本發(fā)明涉及一種煤矸石制備高嶺土技術(shù)，具體為一種用煤矸石制備電泳漆用煅燒高嶺土的工藝。

背景技術(shù)：

高嶺土是一種各方面不斷提高的新型非金屬礦物粉體材料，其性能獨特，并且應(yīng)用范圍不斷擴大。廣泛用于造紙、橡膠、塑料、電纜、陶瓷、油漆涂料等領(lǐng)域，在現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品升級進步中起著重要作用。煤矸石是一種煤系高嶺土，其特點是原礦本身呈黑褐色，經(jīng)煅燒后白度較高，經(jīng)過粉碎、煅燒等深加工后可以作功能性材料應(yīng)用到造紙、涂料、橡塑、電線電纜、以及耐火材料等領(lǐng)域。不同的加工工藝可以賦予產(chǎn)品不同的應(yīng)用功能，本發(fā)明的目標是利用煤矸石制備電泳漆用煅燒高嶺土的工藝技術(shù)。

電泳漆，也叫電泳涂料，現(xiàn)在還有很多人沿用“電泳漆”的稱呼，而不用“電泳涂料”。因為常規(guī)噴漆經(jīng)常會出現(xiàn)缺陷，電泳在生活中的應(yīng)用范圍變得越來越廣，因此電泳漆也開始不斷的更新?lián)Q代，先是從陽極電泳漆轉(zhuǎn)換到陰極電泳漆，再從單組分電泳漆到雙組分電泳漆，從而促進了電泳涂裝的不斷進步，使更多的產(chǎn)品生產(chǎn)的時候，用電泳漆代替了之前的手工噴漆。

在20 世紀60 年代，隨著時代進步，人們對金屬表面防腐防銹要求的不斷提高，為了防止過多的金屬腐銹現(xiàn)象的發(fā)生，用高嶺土的性質(zhì)來緩解。電泳漆行業(yè)中經(jīng)常使用的高嶺土有兩大類:1)水洗超細高嶺土;2)煅燒超細高嶺土。

煅燒高嶺土要制備成電泳漆，主要可做填料，填充劑，可應(yīng)用在色漿中。煅燒高嶺土在電泳漆中的作用原理源于：其性質(zhì)為白色體質(zhì)顏料，不僅可以降低成本，還可以使電泳漆涂膜富有質(zhì)感，提高電泳產(chǎn)品的抗擊打性等。結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,煅燒高嶺土在對電泳漆的作用中，主要依靠的是當今非金屬礦最重要的深加工技術(shù)之一：其表面改性。煅燒高嶺土表面改性是指根據(jù)應(yīng)用的需要，用物理的、化學(xué)的或機械的方法對高嶺土粉體表面進行處理以改變其表面的理化性質(zhì)，使高嶺土微細顆粒表面包覆一層有機偶聯(lián)劑化合物，從而使高嶺土表面性質(zhì)發(fā)生變化，其目的是當使用電泳漆的時候，增強其與有機質(zhì)之間的相容性。如表面晶體結(jié)構(gòu)和官能團、表面能、表面電性、表面浸潤性。

電泳漆對煅燒高嶺土的要求：

1）粒度

煅燒高嶺土顆粒特細(小于2um顆粒含量大于92%)，粒度細，海格曼細度值要適當并且分散性能較好。

2）電導(dǎo)率

煅燒高嶺土的電導(dǎo)率低，通常小于30us/cm，電導(dǎo)率控制的越低越好，因為電導(dǎo)率的高低直接反映了高嶺土產(chǎn)品中可溶性離子的含量。電導(dǎo)率越低，反應(yīng)后產(chǎn)生的雜質(zhì)越少，最終對產(chǎn)品產(chǎn)生的腐蝕影響就越小。

3）篩余物

篩余物的含量越少越好， 因為篩余物少代表著產(chǎn)品中粗粒少，分散性也就越高，色漿的過濾性能好，所以，生產(chǎn)成本也就越低。

電泳漆用煅燒高嶺土的現(xiàn)有工藝研究：

通常煅燒高嶺土細度為小于2um顆粒含量達到85%,為了實現(xiàn)細度指標達到小于2um顆粒含量大于92%,常規(guī)的工藝是利用細度為小于2um顆粒含量80%左右煅燒高嶺土，繼續(xù)進行二次濕法磨礦加工來實現(xiàn)細度要求，并采用噴霧干燥脫水、打散機粉碎還原細度,且在磨礦過程中需使用純凈水以保證最終產(chǎn)品的電導(dǎo)率。常規(guī)工藝的缺點：

1）二次濕法磨礦。2）使用純凈水用于磨礦制漿。3）二次脫水干燥4）二次打散還原。5）工序復(fù)雜，使用設(shè)備較多，生產(chǎn)成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有煤矸石制備高嶺土中存在的指標不高的問題，提供了一種用煤矸石制備電泳漆用煅燒高嶺土的工藝。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種用煤矸石制備電泳漆用煅燒高嶺土的工藝，路線為煤矸石原礦→一次干法除鐵→破碎→二次干法除鐵→干法磨礦→部分生料和部分熟料加自來水制漿→一次濕法除鐵→濕法磨礦→二次濕法除鐵→過篩200目、325目、500目振動篩→三次濕法除鐵→一次干燥→打散→煅燒→打散→產(chǎn)品。

在磨礦過程中，增加500目振動篩不斷地排出超細磨礦過程中煤矸石礦物中夾帶的有機、無機類雜質(zhì)和25微米以上的粗顆粒，同時采用磁選除鐵技術(shù)，剔除加工過程中的機械鐵質(zhì)和礦物中的磁性物質(zhì)。

煅燒窯煅燒溫度為980℃左右，在制漿過程中添加0.3%（質(zhì)量比）有機分散劑-聚丙烯酸鈉，而在磨礦過程中無須添加散劑。

自來水制漿是用煅燒高嶺土成品熟料（細度小于2微米含量占80%）和煤矸石325目生料按6：4質(zhì)量比混合制漿。

為了解決利用煤矸石制備電泳漆用煅燒高嶺土的問題，考慮到除雜的重要性，在破碎及粉碎過程中，煤矸石經(jīng)過了選礦、過篩、除鐵等工藝，這樣除去了礦石夾帶的部分有機質(zhì)、石英類雜質(zhì)和部分鐵質(zhì)，在粉磨設(shè)備上也設(shè)置了雜質(zhì)排放口，有效地避免了雜質(zhì)流入下道工序。

在煅燒窯的窯頭、窯尾箱上設(shè)置了排濕料口，及時排出煅燒窯爐煙塵中夾帶硬度較高顆粒較粗的過火料，有利于保持最終產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成的均勻。

煤矸石經(jīng)超細粉碎和除雜除鐵后，提高了純度細度，煅燒溫度可由原來的1050℃降到980℃，仍可獲得煅燒高嶺土預(yù)期的白度性能，煅燒溫度的降低有利于提高最終產(chǎn)品的細度。

在濕法超細磨礦過程中添加有機分散劑-聚丙烯酸鈉，取代了傳統(tǒng)的無機分散劑-六偏磷酸鈉，也有利于在煅燒過程減少高嶺土顆粒的燒結(jié)團聚現(xiàn)象，解決高嶺土顆粒煅燒時產(chǎn)生聚結(jié)而導(dǎo)致顆粒返粗問題。

申請人以煤矸石為原料生產(chǎn)電泳漆用煅燒高嶺土，經(jīng)過試驗研究，打破電泳漆用煅燒高嶺土的常規(guī)生產(chǎn)工藝，用煅燒高嶺土成品熟料（細度約為小于2微米含量80%）和煤矸石325目生料按6：4混合制漿。由于配制漿料中含有部分已煅燒熟料，漿料黏度較小,漿料固含量可達60%，經(jīng)超細粉碎、剔除雜質(zhì)、濕法磨礦過程使用有機分散劑和控溫煅燒過程有機地結(jié)合起來，解決了電泳漆用煅燒高嶺土產(chǎn)品的細度和電導(dǎo)率問題，產(chǎn)品質(zhì)量能夠滿足客戶對電泳漆用煅燒高嶺土粒度指標和電導(dǎo)率指標等要求。

以下是申請人采用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的電泳漆用煅燒高嶺土（E-53）與采用改進工藝生產(chǎn)的電泳漆用煅燒高嶺土（E-92）的性能對比表：

從表中性能對比分析來看，改進工藝生產(chǎn)的電泳漆用煅燒高嶺土的各項性能指標均達到或超過了傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的電泳漆用煅燒高嶺土。

具體實施方式

比較例1：

傳統(tǒng)工藝流程:煤矸石原礦→破碎→干法磨礦→全生料加自來水制漿（固含量55%，固體部分配料組成：325目煤矸石生粉100%、六偏磷酸鈉0.8%）→一次濕法磨礦→一次干燥→打散→煅燒（1050℃）→打散→全熟料加純凈水制漿（固含量60%，固體部分配料組成：4000目煅燒高嶺土100%）→二次濕法磨礦→二次干燥→打散→產(chǎn)品。

實施例1

工藝流程:煤矸石原礦→一次干法除鐵→破碎→二次干法除鐵→干法磨礦→部分生料和部分熟料加自來水制漿（漿料固含量60%，固體部分配料組成：325目煤矸石生粉40%、4000目煅燒煤矸石熟料粉60%、聚丙烯酸鈉0.3%）→一次濕法除鐵→濕法磨礦→二次濕法除鐵→過篩200目、325目、500目振動篩→三次濕法除鐵→一次干燥→打散→煅燒（980℃左右）→打散→產(chǎn)品。

本申請工藝介紹如下：煤矸石原礦經(jīng)錘式破碎機破碎到粒徑在30mm以下，經(jīng)兩次干法除鐵除去粉碎過程中帶入的機械鐵雜質(zhì)和礦物中的磁性物，送入颶風(fēng)磨進一步粉碎至325目，在制漿池內(nèi)加入自來水配漿，制成固含量60%的漿料，配料組成：325目煤矸石生粉40%、4000目煅燒煤矸石熟料粉60%、聚丙烯酸鈉0.3%。漿料入攪拌磨經(jīng)過研磨后粒度達到小于2微米含量大于94%，經(jīng)三次高強度濕法除鐵除去磨礦過程中帶入的機械鐵雜質(zhì)和礦物中的磁性物，分別通過100目、325目、500目振動篩除去礦漿中有機和無機類雜質(zhì)，經(jīng)多次除鐵和多次精細過篩除雜，確保了礦漿的純度，從根本上為保證最終產(chǎn)品的性能指標奠定了基礎(chǔ)，之后將礦漿輸送到干燥塔進行脫水干燥，控制熱風(fēng)溫度約680℃左右，尾氣溫度約為110℃左右，干燥成水份小于1%的粉料，通過打散機將干燥過程形成的聚結(jié)顆粒打碎，同時在打散過程中排出硬度較大、顆粒較粗的雜質(zhì)，達到細度要求的物料入回轉(zhuǎn)窯進行煅燒，控制煅燒溫度約為980℃左右，由于控制煅燒溫度較低，有利于保證達到產(chǎn)品的細度要求，出窯后煅燒高嶺土經(jīng)空氣冷卻后，通過打散機將煅燒過程形成的聚結(jié)顆粒打碎，同時在打散過程中排出硬度較大、顆粒較粗的雜質(zhì)，最終得到超細超白且電導(dǎo)率符合要求的電泳漆用煅燒高嶺土。

改進后的本申請工藝具有以下優(yōu)點：

1）節(jié)省了二次濕磨設(shè)備及干燥設(shè)備和二次打散設(shè)備的投資。

2）節(jié)省了二次濕磨及二次干燥過程耗能。

3）解決了二次濕磨需要使用純凈水的問題。

4）提高了一次干燥前的制漿固含量，降低了一次干燥能耗。

5）使用有機分散劑聚丙烯酸鈉代替了無機分散劑六偏磷酸鈉，減小了煅燒殘留物對產(chǎn)品粒度的影響。

6）經(jīng)多次除鐵、過篩提高了產(chǎn)品的純凈度。

以煤矸石為原料，通過改進工藝，簡化了電泳漆用煅燒高嶺土的生產(chǎn)工藝，由于工藝簡單，設(shè)備投資小，不需使用純凈水，且省下了二次磨礦及脫水干燥及打散還原設(shè)備投資，工藝路線短，耗能小，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品具有較強的市場競爭力。一方面能夠滿足電泳漆客戶的需求，同時也為我公司開辟了新的利潤增長點，真正實現(xiàn)了變廢為寶，節(jié)能降耗，使廢棄煤矸石的高附加值綜合利用上了一個新的臺階。