高嶺土的深加工及開發應用——以合浦縣高嶺土行業為例

廖欽榮

合浦縣工業和信息化局綜合行政執法大隊，廣西北海 536100

1 合浦縣高嶺土基本情況

廣西第三地質隊在合浦縣廉州鎮、石康鎮、常樂鎮一帶勘查高嶺土礦，累積探明花崗巖風化殼型砂質高嶺土資源儲量近30 000萬t，保有可采儲量居全國首位，其中：十字路礦區北風塘礦段約6 500萬t，龐屋礦段約2 500萬t，清水礦區約15 000萬t，常樂新屋面礦區5 900萬t。以上均屬特大型礦床，而且礦區的高嶺資源保護完好，這在國內的特大型礦區中實屬罕見，為高嶺土產業的發展留下了廣闊的空間。如果按每年開采500萬t計算，可供開采60年。合浦高嶺土屬花崗巖風化殼型砂質高嶺土，礦石中礦物成簡單，淘洗率高，有害雜質低，高嶺石粒度微細，晶形理想，品質優良，具有良好的選礦性能，原礦經選礦加工的生產高嶺土系列產品，可廣泛用于造紙、化工、油漆、涂料、橡膠、醫藥和陶瓷。

2 高嶺土的深加工方法

2.1 微細加工

目前，進行微細加工的形式主要有機械式超細粉與氣流式超細粉碎。

第一，機械式超細粉碎。此種精細加工方式主要是依靠機械設備的高速旋轉粉碎體（例如，高速旋轉的粉碎錘頭、齒盤上的齒柱以及粉碎葉輪上的葉片等等）將其打碎處理。機械高速旋轉時，高嶺土會在離心力的作用下四處分散，高速旋轉的粉碎體和會這些高嶺土粗礦粒相碰撞，并將其擊碎，或者讓這些不同的粗礦粒之間相互碰撞、擊碎。常見的機械式超細粉碎設備主要有以下幾個類型：高速粉碎機、振動磨攪拌磨機、膠體磨機、擠壓磨機以及懸輥式粉碎機等等；

第二，氣流式超細粉碎。此種精細加工方式主要是依賴過熱蒸汽或者壓縮空氣等高速氣流是高嶺土在氣流的沖擊作用之下相互碰撞、剪切以及摩擦等，最終實現高嶺土的粉碎處理。由于此種加工方式具有非常高的超微粉碎效果，因而獲得非常廣泛地應用。一般情況下，利用氣流式超細粉碎設備對高嶺土進行加工，其產品粒度通常不會高于5μm；而且，如果經過事先的磨礦處理，再利用氣流式超細粉碎設備對其進行加工的話，則其產品粒度通常會低于1μm。除了具有較小的產品粒度這個優點之外，經過氣流式超細粉碎加工的高嶺土產品形態完整、表面光滑，而且還具有很好的分散性、較高的純度以及較大的活性。常見的氣流式超細粉碎設備主要有以下幾個類型：循環管式、沸騰床式以及扁平式等等。

2.2 精細提純

第一，氧化還原漂白提純法。高嶺土礦物中有害的著色雜質較多。因為通過煅燒等方法能夠簡便去除有機質，因此煅燒法應用較多。氧化還原漂白法在粘土礦漂白提純中占有重要的地位[1]；

第二，高溫煅燒提純法。高嶺土尤其是煤系高嶺土當中含有較多是有機質或者碳，因此會導致高嶺土呈現為黑色；次生堆積變質型高嶺土由于其發育特點，也會在顯色有機物質的作用受到影響。化學氧化法雖然可以漂白，但是煅燒處理依然是直接有效、方便簡單的處理方法，并且對高嶺土沒有任何污染。通過煅燒除了能夠去除高嶺土當中原本含有的有機物、提高其白度和純度之外，還可以對高嶺土性能起到改善的作用。

2.3 高嶺土表面改性

粘土礦的改性是按工業應用的需要，選擇適當處理方法，有目地的改善礦物的理化性能，以提高其使用價值或開拓新的應用領域[2]。粘土礦的改性主要有化學改性和熱處理改性兩種，其中熱處理改性更為重要。

2.4 高嶺土的納米級深加工

納米級深加工是高嶺土深加工的發展方向。對于高嶺土粉體制備來講，通過有機物插層，再對其進行機械研磨，最后去除有機物，即可得到亞微米級至納米級的高嶺土粉體[3]。對于制備納米高嶺土復合材料來講，通過有機高分子取代插入高嶺土層間的有機小分子，而與高嶺土形成復合物，此時復合物中的高嶺土經過剝離作用可達到納米級[4]。

3 高嶺土的開發應用

高嶺土具有非常廣發的開發應用空間，就目前的情況來看，其開發應用的主要領域包括很多，具體見表1。

表1 高嶺土的開發應用情況明細表[5]

4 結論

總體看來，高嶺土具有非常廣泛的應用范圍，而各種深加工的技術也比較成熟穩定。面對合浦縣高嶺土加工技術含量少、產品檔次低的問題，必須盡快告別粗加工產品時代，加大深加工產品的開發力度。

[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，杜小滿.偏高嶺土對水泥及混凝土強度的影響.混凝土低碳技術與高性能混凝土——混凝土低碳技術國際學術研討會暨第九屆全國高性能混凝土學術研討會論文選編，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，劉星，周躍飛.高嶺土的綜合利用與發展前景[J].昆明理工大學學報(理工版)，2003(2)：205-206.