5-焙烧煅烧法教程

高岭土的煅烧



煤系高岭土的特点：由于与煤伴生，高岭岩在生 成过程中，有机质直接渗入高岭土，并在一定温 压下，有机质逐渐转变成固定碳，存在于高岭土 结晶间隙中，使煤系高岭土呈现灰黑钳子色或灰 白色。 为了消除碳的影响，可用氧化漂白法来提高白度， 如双氧水、过氧化钠、次氯酸钠、臭氧等氧化剂， 其白度只能提高到80%左右。 用连二亚硫酸钠还原也只能脱除铁质的影响。


回转窑

回转窑，也叫旋窑。分为直焰式和间接加热式回 转窑。 在直焰式回转窑中，物料与烟气或燃烧产物直接 接触，燃料多为重油或煤气。 在间接加热式回转窑中，物料和燃烧产物被内层 筒壁隔开，物料靠筒壁传热而升温煅烧，燃料为 重油、煤气、煤等。 用于高岭土煅烧的回转窑多为间接加热回转窑。
高岭土的煅烧


650 ℃温度以下脱羟基煅烧 的高岭土 特点：具有优良的电性能 用途：电缆绝缘层的电性能 改良剂，或用于橡胶制品及 橡胶密封材料的填料 要求：这种煅烧高岭土除脱 羟基要求完全外，对白度 、 活性要求不太严格。
高岭土的煅烧


700-860 ℃煅烧的高岭土 特点：高岭石的层状晶体结 构遭到破坏，在层间形成多 孔结构，扩大了吸附能力及 比表面积，活性好 用途：制备合成沸石、农药 载体或催化剂载体等。 要求：除了对产品有较高白 度要求外，对产品活性、细 度及铝硅比亦有要求。

它以窑车做窑底，也称车底式倒焰窑；因窑车从
窑的一端进出也称抽屉窑。
梭式窑
西安惠尔机械制造有限公司
梭式窑

梭式窑采用高速调温烧嘴，应用高温轻 质隔热材料砌窑，煅烧操作可自动控制。

窑车数可视窑的容积而定，小则一二辆， 大则三四辆。
梭式窑结构示意图
1---窑室； 2---窑墙； 3---窑顶； 4---烧嘴；
高岭土的煅烧工艺 工艺一：先煅烧，后超细粉磨

a.原料→干式磨矿（325目或1250目） →煅烧→湿
式超细磨（-2μm） →干燥→打散→产品

b.原料→干式磨矿（325目或1250目） →煅烧→干
式超细磨（-10μm） →产品
高岭土的煅烧

先烧后磨工艺的优点 可保证合格的粒度。 工艺流程相对简单。 先烧后磨的不足之处 硬度高，球耗增加。 煅烧作业后的再磨使产品 白度比先磨后烧工艺 低1~3%，因此要求矿石质量较高。

用于高岭土煅烧的隧道窑，主要是沿袭陶瓷工业 而来，长度略短些，是一种连续性窑炉。

窑道截面小，一般窑内温差较小，产品烧成质量 均匀，操作管理方便，煅烧温度在1400℃以下。
燃烧用煤或油作热源时，采用隔焰式，避免污染； 用煤气或电作热源可采用明焰式。

A Tunnel kiln and kiln car lined with refractories from Shinagawa Refractories Australasia
梭式窑结构示意图 1---窑室；2---窑墙； 3---窑顶；4---烧嘴； 5---升降窑门；6---支烟道； 7---窑车；8---轨道
梭式窑

为了避免每次封闭拆卸窑门，窑门可固定砌筑在 窑车一端上，随窑车的推入或拉出而起封闭或开 启作用。 进行升温煅烧，待高岭土煅烧好后，冷却至一定 温度，从窑门拉出窑车。 物料可在窑外装、卸，易实现机械化操作，大大 地改善了劳动条件和减轻了劳动强度。
高岭土的煅烧

采用高温氧化煅烧等方法除碳，可提高高岭土的 白度。


一般煤系高岭土经煅烧后白度大幅度提高，质量 较好的矿石，白度可达90%以上。 煅烧除了脱除有机质提高白度外，还能脱除羟基， 从而提高最终产品的孔隙体积和活性。
高岭土的白度


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。 自然白度 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
高岭土的煅烧
高岭土煅烧温度进一步高至 950~1050 ℃后，分为两种： 950 ℃以下------不完全煅烧 1050 ℃以下------完全煅烧 特点：前者活性好于后者，但白 度较后者差，后者具有更高的白 度和亮度、吸油值高、比表面积 大、遮盖率好。


用途：作纸张填料具有良好的光
5---升降窑门；
6---支烟道； 7---窑车； 8---轨道



烧嘴安设在两侧窑墙上， 并且视室的高矮设置一 层或数层烧嘴，窑底用 耐火材料砌筑在窑车钢 架结构上。 窑底吸火孔支烟道设在 窑车上面，并且和窑墙 下部的烟道相连接。 利用牵引设备使装制品 的窑车在窑室底部轨道 上移动，窑车之间及窑 车与窑墙之间设有曲封 和砂封。

Al2O3.2SiO2.2H2O→Al2O3.2SiO2+2H2O 偏高岭石 高岭土脱除结晶水是一个缓慢的过程，直到1000 ℃左右，晶格水才脱除完毕。
高岭土的煅烧



脱水产物的转化阶段：脱水后产物接着转化的起始温度是 950 ℃左右 ，构成铝硅尖晶石新的结构。反应式为： 2(Al2O3.2SiO2)→2Al2O3.3SiO2+SiO2 硅尖晶石 1050-1100 ℃开始转化为似莫来石，反应式如下： 2Al2O3.3SiO2→2（Al2O3.SiO2）+SiO2 似莫来石 1300~1525 ℃生成莫来石，反应式如下： 3（Al2O3.SiO2）→3Al2O3.2SiO2+SiO2 莫来石

石墨的高温煅烧提纯

优点：
可以使石墨达到很高的纯度，99.9%、99.99%，
甚至99.999%，而且污染也少。
杂质气体不是实际意义上的大气，这些气体遇
冷马上凝固成粉状，而且都是纳米级的超细粉。
这些灰分都可以回收，因为不同成分的灰分凝
结温度不一样。
石墨的高温煅烧提纯


缺点： 要加温到3000℃需要很大功率，比较耗能； 生产规模受到限制； 电炉加热技术要求严格：隔绝空气，否则石墨 在热空气中升温至450 ℃时就开始被氧化，温 度越高，石墨的损失就越大。 天然石墨的高温提纯目前从设备、工艺技术上还 不是很成熟，需要加大开发力度。
倒焰窑

由于火焰在窑内是自窑顶倒向窑底流动，根据垂 直方向气流法则，窑内温度分布会自动达到均匀，
煅烧高岭土质量比较稳定。

特点：生产能力不大，劳动强度大，烧成制度较
灵活，操作简单，技术易于掌握。
梭式窑

梭式窑：一种改进型的窑车式倒焰窑，结构与矩 形倒焰窑基本相同，它发挥了倒焰窑的优点，克 服了倒焰窑的不足，是国内近十年来发展最为迅 速的窑型之一。
化学漂白法

概述


氧化漂白法
还原漂白法 氧化-还原联合漂白法
氧化漂白法
FeS2+NaClO→Fe2++SO42- +Na+ +Cl-
连二亚硫酸钠漂白法
Fe2O3+Na2S2O4+H2SO4=Na2SO4+2FeSO3+H2O
化学选矿

概述 浸出法 化学漂白法 煅烧法
煅烧法
概述 煅烧方法 煅烧工艺 煅烧工艺设备

工作原理：将煤加入 燃烧室的炉栅上，一 次空气由灰坑穿过炉 栅，经过煤层与煤燃 烧。 燃烧产物从挡火墙和 窑墙所围成的喷火口 喷到窑顶，再从窑顶 经过窑内的高岭土匣 钵倒流至窑底，最后 由吸火孔、支烟道及 主烟道向烟囱排出。

倒焰窑工作流程图 1---窑室；2---燃烧室； 3---灰坑；4---窑底吸火孔； 5---支烟道；6---主烟道； 7---挡火墙；8---窑墙； 9---窑顶；10---喷火孔
隧道窑
Timeline of kiln development
倒焰窑

高岭土煅烧用倒焰窑，也是参照陶瓷工业的设备， 同梭式窑为一类，同为间歇式煅烧窑。

倒焰窑的结构
窑体
燃烧设备
通风设备
倒焰窑工作流程图 1---窑室；2---燃烧室；3---灰坑；4---窑底吸火孔； 5---支烟道；6---主烟道；7---挡火墙； 8---窑墙；9---窑顶；10---喷火孔
高岭土的煅烧

影响因素 原料品质 原料粒度 煅烧温度 煅烧方法 升温速度与恒温时间 添加剂的选择 煅烧气氛的控制
石墨的高温煅烧提纯

原理：石墨能耐高温，具有较高的升华点（3652-3697 ℃）。将石墨通过惰性气体和氟利昂的纯 化炉中加热至2300-3000 ℃，维持近1h，就可因 低沸点的杂质蒸发而提纯。 适用范围：生产高纯石墨 应用：主要用于半导体、高纯石墨制品和光谱电 极等。
高岭土——偏高岭土、硅铝尖晶石、莫来石 石膏——半水石膏、硬石膏 铝土矿——氧化铝
概述
氧
羟 基
铝 硅 偏高岭土结构示意图 ○—硅 ●—铝 o—氧 · —层面上的氧
高岭石的晶体结构
概述
80-120 ℃ 150 ℃ Ca[SO4].2H2O Ca[SO4].1/2H2O Ca[SO4] 石膏
概述

非金属矿煅烧的目的： 脱除杂质，提高产品的纯度和白度 脱除碳质、有机物 脱除硫化物 改变矿物现状，有利于下一道工序的进行 石英岩的煅烧和急冷——有利于超细磨矿的 进行
概述
脱除非金属矿物中所含的结合水（羟基），破
坏矿物的晶体结构，提高煅烧产品的空隙体积、 化学反应活性，改变物理化学性能。
学性能，可部分（表面改性后） 代替钛白粉。
高岭土的煅烧