無機礦物填料增白技術(shù)——煅燒增白
目前, 在涂料、塑料、造紙、油墨、電焊、搪瓷、日用化工等行業(yè)廣泛應(yīng)用各種白色顏料和填料,如鈦白、白炭黑、高嶺土、立德粉、重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣等。通常, 濕化學(xué)合成產(chǎn)品白度高, 但存在成本高、不易分散等缺點,限制了其應(yīng)用。天然礦物填料因成本較低而得到了廣泛應(yīng)用 ,但除用作黑色橡膠的填料等少數(shù)用途外, 白度通常是影響天然礦物填料產(chǎn)品性能、價格和企業(yè)經(jīng)濟效益的最主要因素之一。本文首先分析了影響天然礦物填料白度的主要因素 ,然后綜述了目前無機礦物填料的增白技術(shù), 希望為充分利用天然、低品位礦物原料提供借鑒。
1 影響礦物填料白度的主要因素
大部分無機礦物填料, 如高嶺土、滑石、葉臘石、碳酸鈣、硅灰石等 ,當(dāng)其雜質(zhì)含量很低時, 應(yīng)該呈現(xiàn)礦物本身的白色。通常, 引起礦物白度降低的主要因素是雜質(zhì)。依據(jù)雜質(zhì)產(chǎn)出狀態(tài)和性質(zhì)可大致分成三類[ 1] :第一類是和礦物巖石一起沉積的有機質(zhì) , 稱作有機炭 , 它將礦物巖石染成灰黑色。多數(shù)情況下, 炭質(zhì)以機械混入物的形式混入其中 ,但在成巖過程中,部分炭質(zhì)可能包裹在晶格中,給除炭造成一定的困難。第二類染色雜質(zhì)是色素元素, 如 Fe 、Ti 、V 、Cr 、Cu 、M n 等, 一般情況下,Fe 和 Ti 是主要染色元素 ,賦存形式有 Fe2O3·nH2O 、FeO 、FeCO3 、FeSO4 、Fe2(SO4)3 、FeS2 、TiO2(金紅石 、銳鈦礦、板鈦礦), 其他元素含量甚微, 對白度影響不大。第三類染色雜質(zhì)是暗色礦物, 如黑云母、綠泥石等。暗色礦物在礦物巖石呈色中通常處于次要地位 ,因此,影響礦物巖石白度的主要因素是有機質(zhì)、鐵和鈦等。
2 煅燒增白
高溫煅燒是除炭增白的最佳方法。例如對煤系高嶺土進行增白處理 , 有機質(zhì)在高溫下易于燃燒 , 煅燒可以除掉高嶺土粉中絕大多數(shù)有機炭 , 使白度大大提高 , 因此, 煅燒是除去高嶺土(巖)粉中有機炭最經(jīng)濟、有效的方法。
當(dāng)有機質(zhì)基本燒掉以后 , 影響白度的主要因素是鐵、鈦雜質(zhì), 特別是鐵對白度的影響更大。雖然在還原氣氛下煅燒可使 Fe3+轉(zhuǎn)換成 Fe2+ , 削弱鐵的呈色能力, 或在1300 ℃下煅燒使鐵進入莫來石或尖晶石結(jié)構(gòu)內(nèi), 削弱鐵的呈色能力 , 但都未從根本上把鐵除掉, 且前者產(chǎn)品易返黃 , 后者可能會改變礦物的結(jié)構(gòu)及性能, 也失去其特有的應(yīng)用價值。為了使礦物煅燒后, 既具有高的化學(xué)活性和很高的白度, 又保持原有的結(jié)構(gòu), 就必須在較低溫度如 850 ℃以下將其增白。劉宇等[ 1] 在高嶺土粉中加入兩種添加劑 , 用量為高嶺石粉的 1 %～ 2 %。煅燒的低溫階段 , 一種添加劑分解 , 改變爐內(nèi)氣氛 , 對高嶺土粉直接漂白 ;在較高溫度下 , 第二種添加劑分解, 并與鐵反應(yīng), 生成的化合物在此溫度下?lián)]發(fā), 把鐵帶走 , 起除鐵漂白的作用。兩種添加劑混合使用, 有明顯的增白效果 , 例如焦作 325 目高嶺土粉 , 在 780 ℃下直接煅燒白度為 78 ～ 80 , 加增白劑煅燒后 , 白度可達 94 , 可滿足合成沸石、造紙涂料、油漆填料及電纜填料對白度的要求。
來源：中國粉體技術(shù)網(wǎng)
