿反应法。
煅烧高岭土生产生产硫酸铝的工艺流程图如图2所示。
图2 煅烧高岭土生产硫酸铝工艺流程
将粉碎至一定粒度的高岭土于700℃～800℃或更高温度煅烧3.0h，再与质量分数50%～60%的硫酸在反应釜中于90℃～110℃反应3.0～5.0h以上，然后反应料浆进入料浆沉降分离器，分离后的上部清液送入蒸发器浓缩、结晶，将结晶固体进行成型加工成产品。沉降分离器下部沉渣经洗涤回收残余硫酸铝后，可用于生产白炭黑。这种方法生产的硫酸铝可达到HG1-32-77二级品的标准。如要使产品达到一级品的标准，必须将高岭土中的Fe2O3等杂质除去，如在高岭土生产硫酸铝过程中，加入高锰酸钾或提高溶液的pH值等可以除去硫酸铝中所含的少量铁，以提高硫酸铝产品质量。武汉化工学院和浙江工业大学对高岭土生产硫酸铝的技术经济性进行了研究，以产5kt/a规模计，产品工厂成本455元/t；售价550元/t；共创产值275万元/a，利税47.5万元/a。目前一种免烧处理高岭土——酸熔法制备硫酸铝的新工艺也已被开发出来。
2 由高岭土生产结晶氯化铝和聚合氯化铝
结晶氯化铝的分子式为AlCl3·6H2O。其重要的工业用途是有机和石油工业的催化剂；并用作精密铸造硬化剂、造纸施胶沉淀剂、净化水混凝剂、木材防腐剂及羊毛精制、染整和医药等。也用于制造Al(OH)3催化剂单体和聚氯化铝的原料。
以高岭土生产氯化铝，同样需经高温煅烧，以使其中的氧化铝易被酸浸出。高岭土生产结晶氯化铝的工艺流程见图3。
图3 高岭土生产结晶氯化铝工艺流程
高岭土经粉碎至一定细度后，于700±50℃温度煅烧0.5h，再与质量分数为20%的盐酸于110℃左右反应1.0h。反应物经过滤除去废渣，清液经蒸发浓缩、结晶即可。废渣可作水泥掺合剂。
聚合氯化铝又称碱式氯化铝，其分子通式为[Al2(OH)n Cl6-n]m，式中1≤n≤5，m≤10。它是一种性能优良的无机高分子铝盐，通常有固态和液态两种形式。因其易水解成带有不同正电荷的多聚体阳离子，因此混凝作用强、吸附活性高，具有用量少、絮体形成快、沉降速度
高等特点，可处理浊度高达40000mg/L的污水和工业废水，以使达到饮用水标准。它对水中微生物、细菌和藻类的脱除率比硫酸铝高3～5倍，因此聚合氯化铝广泛用于饮用水净化；给水的特殊水质处理，如除铁、氟等；也用于工业废水处理，如含油废水、印染废水等；此外在精密制造、造纸、医药、制革等方面也有广泛的用途。
聚合氯化铝可由结晶氯化铝和氢氧化铝来合成，其生产工艺流程见图4。
图4 结晶氯化铝生产聚合氯化铝流程
聚合氯化铝也可由高岭土直接生产，工艺流程见图5。将高岭土粉成0.25～0.17mm的粒度，于500℃～750℃煅烧1.0～2.0h，再与质量分数15%～20%的盐酸(液固比3:1)在反应釜中反应2～4.0h，控制温度为120℃～140℃，然后以Al(OH)3等碱性物调整其盐基度。其较佳的工艺条件为：酸浸出液调整前浓度为60～70g/L(以氧化铝计)，盐基度为30wt%左右，液固比为2.5:1，反应温度100℃～105℃，时间1～1.5h。再经浓缩、烘干，可得固体聚合氯化铝。
图5 高岭土直接生产聚合氯化铝流程
目前出现了一种以水替代原来的碱化剂和其他调整剂的制备聚合氯化铝的新工艺，见图6。该工艺简单经济，既节省原料，又可避免加入助剂对净水带来的影响。试验原理：高岭土经酸液处理后，于750℃左右的温度下焙烧，使其中的铝活化，变成易溶于酸的形态，再经一定时间的酸溶反应，使高岭土中的铝最大限度地溶出，其反应液经蒸发浓缩、加水调整、聚合过滤、沉降，最终得到具有良好净水性能的灰白色液体聚合氯化铝产品。
图6 以水为调整剂生产聚合氯化铝
此外，由高岭土生产聚合氯化铝的方法还有中和法和凝胶法，其工艺分别见图7、8。
图7 高岭土中和法生产聚合氯化铝
图8 高岭土凝胶法生产聚合氯化铝
3 高岭土生产聚硫氯化铝
聚硫氯化铝是新一代无机高分子净水剂，可用于油田生活、生产用水，印染废水处理，造纸污水处理等，净化后水质好，可达到排放标准。聚硫氯化铝的分子通式为： [Al2(OH)n Cl6-n]m·(SO4)x·xH2O
陕西省建筑材料工业设计研究院成功地开发出高岭土生产聚硫氯化铝的生产技术。其生产工艺流程见图9。
图9 高岭土生产聚硫氯化铝生产工艺流程
高岭土粉至一定粒度，于700℃～800℃煅烧2.0h，然后与计算量的混酸(混酸与Al2O3摩尔比为1:0.8)于100℃以上反应一定时间，过滤，根据所需聚合度要求来调节滤液的pH值，再于适当温度下进行水解聚合反应，得到稀产品，经浓缩、干燥等处理后，可得固体聚硫氯化铝产品。
4 高岭土生产氢氧化铝和铵明矾
氢氧化铝主要用作油漆增稠剂，也是铝盐、陶瓷、搪瓷、玻璃器皿和润滑剂的制造原料。在医药上，用于治疗胃酸过多及溃疡等。铵明矾主要用于净水剂、媒染剂纸浆剂及医药、鞣革等。高岭土生产氢氧化铝，第一步先生产硫酸铝，再与碳酸氢铵反应，主产品生成氢氧化铝，副产生成铵明矾。其反应原理如下：
Al2(SO4)3·18H2O+6NH4HCO3——Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
Al2(SO4)3·18H2O+(NH4)2SO4——2NH4Al(SO4)2·12H2O
工艺流程见图10。
图10 氢氧化铝和铵明矾生产工艺流程
5 生产氧化铝
高纯氧化铝主要用作催化剂及其载体、空气及其它气体脱湿剂、变压器油和透平油的脱酸剂及用于色层分析中。对由高岭土生产氢氧化铝的副产铵明矾进行热解，即可得到高纯氧化铝产品：
2NH4Al(SO4)2·12H2O——Al2O3+2NH3↑+4SO3↑+13H2O
△
超细α-氧化铝颗粒是生产电子工业上集成电路基片、透明陶瓷灯管、荧光粉、录音(像)磁带、激光材料和高性能结构陶瓷的重要原料。
高岭土制备纳米级α-氧化铝工艺采用盐酸浸取高岭土，在浸取的氯化铝溶液中通入氯化氢气体，制得高纯结晶氯化铝，该结晶在一定温度下热解，生成固体碱式氯化铝，加水活化后制得高纯铝溶胶并加入分散剂分散，干燥后段烧转型即得纳米级α-氧化铝。
用盐酸浸取高岭土中氧化铝的优化工艺条件为：煅烧温度650℃～750℃，时间1h。矿物粒度为0.075～0.104mm，采用质量分数30%的工业盐酸进行酸浸，高岭土中氧化铝和盐酸的摩尔比为1:6。酸浸温度控制在80℃左右，时间为1.5～2h。按上述工艺操作，氧化铝浸出率可达89%。
6 生产白炭黑
白炭黑学名为水合二氧化硅，是一种重要的无机化工原料，广泛用于橡胶、造纸、塑料、涂料及日用化工等行业。在橡胶和塑料行业被用作增强剂和填充剂；用于造纸，可使纸张轻量化以适宜高速印刷，并提高纸张强度，改进油墨渗透性；白炭黑的触变性、增稠性及生理惰性、高吸水性、分散性使其在药物和化妆品中也得到广泛应用；在电器行业可作为冰箱隔热材料；某些农药也以白炭黑为载体。高岭土生产铝盐的废渣主要成份为SiO2，经稍加处理，
即可生产出性能良好的白炭黑产品，该产品的SiO2含量、游离水、筛余物、pH值、伸长率、
硬度、永久变形等指标均达到或超过沉淀法白炭黑的指标。生产工艺见图11。
高硅铝比的高岭土煅烧活化与酸浸联合工艺制取白炭黑的最佳工艺条件为：煅烧温度为
700℃，煅烧时间为1h，酸浸温度为90℃，酸浸时间为1h，酸质量分数为20%，可达到68%的浸取率。
7 结 语
从高岭土还可以生产出铝酸钠、硅酸钠、硫酸钾铝、碱式氯化铝铁、二氧化硅系列及聚硅酸铝、纳米材料及多种分子筛等无机产品。
我国目前无机产品工业的技术开发方向是利用新技术、新设备，扩大开发原料资源，朝着产品多品种、高纯化、复合化和细微化发展。利用高岭土生产无机产品，一条生产线可生产多个产品，品种可实现系列化、技术成熟，工艺简便，投资少，灵活性大，产品市场成熟，整个生产过程基本不产生工业环境污染，适于乡镇企业开展。利用高岭土生产无机产品，是充分利用开发资源，适应市场需要的一个极好途径，这不仅满足了市场和经济发展的需要，也推动了我国无机盐工业的技术进步，值得大力推广和继续开发。
1.1.1.产品规模 一级高岭土：12万吨/年；二级高岭土：8万吨/年 建筑用砂：5万吨/年；黄铁矿：1万吨/年。 工艺技术方案目前国内高岭土湿法深加工技术比起传统技术有所提高，但在关键技术和关键工艺方面仍然落后国外，特别在自动化程度、成套技术、生产效率和工艺稳定性等方面与欧美、日本还有较大差距。随着石化、造纸、陶瓷、耐火材料等行业的发展，这些行业对高档高岭土的需求在不断地上升，市场不断扩大。高档高岭土行业的发展瓶颈已经显现，需要更加先进的技术、工艺、装备，更加稳定的产品性能、高产能、高效率。 本项目采用自主研发的新技术、新工艺、新装备，淘汰落后的技术、工艺、装备和产能。本项目开发的新型捣浆机用于原料制浆过程中矿物的分散，比原来的制浆时间短，矿物与杂质分离的更完全，有助于后道工序的分选作业。新的分选装备小口径高压旋流器的开发，提高了更细粒级矿物的分级。高档高岭土生产线将采用新的干燥技术比原干燥节约用地70%，干燥效率提高了50%。整条生产线自动化程度提高了，降低了生产和管理成本，同时提高了生产流程的稳定性。项目使用自主开发专利技术 依据流程先后矿浆自流原则，依次布置。原料预处理车间布置在最高处，然后依次为制浆车间、分选车间、超细磨车间、超导磁选车间、压滤车间、干燥车间、轧粒包装车间、中尾矿处理车间。具体详见总平面布置图。
1.1. 2.主流程工艺流程主流程工艺详见附图2“主流程数质量流程图”，进料总量24.22万吨，生产 一级高岭土系列产品10.4万吨，二级高岭土系列产品8万吨，一级品三氧化二铝含量大于35%，铁含量小于0.5%，-2um以下88%，二级品三氧化二铝含量大于30%，铁含量小于0.8%，-2um以下75%。 1.1. 2.1.原料预处理系统运送至原料仓库的原料需要进行破碎至5cm以下。破碎后的原料再通过振动 筛给到皮带输送机，由皮带输送机输送至原料储存料仓。 1.1. 2.2.高浓度制浆系统原料储存料仓中的原料通过板式给料机按一定的给料量加入至捣浆池中，同时 加入水和能使矿浆分散的分散药剂，配制矿浆浓度30%左右，进行高速搅拌打散。 超细磨剥系统浓缩后的精矿矿浆加入混合分散剂，使矿浆完全分散，具有良好的流动性，控制矿浆浓度在45%左右，由变频螺杆泵输送至超细磨剥机进行研磨剥片。 1.1. 2. 3.分选、分级系统高速分散后的矿浆首先进入粗选作业，经过水力旋流器?200、?150，粗选后的 溢流矿浆再进入精选作业，分别经过?75、?25，最后经过超细分级高压旋流器?10。 1.1. 2.4.压滤系统经过分选后的精矿矿浆由柱塞泵输送至大型自动压滤机进行压滤脱水，把浓度为8% 的矿浆压滤成含水30%的半成品。 1.1. 2.5.干燥系统 经过压滤脱水后的半成品送至干燥架进行自然干燥，干燥后成品含水为15%左右。 1.1. 2.6.轧粒、包装系统干燥后的成品运送至轧粒、包装车间，经过破碎机把干燥后的高岭土泥饼破碎 机至3cm～5cm粒径大小的粒状，再经过提升机提升至成品缓冲料仓，然后通过自动卸料方式进入自动包装机进行包装。 1.1. 2.7.中尾矿处理系统经分选系统中粗选作业处理后得到的尾矿以及由?25水利旋流器分选后的尾 矿再经过堆放、风化、解离后加水、分散剂进行二次三次选别，浓缩、压滤、干燥、轧粒包装。 最终产生的粗尾矿再次经过摇床等粗选设备进行粗尾矿的选别作业，分选出石英砂、黄铁矿、高岭土。 1.1. 2.8.选矿废水净化系统主流程和中尾矿系统中压滤机排出的含酸性比较强的废水、浓缩过程中排出 的废水、清洗压滤布产生的废水均排到废水处理系统，通过加入混合药剂，中和掉多余的硫酸根离子等，净化水质，净化后的水进入到循环水池再利用。在制浆过程中需要加入碱性分散剂，而处理后的水偏碱性，这样可以节约大量的药剂。 1.1. 2.9.超细改性系统为开拓占领高端市场，项目设计充分利用公司取得的超细改性工艺技术，建设一 条利用本项目生产的一级高岭土为原料，通过超细改性工艺的2000吨/年的改性高岭土生产线。 1.1. 2.10.破碎系统、原料储存系统原料从公司厂矿或车站码头用自卸车、集装箱货车或农用货车等 运至原料仓库储存。原料棚建在主流程原料棚的北侧山坡上，面积约350m2。根据需要对原料进行
纳米粘土矿物的研究概况及应用技术特点 摘要：本文介绍了粘土矿物的性质和优点，并详细介绍了高岭石、蒙脱石、凹凸棒石、海泡石的研究进展和面临的问题，对纳米粘土矿物的应用前景进行了展望。 关键字：粘土矿物；高岭石；蒙脱石；凹凸棒石；海泡石 Research situation and application technology characteristics of nanocaly Abstrac：In this letter we introduced the properties and advantages of the clay minerals。Introduces the research progress of kaolinite, montmorillonite, attapulgite and sepiolite, and the problems faced in study. Key words：clay minerals；Kaolinite；montmodUonite；attapulgite；sepiolite 粘土是一类广泛存在于土壤中的物质, 由于长期处于特定的环境条件下, 粘土矿物具有许多优越的特性，例如巨大的比表面积，良好的吸附性能，较高的吸附容量和离子交换能力，出色的粘附性、润滑性、悬浮性、流变性、稳定性等, 而这些特性是沙子或泥土无法通过机械粉碎实现的。粘土的用途非常广泛, 包括可用来制作陶器、陶瓷、耐火产品的内衬、计算机芯片、化妆品和药品。粘土中常见的矿物有:高岭石、蒙脱石、凹凸棒石、海泡石、伊利石、绿泥石等硅酸盐类化合物和由硅藻类微生物骨骸紧密堆积而成的硅藻土，以及层状双金属氢氧化物类化合物水滑石等矿物。纳米黏土主要用作聚合物基复合材料的增强材料。近年来,纳米黏土增强聚合物基复合材料的基础理论研究、应用开拓研究等取得一系列研究成果,不仅为纳米黏土在高新技术领域的应用开辟了新的途径,而且在制备技术、生产工艺参数和生产过程的控制等方面较其他纳米材料更简单,生产成本更低廉,具有广阔市场前景。 纳米技术运用了全世界最先进的分子技术以改善化合物的物理性状, 其前缀“nano”就是用来表示物质的微观大小。纳米技术已经被用来改进全球范围内的各种产品, 包括废水过滤系统、表面减滑和开发医疗器械。蒙脱粘土具有数种特殊的特性, 如稳定性、结构层空间、较高的水合作用和膨胀能力、出色的化学反应性, 这些特性能使其成为可利用纳米技术进行处理的卓越的基料。 1纳米粘土的种类 纳米粘土的研究最先涉及到的粘土是蒙脱土,且由于其本身的特性,对纳米蒙脱土的研究最为
高岭土增白工艺 1 前言 高岭土广泛地应用于陶瓷工业、造纸工业、橡胶塑料工业、建材工业、化学工业、油漆工业等许多部门。根据其用途的不用，对高岭土的白度有着不同的要求。但是自然界中产出的高岭土中，往往因含有一些着色杂质而影响其自然白度。采用常规的物理选矿方法，虽可除去部分杂色矿物，但因染色物质粒度极细且共生复杂而难以奏效。因此，寻求非传统的高岭土除铁新方法，使高岭土中杂质铁含量大大降低，实现了高岭土的深加工和经济价值的提高。以下介绍去除高岭土中铁杂质，增加其白度的几种方法。 2 化学除铁增白法 所谓化学除铁就是用化学药剂选择性溶解物料中含铁矿物，然后去除的方法。 色素离子的类型不同，所用的试剂、方法也就各异：经提纯后的高岭石表面吸附的色素离子为Fe3+，即铁以Fe2O3形式存在时，采用Na2S2O4与其反应将Fe3+还原成二价铁盐，经过漂洗，过滤除去；当吸附离子为Fe2+时，即铁以FeS2形式存在时，应采用氧化剂与其反应将其氧化成可溶性硫酸亚铁和硫酸铁，使其变成易被洗去的无色氧化物；大部份矿样同时含有Fe3+和Fe2+，采用氧化一还原联合漂白法，先用氧化剂氧化Fe2+成为Fe3+再用还原剂将其还原为Fe2+。经过漂洗，过滤除去。 2．1 还原法 2，1．1 保险粉还原法 连二亚硫酸钠除铁的基本反应如下： Fe203+Na2S204+2H2SO4≈2NaHS03+2FeSO4+H20 由试验知，漂白效果不好的原因之一是保险粉极易分解而使其还原能力降低。反应如下： 2[S2O42-]+4H+=3SO2+S+H2O 3[S2042-]+6H+=5SO2+H2S+H2O
So2与H2S进一步反应生成S↓： 2H2S+SO2＝3S↓+2H20，这些副反应，既浪费了药剂，又影响产品质量。此外漂白后的高岭土如果不能得到及时洗涤，就会造成产品返黄。可见保险粉还原法对条件要求非常苛刻，要想实现工业化生产，必须解决两个难题：1)严格控制酸度、温度等；2)如何使产品尽快、充分地得到洗涤。针对保除粉漂白的高岭土易返黄的弱点，在漂白过程中添加适量的熬合剂，如草酸，它与铁离子形成无色含水的双草酸络铁熬合离子： 该熬合离子溶于水，在高岭土铁漂白后随滤液排除。漂白后的矿浆要立即进行清洗，将矿浆加入5～l0倍的清水稀释，这样清洗3～4次，最后浓缩干燥即成最终产品。 2，1，2 酸溶氢气还原法 为了使高岭土中的杂质Fe2O3更易转化为无色易溶状态，酸溶时加入还原剂是必要的。在盐酸、硫酸、草酸等介质中使用锌粉或铝粉作还原剂，通过活泼金属置换出酸溶剂中的氢，利用不断生成的氢气将高岭土中有色不溶的Fe3+变为可溶的Fe2+随滤液被除去。其中酸的作用有两个:1）作溶剂如盐酸与Fe2O3发生置换反应，将不溶的Fe2O3，变为可溶的Fe3+，反应式为6HC1+Fe2O3→2FeC13+3H2O；2)与活泼金属发生置换反应，生成氢气，以铝作还原剂为例，反应如下： 6HC1+2A1＝2A1Cl3十3H2↑ 3H2SO4＋2A1=A12(S04)3+3H2↑ 3H2C2O4十2A1＝Al2(C2O4)3+3H2↑ 新生成的氢气将有色的Fe3+还原为无色易溶的Fe2+随滤液除去。与此同时，氢气还有可能直接与未被酸溶解的Fe2O3，发生反应 2Fe3++H2=2Fe2++2H+ 对于含铁多(大于2.10%)、白度低(70度以下)的煤系高岭土，只有采取酸溶氢气还原法除铁，
高岭土的高温改性 1.文献综述 质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。高岭土在造纸工业的应用十分广泛。主要有两个领域，一个是在造纸（或称抄纸）过程中使用的填料，另一个是在表面涂布过程中使用的颜料。 原子反应堆、航天飞机和宇宙飞船的耐高温瓷器部件，也用高岭土制成。目前，全球高岭土总产量约为4000万吨(该数据属于简单的国与国产量的相加，其中没有统 计原矿的贸易量，包含较多的重复计算)，其中精制土约为2350万吨。造纸工业是精 制高岭土最大的消费部门，约占高岭土总消费量的60%。据加拿大Temanex咨询公司 提供的数据，2000年全球纸和纸板总产量约为31900万吨，全球造纸涂料用高岭土总 用量为约1360万吨。对于一般文化纸，填料量占纸重量的10-20%。对于涂布纸和板( 主要包括轻量涂布纸、铜版纸和涂布纸板)，除了需要填料外，还需要颜料，填、颜 料用的高岭土所占比重为纸重的20-35%。高岭土应用于造纸，能够给予纸张良好的覆 盖性能和良好的涂布光泽性能，还能增加纸张的白度、不透明度，光滑度及印刷适性，极大改善纸张的质量。 高岭土与水结合形成的泥料，在外力作用下能够变形，外力除去后，仍能保持这 种形变的性质即为可塑性。可塑性是高岭土在陶瓷坯体中成型工艺的基础，也是主要 的工艺技术指标。通常用可塑性指数和可塑性指标来表示可塑性的大小。可塑性指数 是指高岭土泥料的液限含水率减去塑限含水率，以百分数表示，即W塑性指数=100(W 液性限度-W塑性限度)。可塑性指标代表高岭土泥料的成型性能，用可塑仪直接测定 泥球受压破碎时的荷重及变形大小可得，以kg·cm表示，往往可塑性指标越高，其 成型性能越好。高岭土的可塑性可分为四级。 可塑性强度可塑性指数可塑性指标 强可塑性>153.6 中可塑性7—152.5—3.6 弱可塑性1—7<2.5 非可塑性<1 结合性指高岭土与非塑性原料相结合形成可塑性泥团并具有一定干燥强度的性
驷马山分洪道膨胀土特性及其滑坡治理 吴彩虹 (安徽省水利水电勘测设计院,安徽蚌埠 233000) 摘要:本文以安徽省滁河驷马山分洪道膨胀土为研究对象,对分洪道不同河段的膨胀土边坡进行取样,开展了膨胀土在不同工况条件下的物理力学试验。通过室内试验和现场监测,获得了膨胀土膨缩变形与土体抗剪强度变化等特征参数。经过对分洪道边坡滑动形成机理和变化规律的调查和分析,提出了膨胀土边坡稳定计算中强度取值的建议和边坡滑动的治理措施,为分洪道扩大工程及其同类工程设计提供了地质依据。 关键词:膨胀土;胀缩变形;边坡稳定;浅层滑动 中图分类号: P64213+ 9;TU443 文献标识码: B Properties of the expansi ve soil along Si m ashan fl ood -diversion channel and the landsli de correction W u Ca i h ong (A nhui Survey and D es i gn Instit u te of W a ter Conservancy &H ydrop o w er,Bengbu 233000,Ch i na) Abstract :The m echan ica l pr operties of t h e expansive so il sa m pled fro m d ifferent slopes along Si m ashan fl o od-diversion channe l of Chu R i v er are studied under differentw orking cond itions .Based on the results o f t h e i n door experi m en ts and the field m on itori n g ,the corresponding para m eters for the s w elli n g and shrinking defor m ation and the shear strength of the so il are obtained.The m echanis m for slope sliding is discussed and t h e correspond i n g m easures to con tro l the landsli d e are a lso suggested ,w hich pr ov i d e the geo l o g ica lbasis for t h e project and o ther si m ilar projects .Key w ords :expansi v e so i;l s w elli n g and shrinking defor m ati o n ;slope stab ility ;sha ll o w sli d i n g 收稿日期: 2009-03-20;修订日期: 2009-07-29 作者简介:吴彩虹(1975-),男(汉族),安徽巢湖人, 大学本科,高级工程师. 1 工程概况 驷马山分洪道是一条跨苏、皖两省的人工开挖河道,位于滁河南岸,上起滁河干流右岸和县的金银浆,向东南穿过驷马山切岭,经石桥镇、乌江镇,至驻马河口汇入长江,河道全长2714km 。分洪道于1969年底开工建设,1971年竣工通水,是当地农业灌溉、滁河分洪和航运的一条重要水道。 分洪道自1974年至2008年间先后发生大的滑坡8次,小的滑坡30多次,上述滑坡并不都发生在边坡较陡的切岭段,有一些是在1B 5或更平缓边坡上出现。2008年汛期滁河发生大洪水,给沿河两岸造成巨大的经济损失,严重威胁了南京市的防洪安全。分洪道右岸扩挖,将分洪道分洪流量由目前的500m 3 /s 扩大到1000m 3 /s 的设计方案已获国家发改委的批准,工程即将进入实施阶段。如何解决膨胀土地区边坡稳定问题成为该工程的重要课题。 2 膨胀土的矿物成分与化学成分 膨胀土是一种含有大量亲水性矿物,湿度变化时有较大体积变化,变形受约束时产生较大内应力的特殊土。为了解本地区膨胀土的矿物成分,我们对这一地区进行分区取样,对试样进行X 射线衍射与电镜扫描试验。 试验结果表明:测区内土样的矿物成分差别不大,主要由碎屑矿物和粘土矿物组成。碎屑矿物中石英占18%~28%,钠长石占8%~10%,钾长石占2%~6%;粘土矿物中蒙脱石占31%~36%,伊利石占18%~28%,高岭土占6%~13%,各类 矿物成分统计情况见图1。 测区土样的主要化学成分是S i O 2、A l 2O 3和
高岭土除铁技术进展 王营 （辽宁工程技术大学，矿业学院，辽宁，阜新，123000；） 摘要：高岭土是以高龄石族矿物为主的黏土岩类矿产，广泛应用于陶瓷、造纸和涂料等行业。高 岭土的白度和含铁量是决定其应用价值的重要指标之一。研究高岭土中铁的赋存状态和除铁增白技术就显得尤为重要。 关键词：高岭土除铁白度 Progress of Technology on Iron Removal From Kaolin Wang ying ( College of Mining Technology, Liaoning Technology University, Fuxin, Liaoning 123000；) Abstract：Kaolin iskaolinite group mineralsconsisting mainly ofrocksand clay mineral，widely used in ee—ramics，papermaking and paintindustries．W hitenessand iron—containing ofkaolin isoneofimportantindex that determine thevalueofkaolin application．Research on occurrenceand reduction ofiron becomesvery important．Key words : Kaolin Iron Removal Whiteness 高岭土是一种以高岭石及高岭石族矿物为主，含有多种其它矿物的土质岩石。高岭土是一种1:1型的层状硅酸盐，是由一个八面体和一个四面体组成，其主要成分是SiO2和A120,还含有少量的Fe203，Ti02，MgO，CaO，K2O 和 Na2O 等成分。高岭土具有很多优异的理化性质和工艺特性，因此它广泛地应用于石油化工、造纸、功能材料、涂布、陶瓷、耐水材料等方面。随着现代科技的进步，高岭土的新用途在不断地拓宽，开始向高、精、尖领域渗透。但由于高岭土中含有铁、钛等杂质常使高岭土着色，且影响其烧结白度及其它性能，限制了高岭土的应用。因此，对高岭土中成分的分析及其除杂技术的研究显得尤为重要。近些年，除杂质的工作主要集中在浮选、磁化分离、化学处理和微生物处理等。 1 铁赋存状态的研究现状 高岭土是以高岭石族矿物为主要成分的黏土集合矿产物。高岭土的白度，是决定其应用价值的重要指标之一。高岭土中的染色杂质主要是铁、钛矿物和有机质。铁和钛多以赤铁矿、针铁矿、硫铁矿、黄铁矿、菱铁矿、褐铁矿、锐钛矿、及钛铁矿等矿物形态存在，它们在高岭土中的分布也很复杂，晶态者多以微细颗粒状夹杂其中；非晶态者多包附在高岭土细粒表面。特别是含铁矿物，在高温锻烧时均会变成Fe2O，造成原料发黄或呈砖红色。因此，必须在煅烧前或煅烧过程中采取除铁的措施，才能将产品白度提高至92％或更高。为了有效地除去铁杂质，对它赋存状态的研究必不可少。在铁赋存状态的研究方面国外学者已经做了大量的工作l4。普遍接受的观点是铁在高岭土中或以结构铁存在或以自由铁(包括细粒晶质铁、表面铁和非晶质铁)存在。国内也有人运用电子探针和电子顺磁共振
我国高岭土市场现状及展望 我国高岭土市场现状及展望 (粘土矿物专委会,苏州215151) 摘要:我国高岭土的消费市场包括建筑卫生陶瓷,造纸,高分子材料,涂料,电瓷等 工业领域.到2005年,上述各行业对高岭土的需求量分别为125万t,65万t,5万t,10万t,1.8～2万t,其中造纸用高岭土尚需进口20万t. 关键词:高岭土;市场;现状;展望 高岭土矿床分为五种,即热液蚀变型,风化残余型,风化淋积型,河湖海湾沉积型和含 煤建造沉积型.自然产出的非煤系高岭土,按其质量,可塑性和砂质的含量,可划分为硬质, 软质和砂性高岭土三种工业类型.这些类型在我国均有分布. 1 资源 1.1 非煤建造高岭土 我国非煤建造高岭土,资源储量居世界第五位.截止2000年底,对21个省市219处产地统计,已探明储量14.68亿t,其中A+B+C 3.41亿t,占世界储量7%,2001年新增基础储量0.03亿t.矿点主要集中分布在广东,陕西,福建,江西,湖南和江苏,六省储量为12.41亿t,占全 国总储量的84.55%;大型矿山26处,占总探明储量的80%以上(表1). 表1 我国非煤建造高岭土主要产出省储量统计 省份广东陕西福建江西湖南江苏 矿区/处17 6 36 31 24 10 储量/亿t 4.40 3.83 1.6 1.09 0.91 0.58 全国总量占有率/% 30 26.09 10.89 7.4 6.21 3.96 1.2 含煤建造高岭土(煤系高岭土) 含煤建造沉积型的煤系高岭土是我国独具特色的资源,储量占世界首位,探明远景储量 及推算储量180.5亿t,主要分布在东北,西北和石炭-二叠纪煤系中,以煤层中夹矸,顶底板 或单独形成矿层独立存在,如山西大同,怀仁,朔州,内蒙古准格尔,乌达,安徽淮北,陕 西韩城等地.对48处矿区统计,探明储量为14.42亿t,其中以内蒙古准格尔煤田的资源最多, 达8.1亿t(表2). 表2 我国含煤建造高岭土主要产出省区储量统计 省份内蒙古山西河南陕西安微 矿区/处4 7 2 2 3 储量/亿t 8.27 3.40 2.03 1.16 0.50 2 生产 2.1 国际 世界高岭土主要集中产地为美国,英国,巴西,捷克等国,近年来产量稳定在4000万t左 右,2000年产量为3900万t.其中(万t):美国,887;英国,年干粉242;巴西,170;伊朗(陶 瓷级),90;捷克,原矿518,精矿105;韩国,67;德国,70;墨西哥,45;西班牙,40;土 耳其,40;世界总量,3900. 2.2 中国 中国高岭土生产企业有700多家,年原矿生产能力超过550万t,选矿能力180万t.现有苏 州中国高岭土公司(以水洗深加工土为主,综合生产煅烧,超细多品种精制高岭土),龙岩高 岭土有限公司(以生产精制陶瓷土为主)以及茂名高岭科技有限公司(以生产造纸涂料级高岭土为主)的三大生产基地,另有内蒙古蒙西高岭粉体股份有限公司,山西金洋,安徽金岩三个
高岭土简介
目录 1.概述 0 2.成分及性质 0 2.1.组成成分 0 2.2.理化性质 (1) 3.矿床成因 (1) 4.分类 (2) 5.资源分布 (3) 5.1.中国分布 (3) 5.2.国外分布 (3) 6.工艺性能 (3) 6.1.白度和亮度 (4) 6.2.粒度分布 (4) 6.3.可塑性 (5) 6.4.结合性 (5) 6.5.粘性和触变性 (5) 6.6.干燥性能 (6) 6.7.烧结性 (6) 6.8.烧成收缩 (7) 6.9.耐火性 (7) 6.10.悬浮性和分散性 (8) 6.11.可选性 (8) 6.12.离子吸附性及交换性 (8) 6.13.化学稳定性 (9) 6.14.电绝缘性 (9) 7.加工方法 (9)
7.1.分离方法 (9) 7.2.湿法加工工艺 (10) 7.3.煅烧法 (10) 7.4.剥片法 (11) 7.5.无机酸处理 (11) 8.主要用途 (11)
1.概述 高岭土是一种非金属矿产，是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩。因外观呈白色而又细腻，又称白云土、观音土、陶土、阁土粉。因江西省景德镇高岭村而得名。 质纯的高岭土呈洁白细腻、松软土状，具有良好的可塑性和耐火性等理化性质。其矿物成分主要由高岭石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脱石以及石英、长石等矿物组成，化学式为Al2O3·2SiO2·2H2O。 高岭土用途十分广泛，主要用于造纸、陶瓷和耐火材料，其次用于涂料、橡胶填料、搪瓷釉料和白水泥原料，少量用于塑料、油漆、颜料、砂轮、铅笔、日用化妆品、肥皂、农药、医药、纺织、石油、化工、建材、国防等工业部门。 2.成分及性质 2.1. 组成成分 高岭土类矿物是由高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石等高岭石簇矿物组成，主要矿物成分是高岭石。 高岭石的晶体化学式为Al2O3·2SiO2·2H2O，其理论化学组成为46.54%的SiO2，39.5%的Al2O3，13.96%的H2O。高岭土类矿物属于1:1型层状硅酸盐，晶体主要由硅氧四面体和绍氢氧八面体组成，其中硅氧四面体以共用顶角的方式沿着二维方向连结形成六方排列的网格层，各个硅氧四面体未公用的尖顶氧均朝向一边；由硅氧四面体层和招氧八面体层公用硅氧四面体层的尖顶氧组成了1:1型的单位层。
高岭土与膨胀土特性 一、高岭土： 质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。高岭土在造纸工业的应用十分广泛。主要有两个领域，一个是在造纸(或称抄纸)过程中使用的填料，另一个是在表面涂布过程中使用的颜料。 1. 化学式 Al2O3-2SiO2-2H2O 2．粒度分布 粒度分布是指天然高岭土中的颗粒，在给定的连续的不同粒级(以毫米或微米筛孔的网目表示)范围内所占的比例(以百分含量表示)。高岭土的粒度分布特征对矿石的可选性及工艺应用具有重要意义，其颗粒大小，对其可塑性、泥浆粘度、离子交换量、成型性能、干燥性能、烧成性能均有很大影响。高岭土矿都需要进行技术加工处理，是否易于加工到工艺所要求的细度，已成为评价矿石质量的标准之一。各工业部门对不同用途的高岭土都有具体的粒度和细度要求。如美国对用作涂料的高岭土要求小于2μm的含量占90—95%，造纸填料小于2μm的占78—80%。 3．可塑性 高岭土与水结合形成的泥料，在外力作用下能够变形，外力除去后，仍能保持这种形变的性质即为可塑性。可塑性是高岭土在陶瓷坯体中成型工艺的基础，也是主要的工艺技术指标。通常用可塑性指数和可塑性指标来表示可塑性的大小。可塑性指数是指高岭土泥料的液限含水率减去塑限含水率，以百分数表示，即W塑性指数=100(W液性限度-W塑性限度)。可塑性指标代表高岭土泥料的成型性能，用可塑仪直接测定泥球受压破碎时的荷重及变形大小可得，以kg·cm表示，往往可塑性指标越高，其成型性能越好。高岭土的可塑性可分为四级。 可塑性强度可塑性指数可塑性指标 强可塑性>153.6 中可塑性7—152.5—3.6 弱可塑性1—7<2.5 非可塑性<1 4．结合性 结合性指高岭土与非塑性原料相结合形成可塑性泥团并具有一定干燥强度的性能。结合能力的测定，是在高岭土中加入标准石英砂(其质量组成0.25—0.15粒级占70%，0.15—0.09mm粒级占30%)。以其仍能保持可塑泥团时的最高含砂量及干燥后的抗折强度来判断其高低，掺入的砂越多，则说明这种高岭土结合能力就越强。通常凡可塑性强的高岭土结合能力也强。 5．粘性和触变性 粘性是指流体内部由于内摩擦作用而阻碍其相对流动的一种特征，以粘度来表示其大小(作用于1单位面积的内摩擦力)，单位是Pa·s。粘度的测定，一般采用旋转粘度计，以在含70%固含量的高岭土泥浆中的转速来衡量。在生产工艺中，粘度具有重要意义，它不仅是陶瓷工业的重要参数，对造纸工业影响也很大。据资料表明，国外用高岭土作涂料，在低速涂布时要求粘度约0.5Pa·s，高速涂布时要求小于1.5Pa·s。
融水县高岭土高纯、超细、改性精深加工项目实施方案融水县高岭土高纯、超细、改性精深加工项目实施方案
目录 一、项目意义和必要性分析 (1) 1.1项目概况 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目实施地点 (1) 1.1.4项目建设性质 (1) 1.1.5项目负责人 (1) 1.1.6项目投资规模 (1) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (3) 1.1.9项目建设期限 (3) 1.2项目背景 (3) 1.3项目建设必要性分析 (4) 1.3.1顺应我国非金属矿工业快速发展的需要 (4) 1.3.2项目建设实施是响应国家产业政策及规划的需要 (5) 1.3.3满足当前市场对于膨润土系列产品迫切需求的需要 (6) 1.3.4推动我国尾矿综合处理再利用行业快速发展的需要 (7) 1.3.5有助于企业长远战略发展的需要 (7) 1.3.6增加当地就业带动相关产业链发展的需要 (8) 1.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (8) 1.4项目高岭土产品市场状况分析 (8) 1.4.1我国非金属矿业发展状况分析 (8) 1.4.2高岭土市场应用分析 (10) 1.4.3我国高岭土矿产资源分布及特点分析 (11) 1.4.4我国高岭土市场供需情况分析 (12) 二、项目承担单位基本情况 (14) 2.1项目企业基本情况 (14) 2.2项目企业主营业务及产能 (15) 2.3项目企业财务状况 (15) 2.4项目企业工艺装备水平 (15) 三、项目主要建设内容及预期目标 (16) 3.1主要建设内容 (16) 3.2建设预期目标 (16) 3.3产品技术水平 (17) 3.4产品方案 (17) 3.4.1产品生产纲领 (17) 3.4.2产品生产规模确定 (18)
高岭土选矿技术，高岭土除铁技术，高岭土除铁设备，高岭土除铁工艺 高岭土是一族粘土矿物的总称，其基本组成为高岭石组和多水高岭石组，主要由高岭石、埃洛石组成，含量可达90%以上，其次还有水云母，常混有黄铁矿、褐铁矿、锐钛矿、石英、玉髓、明矾等，有时还有少量的有机质。高岭土具有可塑性、粘结性、烧结性及耐火性等优良的工艺特性，所以被广泛应用于陶瓷、造纸、橡胶、塑料和耐火材料等工业。高岭土矿床的成因类型主要有三类：风化型、沉积型和热液蚀变型。 高岭土原矿的加工工艺取决于原矿的性质及产品的最终用途。在工业生产中应用的工艺有两种:干法工艺和湿法工艺，通常硬质高岭土采用干法生产，软质高岭土采用湿法生产。 2 干法选矿工艺 干法工艺是一种简单经济的加工工艺。采出的原矿经过锤式破碎机碎至25.4mm后，给入笼式破碎机，使粒度减小到6.35mm，笼式破碎机内的热空气将高岭土的水分由采出的20%降至10%左右。碎后的矿石则经配有离心分离机和旋风除尘器的吹气式雷蒙磨进一步磨细[2]。该工艺可将大部分砂石除去，产品通常用于橡胶、塑料及造纸工业的低价填料。用于造纸工业时，该产品可作为填料层灰分含量小于10%或12%处的填料，此时产品的亮度要求不高。 当干法对产品的白度等要求较高时，必须对雷蒙磨产出的产品进行干式除铁。干法工艺的优点是可省掉产品脱水和干操过程，减少灰粉流失，工艺流程短，生产成本低，适宜于干旱和缺水地区。但要得到高纯优质高岭土还得靠湿法工艺。 3 湿法选矿工艺 湿法工艺包括矿石准备、选矿加工和产品处理三个阶段。准备阶段包括配料、破碎和捣浆等作业。捣浆是将高岭土原矿与水、分散剂混合在捣浆机内制浆，捣浆作业可使原矿分散，为选别作业制备适当细度的高岭土矿浆，并同时去掉大粒的砂石。选矿阶段可能包括水力分级、浮选、选择性絮凝、磁选、化学处理(漂白)等作业，以除去不同的杂质。准备好的矿浆先经耙式洗箱、浮槽分级机或旋流器除砂，然后用连续式离心机、水力旋流器、水力分选器或振动细筛(325目)将其分为粗细两个粒级。分级机的细粒级送入HGMS(高梯度磁选机)除去铁钛杂质，产品经搅拌擦洗剥离后进行氧化铁浸出，对亮度已足够高并具有良好涂层性能的粘土可不经磁选和剥离而直接送至浸出作业。浸出后，在矿浆中添加明矾使粘土矿物凝聚而便于脱水。漂白的粘土用高速离心机，旋转式真空过滤机或压滤机脱水。过滤机或压滤机脱水。滤饼经再分散成55%～65%固体的矿浆，然后喷雾干燥制成松散的干品。部分干品被混入到分散的矿浆中制成70%固体，用船运至造纸厂。
纳米高岭土的制备及其应用 摘要:本文主要介绍了纳米高岭土的结构、性质和各种制备方法, 并结合纳米基础理论和技术对高岭土的研究方向进行了探讨,总结了纳米高岭土的在各行业的应用现状, 同时对纳米高岭土的应用前景与技术进行了展望。 关键词：纳米材料，纳米高岭土，应用，展望 1. 引言 纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征,引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。20世纪80年代初期纳米材料这一概念形成以后,世界各国对这种材料给予了极大的关注[1]。纳米粒子因其尺寸达到分子、原子数量级, 因而具有许多宏观物质所不具备的物理、化学和力学等方面的新特性，如量子尺寸效应、表面与界面效应、小尺寸效应等[2]。由于纳米材料的这些新特性，从而使其在医药、生物、电子、化工、冶金、国防、航空、环境、能源等领域具有重要的和潜在的应用价值。纳米金属粉具有很高的催化活性, 既可提高催化效率又可改善材料的催化剂选择性, 完全可取代贵金属Au 、Pt 用作净化汽车尾气的催化剂[3,4]。 高岭土是一种重要的非金属矿物, 可增大材料的体积、提高塑料的绝缘强度、电阻, 增强对红外线阻隔效果等, 广泛应用于油漆、涂料、造纸、橡胶、塑料、电缆、陶瓷、搪瓷、耐火材料、纺织、水泥、汽车、化学、环保、农业等领域。纳米高岭土是化工添加材料,用于造纸、塑料、油漆及陶瓷等行业, 可提高产品的档次, 增加产品的附加值[5]。 2. 纳米高岭土的结构和性质 高岭土是指多种含水铝硅酸盐矿物组成的集合体, 主要成分是高岭石[6]。一般认为高岭土的化学式为Al2O3·2SiO2·2H2O，理论化学组成为Al2O339.0%、SiO246.4%、H2O 13.6%。表面有许多活性基团，其化学成分一般比较简单，只有少量Mg、Fe 等代替八面体中的Al，Al、Fe 代替Si 数量很少。高岭土中的水以吸附水、层间水和结晶
《铁道工程学报》2004年04期 浅谈膨胀土路基施工 孙继伟,王军 膨胀土具有吸水膨胀软化,失水收缩开裂及反复变化的特点,易形成路基病害。路堤在降雨后沉降、变形较大和边坡坍肩、路肩开裂以及造成发生路堑堑坡冲蚀、剥蚀、溜坍及滑坡等现象。结合西安～南京铁路施工实践,本文从确定施工 参数入手,着重阐述了控制膨胀土路基病害的施工方法。 【作者单位】：华铁工程咨询公司北京100037 (孙继伟);华铁工程咨询公司北京100037(王军) 【关键词】：膨胀土;施工参数;控制病害;施工方法 【分类号】：U213.1 隧道建设>> 2006年26卷2期>> 摘要 膨胀土路基施工技术 堤（堑），膨胀土浸水路堤、水塘路堤（堑）、软土路堤等。主要介绍该标段膨胀土水塘路堤、 软土路堤基底处理技术和膨胀土路堤（堑）的施工及边坡、基床防护技术。(共4页) 膨胀土路基施工工艺 王佃军 膨胀土是一种除具有一般粘性土所共有的物理、化学性质外，主要是由亲水性粘土矿物成份 —蒙脱石、伊利石和高岭土所组成，同时具有吸水显著膨胀软化和失水收缩硬裂的变形特征。 根据膨胀土的物理、化学特性，膨胀土分强膨胀土、中等膨胀土和弱膨胀土三类。 类别工程地质特征粘土矿物成分粘粒含量% 液限WL% 塑限WP% 自由膨胀率% 胀缩 总率% 强膨胀土灰白色，灰绿色，粘土细腻、滑感特强，网状裂隙发育，有蜡面，易风化，呈细
状。蒙脱石为主＞50 ＞48 ＞25 ＞90 ＞4 中等膨胀土以棕、红、灰色为主，粘土中含少量粉砂，滑感较强，裂隙较发育，易风化，呈碎粒状，含钙质结核。蒙脱石伊利石35-50 40-48 18-25 65-90 2-4 弱膨胀土黄褐色为主，粘土中含较多粉砂，有滑感，裂隙发育，易风化，呈碎粒状，含较多钙质或铁锰结核伊利石 高岭石 蒙脱石＜35 ＜40 ＜8 40-65 0.7-2.0 很显然，强膨胀土的土质特性最差，中等膨胀土次之，弱膨胀土较好一点。 我国是一个强膨胀土区域分布较广的一个国家，随着我国国民经济的高速发展，我国的公路建设进入了以高速公路为标志的快速发展阶段，为减少资源的浪费和人为地破坏生态环境，在我国高速公路的施工建设中根据施工环境采用就地取土的原则。根据膨胀土的特性及高速公路建设的需要，强膨胀土不能够作为路基填料，中、弱膨胀土必须经改性后方可作为路基填料使用，现结合本工程路基中、弱膨胀土改性施工工艺以供探讨和商榷。 一、原材料要求 石灰：必须具有三级及三级以上要求，并做好每批次的等级抽查工作及施工现场堆放工作。土料：在取土坑应清除表层有机土层，对有机质含量超过5%的土和强膨胀土不能作为路基填料。 二、施工工艺 1、根据膨胀土的本身特性，在进行膨胀土路基施工时应尽可能地避开雨季施工，对因工期要求不可能避免时必须采取有效措施。 2、根据地形特点做好路基施工前的清表，碾压和原地翻松处理工作，挖排截水沟，增大路基表面横坡。 3、根据土场料源做好取土坑击实，试验绘制石灰剂量标准曲线，因料源不同土的最佳含水量和最大干密度存在较大差异。不同的取土坑对应不同的击实标准。因膨胀土的特殊性宁淮高速公路施工时结合现场碾压情况，在膨胀土改性路基施工中在90区、93区采用“干法”标
高岭土指标及应用 高龄土的用途质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。有报道称，日本还有将高岭土用于代替钢铁制造切削刀具、车床钻头和内燃机外壳等方面应用。特别是最近几年，现代科学技术飞速发展，使得高岭土的应用领域更加广泛，一些高新技术领域开始大量运用高岭土作为新材料，甚至原子反应堆、航天飞机和宇宙飞船的耐高温瓷器部件，也用高岭土制成。 目前，全球高岭土总产量约为4000万吨(该数据属于简单的国与国产量的相加，其中没有统计原矿的贸易量，包含较多的重复计算)，其中精制土约为2350万吨。造纸工业是精制高岭土最大的消费部门，约占高岭土总消费量的60%。据加拿大Temanex咨询公司提供的数据，2000年全球纸和纸板总产量约为31900万吨，全球造纸涂料用高岭土总用量为约1360万吨。 高岭土在造纸工业的应用十分广泛。主要有两个领域，一个是在造纸(或称抄纸)过程中使用的填料，另一个是在表面涂布过程中使用的颜料。对于一般文化纸，填料量占纸重量的10-20%。对于涂布纸和纸板(主要包括轻量涂布纸、铜版纸和涂布纸板)，除了需要填料外，还需要颜料，填、颜料用的高岭土所占比重为纸重的20-35%。高岭土应用于造纸，能够给予纸张良好的覆盖性能和良好的涂布光泽性能，还能增加纸张的白度、不透明度，光滑度及印刷适性，极大改善纸张的质量。
高龄土的工艺特性 1．白度和亮度 白度是高岭土工艺性能的主要参数之一，纯度高的高岭土为白色。高岭土白度分自然白度和煅烧后的白度。对陶瓷原料来说，煅烧后的白度更为重要，煅烧白度越高则质量越好。陶瓷工艺规定烘干105℃为自然白度的分级标准，煅烧1300℃为煅烧白度的分级标准。白度可用白度计测定。白度计是测量对3800—7000 ?波长光的反射率的装置。在白度计中，将待测样与标准样(如BaSO4、MgO等)的反射率进行对比，即白度值(如白度90即表示相当于标准样反射率的90%)。 亮度是与白度类似的工艺性质，相当于4570 ?波长光照射下的白度。 高岭土的颜色主要与其所含的金属氧化物或有机质有关。一般含Fe2O3呈玫瑰红、褐黄色；含Fe2+呈淡蓝、淡绿色；含MnO2呈淡褐色；含有机质则呈淡黄、灰、青、黑等色。这些杂质存在，降低了高岭土的自然白度，其中铁、钛矿物还会影响煅烧白度，使瓷器出现色斑或熔疤。 2．粒度分布 粒度分布是指天然高岭土中的颗粒，在给定的连续的不同粒级(以毫米或微米筛孔的网目表示)范围内所占的比例(以百分含量表示)。高岭土的粒度分布特征对矿石的可选性及工艺应用具有重要意义，其颗粒大小，对其可塑性、泥浆粘度、离子交换量、成型性能、干燥性能、烧成性能均有很大影响。高岭土矿都需要进行技术加工处理，是否易于加工到工艺所要求的细度，已成为评价矿石质量的标准之一。各工业部门对不同用途的高岭土都有具体的粒度和细度要求。如美国对
高岭土的几种除铁方法 袁延英＊ 提 要 本文介绍了近年来高岭土除铁增白的几种有效方法。笔者用化学法产生新生液态连二亚硫酸盐对高岭土除铁增白,克 服了用固体药剂连二亚硫酸钠除铁药剂费用高的弊病。此方法工艺简单,一次性投资费用低,药剂总费用比用固体连二亚硫酸钠大幅度下降,是其药剂费用的1/3-1/2。 关键词 新生液态连二亚硫酸盐 还原增白 高岭土除铁 ＊中南工业大学 高岭土广泛地应用于陶瓷工业、造纸工业、橡胶塑料工业、建材工业、化学工业、油漆工业等许多部门。根据其用途的不同,对高岭土的白度有着不同的要求,比如在造纸工业中,对涂布级高岭土要求白度>83%,在陶瓷工业中,制作高档瓷原料要求含Fe 2O 3<0.5%。在高岭土加工中,应用传统的选矿工艺(常规的重选、磁选、浮选)不能使细碎和超细碎高岭土粉末中的杂质铁去除到标准含量,因此,选矿工作者另辟蹊径,寻求非传统的高岭土除铁新方法,使高岭土中杂质铁含量大大降低,实现了高岭土的深加工和经济价值的大大提高。以下介绍去除高岭土中杂质铁,增高其白度的几种方法。 1)吸附浮选法 在细碎高岭土(细度为-43μm ,含Fe 2O 30.72%)矿浆中加入载体石灰石粉,石灰石粉作为吸附剂,把Fe 2O 3从矿浆溶液中吸附到石灰石粉载体上,载体既可依靠自身的疏水性,又可靠捕收剂造成的疏水性附着于气泡,得到含铁的载体泡沫产品与含高岭土精矿的槽内产品,从而使Fe 2O 3与高岭土分离。吸附浮选所用设备即为常规的机械搅拌式浮选机,所用捕收剂为塔尔油,硫酸铵用于抑制高岭土,pH 调整用碳酸钠,水玻璃作为矿浆分散剂。由于载体吸附为吸附、吸收、混晶、裹挟、凝聚等多种作用行为,因此,介质的pH 、载体的添加时间、地点等对吸附浮选影响较大。工艺流程如图1所示。 用吸附浮选法可使高岭土中的Fe 2O 3由0.72%降至0.5%以下〔1〕。 2)双液浮选法 将高岭土矿调成一定浓度的水溶液矿浆,加入pH 调整剂调至所需的pH 值,搅拌一定时间后加入捕收剂,继续调浆一定时间后, 然后 图1 高岭土吸附浮选除铁流程 加入有机溶液,再充分搅拌合适的时间后,静置分层、分离,得到有机相产品(含Fe 2O 3)和水相产品(含高岭土)。本方法所用装置类似于萃取分离装置。工艺流程如图2 。 图2 高岭土双液浮选除铁流程搅拌强度对双液浮选的分离指标影响很大,搅拌强度不足不利于有机相的充分分散,从而使铁质矿物与有机液滴碰撞接触的机会减少;但搅拌过强