高岭土填料的表面改性及其应用
煤系高岭土的表面改性及其应用
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煤 系高 岭土 的表 面改性 及其 应用 ①
赵月芳
（ 朔里煤 矿 高岭土 总 厂煅烧 厂 安徽 淮北 ２５５） ３ ０ ２
［ 摘 要】 文 浅 析 高岭 土 的特 征 、改性 作 用 、 改性 剂 的 构造 与 改 性机 理 、应 用 等 。 本 ［ 关键 词］ 烧 高岭土 表面 改性 用 途 煅 文 章编 号 ：０ ９ ９ ４ （ ０ ０ ２ — ３ ９ ０ １０ — １Ｘ ２ １） ２０ ０— ２ 中图分 类号 ：Ｑ ２ ． Ｔ ６ ３６ 文献标 识码 ： Ａ
１煤 系高 龄岩 特 征 煤 系高 岭岩 主 要 由高岭 石及 炭 质等 组成 。矿 石 一般 为灰 色一 灰 黑色 ， 块 状 构造 ， 壳状 断 口， 隐晶质 结构 ， 晶体呈 蠕 虫状， 晶有序 度 高， 结 是我 国北方 石 炭 、二 叠系 煤 层 中夹 杂 的 一种 岩 石 。煤 系 高岭 岩 与煤 层 具 有一 定 的 成 因关 系 ， 般厚度 ０ ３ １ ５ ， 一 ． ． ｍ 且有 的矿 段可 出现 数 层， 成为 一种 独特 的 资源 。 ２高岭 ± 表面 改性 煅烧 高岭土 表面 改性 ， 是根据 应用 的需要 有 目的地将 其表面 原有 的物化 性 质 进行 改变 ， 即利用 表 面化 学方 法， 将有 机物 分子 中 的官 能团在 高 岭土颗 粒表 面 产生吸 附或化 学反应 ， 颗粒表 面进 行包覆 ， 高岭土 的表 面有机 化， 到 改 对 使 达 性 的 目的 。改性剂 的选 择和 应用 ， 是表 面改 性 的关键 技术 ， 其工 艺和 设备 也是 这 一技 术 重要 的组 成部 分 。使 用 的表 面改 性剂 ， 般选 择 以硅 烷偶 联 剂类 为 一 主 体 的 改性 剂 。用 量可 根 据煅 烧 高 岭土 的改 性量 、比表 面 积 、最 小包 覆 面 积 计算 出。按 经验 ， 般加 入 ０ ３ ％ １ ２ 一 ． 一 ． ％左右 。 ２ １ 硅烷偶 联 剂 ． 商 品化 的硅烷 偶 联剂 有近 百种 ， 选择 是 改性 的关 键 。不 同 的硅烷 偶 联 其 剂 与其 它 助剂 的复 配方 法 、使 用 方法 和 适 用范 围都 不 同 。因而 要 根据 不 同 的有机 高 分子 基 料及 不 同应用 行 业 技术 要求 等 ， 选择 不 同 的偶 联剂 和 助 剂 。 在 无机 粉 体颗 粒 的 表面 改 性 中 常用 的 是 乙烯 基 硅烷 、氨 基 硅烷 、环氧 基 硅 烷 、 羧基 硅 烷 、 甲基 硅 烷 等 。硅 烷偶 联 剂 是 合 成 的，一 般 是硅 原 子 上有 可 水 解基 团 的合成和 硅 原子 上有 官能 团 的合成 。无机 粉体 表面 改性 常用 的硅 烷 偶 联 剂采 用 的是 后 者 的合 成 方 法 。 硅烷偶 联剂 是类分 子中 同时含有 两种 不同性质 基 团的有机 硅化合 物， 可用 以下通 式表 示 ：ＳＸ Ｙ ｉ 式 中 Ｘ是 水解基 团， 一般 是烷氧 基 。这 类基 团 水解后 生 成 ｓ － Ｈ 可 与煅烧 高 岭土颗 表 面产 生化 学反 应， 成氢 键， 缩合 成共 价键 。 ｉＯ ， 形 并 由于氢键 和共价键 是远 比范 德华 力强 的界面作 用力 ， 且硅烷 偶联剂 与煅烧 高 岭 土 粉体 间 的界面 总键 能要远 远 高 出单纯 的物 理吸 附 。因此 呈现 出对煅 烧 高岭 土粉 体界 面 有很 强 的附着 力 。硅烷 偶 联剂 各 分子 间 的 Ｓ 一）相 互缩 合， ｉ（ Ｈ 齐聚 形 成网状 结构 的膜 ， 覆盖 在高 岭土 粉体 颗粒 的表 面， 外露 有 Ｙ反应 活性 的 官 并 能 团， 它又可 与有 机 高分 子材料 等 发生键 合 作用， 使煅 烧 高岭土 与有 机 高分 子 基 料之 间 产生 强 有 力的 交 联， 形成 牢 固的 化学 键 。 ２ ２ 改性 设 备与工 艺 ． 表面 改性 一般 以干法 为 主 。 法 改性成 本低 ， 艺技术 要求 不复 杂 ， 效 干 工 且 果 能达 到要 求 。 目前 国 内表 面 改性 的设 备有 高速 捏 合机 和连 续 改性 机， 也可 用 高频 振 动研 磨 机 等对 煅 烧 高 岭土 进 行表 面 改 性 。 （） 高速 捏合机 改 性 。 煅烧 高岭 土粉 体加 入到 捏合 机 中， １用 将 在搅 拌 叶片 的高速 旋转 运动下 ， 高速 旋转 的料流 撞击 到折流 板上， 改变 物料 流动 的方 向， 物 料 可旋转 式 的上下 转动 ， 强化 了物 料 的混合 与分 散效 果 。当磨擦 升温 后， 加 滴 助 剂， 调整煅 烧 高岭 土 的表 面 性质 。 当温 度继 续上 升 到 ９ ℃时 ， Ｏ 以雾化 或 滴 加 的方 式加 入 改 性剂，然后 再进 行 高速 搅 拌 等 工艺 。 （） ２ 用连 续 改性机 改性 用 ＳＧ三筒连 续 改性机 时 ， 煅烧 高 岭土和 复合 Ｌ 将 改性剂 按 一定 比例分 加， 并以螺 旋送 料 的方式 进入 改性 腔 中， 煅烧 高 岭土 可在 该段 加热 。改性腔 物料 在 高速 旋转 的转 子带动 下 ， 流 化态旋 转 ， 煅烧 高 岭 呈 对 土进 行充 分 的混 合 打散 和强 制 表面 改性 。Ｐ Ｃ连续 改性 机是 先将 高 岭土在 螺 Ｓ 旋送料 段 加热， 后用 螺旋 方式 输送 到雾 化腔 体， 然 将复 合改 性剂 以雾 状与其 他
高岭土在土壤修复中的应用研究进展
高岭土在土壤修复中的应用研究进展土壤污染是当前全球环境问题中的重要研究课题之一。
随着工业化和城市化的快速发展，土壤污染不断加剧，给生态环境和人类健康带来了巨大威胁。
因此，寻找和开发高效可行的土壤修复技术显得尤为重要。
高岭土作为一种常见的矿物材料，在土壤修复领域中具有广泛的应用前景。
本文将就高岭土在土壤修复中的应用进行综述，介绍其应用的研究进展。
首先，高岭土在土壤修复中的应用主要通过其物理、化学和生物学特性来发挥作用。
高岭土具有良好的吸附性能，可以吸附土壤中的有害物质，如重金属离子、有机污染物等，从而减少其在土壤中的活性。
高岭土还具有优秀的团聚性，可以改善土壤结构，增强土壤的保水保肥能力。
此外，高岭土中的微生物群落丰富多样，可以促进土壤有机质的分解和转化，提高土壤的肥力。
其次，高岭土在土壤修复中的应用主要包括吸附修复和改良修复两个方面。
吸附修复是指高岭土通过吸附作用将污染物固定在土壤中，降低其在土壤中的浓度和活性。
吸附修复主要适用于重金属离子和有机污染物等污染物的修复。
例如，研究表明，高岭土可以有效吸附土壤中的重金属离子，如铅、镉等，从而减少其对土壤和植物的毒害。
改良修复是指利用高岭土改良土壤结构，增强土壤的保水保肥能力，从而减少有害物质对土壤的侵害。
改良修复主要适用于酸性土壤和腐殖质含量低的土壤。
例如，研究表明，高岭土可以中和酸性土壤，提高土壤的pH值，从而促进土壤中有机质的分解和转化。
然而，高岭土在土壤修复中的应用还存在一些问题。
首先，高岭土的修复效果受到土壤环境因素的影响较大，如土壤酸碱度、有机质含量等。
因此，在具体应用时需要根据土壤性质进行合理调控。
其次，高岭土的修复效果还受到高岭土的种类、粒径等因素的影响。
不同种类和粒径的高岭土具有不同的吸附能力和团聚性能，因此需要选择合适的高岭土进行修复。
此外，高岭土在土壤修复中的应用还涉及到修复成本和可持续性等问题，需要进一步探索和研究。
综上所述，高岭土作为一种常见的矿物材料，在土壤修复中具有广泛的应用前景。
改性煤系煅烧高岭土在电缆中的应用
第32卷增刊非金属矿V ol.32 Supplement 2009年7月Non-Metallic Mines July, 2009改性煤系煅烧高岭土已广泛应用于造纸涂料、橡胶、塑料等行业，主要作为白色颜料或填充料。
在电缆料中很少开发使用，主要原因：一是在电缆料中的用量相对较小，一般的电缆厂每月用量30~50t，和造纸厂相比用量太少。
二是技术复杂加工难度大，不仅要控制好煅烧温度，保证较大的空隙率，还要改性处理。
但是用在电缆中的改性煅烧高岭土价格高，4300元/t左右，而用在造纸涂料中的价格只有2000元/t 左右，两者相差一半以上。
现高岭土电缆料中大多添加的是广西的陶土。
雪纳公司在不同煅烧温度、不同含铁量、不同改性剂实验中发现，在合适的煅烧温度条件下，经过表面处理的煤系煅烧高岭土，用在电缆中，能有效提高电缆的绝缘性。
高岭土经适当温度煅烧后有极高的电阻率，主要是因为其空隙率大，比表面积大，表面活性高。
不同煅烧温度的高岭土空隙率不一样，空隙率对电缆的电性能影响很大，空隙对电缆材料中一些较活泼的有害成份有一定的吸附作用，提高电缆绝缘性；煅烧高岭土表面改性的目的是改变煅烧高岭土粉体表面性能，改善煅烧高岭土与有机高分子材料的结合性，提高其在高分子材料中的分散性，增强制品的性能，使有机高分子材料-改性剂-煅烧高岭土之间产生良好的结合界面，使煅烧高岭土在电缆中能均匀分散，起到更好的桥梁作用。
所以，合适改性剂的使用也很关键。
实验原料准备：手选高岭土矿石→颚式破碎→干法除铁→磨粉→研磨→干燥→打散→煅烧→打散分级。
1 煅烧高岭土改性实验1.1 实验材料800℃煅烧高岭土，1000℃煅烧高岭土，含铁0.65%的800℃煅烧高岭土，含铁0.75%的800℃煅烧高岭土（细度均为3000目）。
改性剂：南京曙光硅烷、钛酸酯。
1.2 主要设备 500L高速混合机，张家港沙通塑机厂。
1.3 样品制备 取煅烧高岭土75kg加入高速混合机，高速搅拌物料，当其温度上升到95℃时，加入改性剂（硅烷0.3kg和钛酸酯0.6kg），继续高速搅拌物料，当其温度上升到135℃时，改为低速搅拌5min，放料。
高岭土在生产橡胶管填料中的应用
之 中 。
高岭 土的掺入 量达到一 定值之后 ，随着 高岭土加 入量不断 的增
１．３表面 包覆 改性 工艺
加 ，橡 胶管 制品 各项指标 又 出现 下降的趋 势 ，而且 要是 高岭 土
所 谓表面 包覆改性 工艺 ，其指 的是利用物 理吸附或者 是化 材 料的 细 度越 细 ，则 高岭 土 对于 橡胶 管 材料 的补 强 效果 则 更
性剂 包含有 十二烷基 苯磺酸钠 、聚丙烯酰胺 以及聚丙 烯酸钙等 ３橡胶管制品中加入高岭土材料的影响
物 质 。利 用表 面 改性技 术 ，所制 备而 得的高 岭土 颗粒 ，可 以应
在 很多学者研 究之后 得 出，在橡胶 管制品之 中加 入高岭 土
用 到 悬 浮 液 体 系 之 中 ，最 为 常 见 的便 是 应 用 在 造 纸 涂 布 液 材 料之后 能够 有效 的改善 橡胶 管制 品物理 性能 指标 ，但 是 ，当
而 另外的一端 则暴露 在外部 ，这样便 能够确保 高岭土 的表 层结 品所 拥有 的 力学性 能 、耐磨性 能 、耐 腐蚀性 能以 及稳 定性等 均 构能够 和有机物 质拥 有更优 良相容性 。不 过 ，现阶段对 于偶联 有所 提升 ，同时还 能显 著的 改善橡 胶材料 的可 加工性 。另外 ，
硅烷 偶联剂 以及钛酸酯 偶联剂 等 。偶联 剂的分子结 构之 中 ，其 提 升 ，主要 是 由于粉状 的高岭 土 材料加 入之 后 ，能够 和橡 胶材 中一 端可 以和 高岭土 之 中的 ｓｉ－ｏ以及 ＡＩ－Ｏ键形 成化 学结 合 ， 料 之 间形 成高 岭土一橡胶 复合材 料 ，这样 便可 以确保 橡胶 管制
高岭 土在生产橡胶管填料 中的应用
刘 建 国（１ＩＩ：ｆｌｌｔｆｔ田长龙 橡塑 有限 责任 公司 ，山东 东 营 ２５７０９１）
高岭土的基本性质及应用
高岭土的基本性质及应用高岭土是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土或粘土岩。
高岭土煅烧高岭土1、名称：“高岭土”得名于中国江西省景德镇高岭村出产的瓷白色粘土。
又名：瓷土、瓷石、陶土。
2、成分：高岭土的矿物成分主要由高岭石（Al4 [Si4O10]（OH）8）、埃洛石（Al4 [Si4O10]（OH）8·4H2O）、水云母、伊利石、蒙脱石（NaX(H2O)4{（Al2[Alx Si4-xO10](OH)2}）以及石英、长石等矿物组成；主要矿物成分是高岭石，含量达90%以上。
3、物理性质：高岭土的颜色为白色，或接近于白色，最高白度能达到95%以上。
高岭土的颜色随着金属含量或者有机质含量的不同略有变化，含Fe2O3时呈玫瑰红色、褐黄色；含Fe2+时呈淡蓝色，淡绿色；含MnO2呈淡褐色；含有机质时则呈淡黄色、青色、灰色、黑色等。
高岭土多为隐晶质致密状或土状集合体；硬度2.0~3.5；比重2.60~2.63；熔点1780℃；绝缘性好，可塑性较低。
4、开发与应用：高岭土主要用来制作日用陶瓷、工业陶瓷、建筑卫生陶瓷和耐火材料，也作为造纸、建筑、涂料、橡胶、塑料、纺织品等的充填料或白色颜料。
随着工农业和科学技术的发展，高岭土也已经成为医药和国防等行业的必需品。
4.1在造纸工业中的应用在造纸工业中，高岭土的国际市场比较繁荣，其销量超过陶瓷、橡胶、油漆、塑料、耐火材料等行业。
在纸浆中，高岭土通常少与其配料发生反应，有较强的稳定性，并且完好地保留在纸张纤维中。
同时，高岭土粒度细，流动性强，机械化生产中可确保纸张涂层厚度均匀，高岭土可填补纸张纤维间的空隙，提高纸张密度，降低纸张透明度，改善纸而平整度，增强纸张吸收油墨的能力。
高岭土作为纸张的填料4.2在陶瓷行业中的应用在陶瓷工业中，高岭土的应用比其他行业早，用量也非常大，通常可以占到配方的20%~30%。
高岭土可以使陶瓷中Al2O3的含量增加，莫来石的生成过程更容易进行，从而提高了陶瓷的稳定性和烧结强度。
煤系高岭土应用现状
煤系高岭土应用现状2022-07-02煤系高岭土因为矿物组成简单、化学成分纯净、耐高温、分散性好、化学性质稳定及电绝缘性优异等物化性质，被普遍运用到各工业领域。
针对煤系硬质高岭土的开发应用，主要对其在以下几个工业领域的应用作具体的介绍：(一) 化工方面(1)生产铝化合物煤系高岭土中一般Al2O3 含量较高，多数介于35%~39%之间，经过更深入的化学工业加工，可生产多种高附加值铝盐产品如氧化铝、纳米级α-氧化铝。
①AlCl3-在精密铸造领域作为硬化剂;石油工业用作加氢裂化剂;造纸领域充当施胶沉淀剂;此外还用作木材防腐剂、污水分离剂等。
②硫酸铝-主要在造纸工业用作填料，其次还用于木材防腐、泡沫灭火及絮凝剂、媒染剂、医药收敛剂等领域。
③Al(OH)3-作为无烟阻燃填料用于聚氯乙烯类塑料和聚合物中;作为催化剂和阻燃填料用于合成橡胶制品;作为增白剂和增光剂用于造纸以及用作人造地毯的填料等。
④纳米级α-Al2O3-电子工业上生产集成电路基片、透明陶瓷灯管、磁带、荧光粉，作为高性能结构陶瓷和激光材料的原料。
(2)生产硅胶、水玻璃及白炭黑煤系高岭土化工生产铝盐过程中，会有大量的反应残渣生成，其主要组分为 SiO2，可用作原料加工生产硅酸钠和白炭黑。
将酸浸残渣通过烧碱溶解，并过滤滤除残渣，再在硅酸钠溶液中加入电解质，通过酸化处理，将含水的 SiO2沉淀处理，处理后产物再过滤、洗涤、干燥后就能得到白炭黑。
(3)合成沸石近年来，对于应用煤系煅烧土来制备沸石，学者们进行了深入的探索。
优质煤系高岭土具有与4A分子筛相近的 Al2O3/SiO2分子比，因而可用于生产沸石。
采用水热晶化法可生成 A、X、Y等不同类型沸石，其中4A沸石用作洗涤剂助剂，能够取代三聚磷酸钠应用在无磷洗衣粉和洗涤剂生产，从而减少对环境的污染。
(二) 在建材领域的应用(1)土聚水泥作为一种新型胶凝材料，土聚水泥主要由无定形矿物组成，矿物组成上土聚水泥相较于硅酸盐水泥具有明显的区别。
高岭土的十大加工方法
高岭土的十大加工方法2022-02-07高岭土的选矿提纯加工方法主要的目的是使高岭土的品位增加，纯度提高，白度提高。
目前高岭土的选矿提纯增白方法主要有：物理法、化学法和物理化学法。
物理法主要有水介质浮沉法、分级、磁选和超细磨矿等；化学法主要有浮选、化学提纯、微生物法漂白、煅烧加工和表面改性等；物理化学法主要有浮选等，也可以物理法和化学法配合使用。
各个地方的高岭土矿的成因和种类的不一样，其中所含的伴生矿物杂质就有所不同，选矿加工方法的选取就要有所差异，要因矿而定。
01 水介质浮沉法水介质浮沉法是指在用水作为介质的条件下，利用各种矿物在水中的浮沉速度和溶解度的不同，把有用矿物和杂质矿物分离开来的一种选矿提纯加工方法。
目前，此种方法主要用于高岭土矿中含有石英等砂质矿物的选矿提纯，在我国很多的高岭土生产企业都采用此种方法。
此方法简单、易操作，经济成本低；但是，此种方法主要去掉石英、长石、云母等碎屑矿物和岩屑等较粗粒的杂质，同时也可除去部分铁钛矿物。
对密度和溶解度与高岭土相似的杂质矿物无法去除，白度提高的不是很明显，适合于较为优质的高岭土矿的选矿提纯。
02分级分级就是利用矿物颗粒的大小或密度的差别来分离矿物，根据不同的情况，分级方法则不尽相同。
若组成矿浆的矿物粒度相差大，则一般用筛网分级；若相近，则据其密度差别进行选别。
常用的分级设备有振动筛、水簸、水力旋流器和离心机等。
分级的作用和水介质浮沉法基本相同，主要是用来除去高岭土矿中的长石和石英等杂质矿物，使得高岭土的纯度和煅烧白度得以提高。
03磁选除铁磁选是利用磁力清除物料中磁性金属杂质的方法。
磁选的应用则是利用各种矿石或物料的磁性差异，在磁力及其他力作用下进行选别的过程。
对除去磁铁矿和钛铁矿等高磁性矿物或加工过程中混入的铁屑等较为有效。
几乎所有的高岭土原矿都含有少量的铁、钛矿物，主要有铁的氧化物、钛的氧化物、钛铁矿、菱铁矿、黄铁矿、云母和电气石等。
这些着色杂质通常具有弱磁性，这样即可用磁选方法除去这些有害杂质。
高岭土在生产橡胶管填料中的应用分析
Ｃ ｈｉ ｎ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖｉ ｅ ｗ
啊ｌ 高 岭 土 在 Nhomakorabea生 产 橡 胶 管 填 料 中 的应 用 分析
王 秀 芳
（ 淮北 矿 业集 团塑里 矿 业公 司 安 徽 淮北 ２ ３ ５ ０ ０ ０ ） ［ 摘 要］ 高岭 土在 橡胶 管生 产 中的 应用情 况 是很 复杂 的 。 主 要是 以当地 产高 岭土 替代 轻钙 原料 ，在保证 质 量 的前提 下 降低 生产 成本 。 高 岭 土是一 种 独特 的 高岭 土资 源 ， 尤 其经过 煅烧 后 的高 岭土是 一种 独特 的优 质原 料 。 只要 经过 超 细粉碎 和表 面改 性等 深加 工技 术处 理就 能成 为橡 、 塑 等高分 子 材料 的填料 。 本文 主要 针对 此 问题进 行探 讨 。 ［ 关键词］ 高岭 土 橡胶 管 填料 原料 分 析 中图 分类 号 ： Ｔ Ｑ ３ ３ ０ 文 献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９ —９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ０ ９ — ０ ３ ０ ９ — ０ １
一
既使 通过 超细粉 碎达 到微 米水 平 ， 其表面 积 的提高 也是 有限 的。 煅烧高 岭土 粉
体是特 殊 的多孔膨松 孔 隙结构材 料 ， 不 仅具有 外 比表 面积 ， 还有 许多 内通道 提 高 比表面 积 的做法 ： 一 是提 高外 比表 面积 ，即通 过超 细粉碎 来 实现 ； 二是 通过 扩 大内通 道 的做 法 。 目前 已经开 发 出的工艺 有酸洗 法 和核磁 共振 方法 。 通 过这
之 间 的界 面作 用 明显增 加 ， 可 以得 到力学 性 能 和加 工性 能均 优 的填 充改 性材