高嶺性工藝及技術(shù)加工探析
時(shí)間:2022-08-27 10:46:55
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[摘要]高嶺土作為我國(guó)的一種重要的礦物資源,在我國(guó)國(guó)內(nèi)的實(shí)際儲(chǔ)量豐富,其加工產(chǎn)物具有較為廣泛的使用性。高嶺土在我國(guó)歷史之中廣泛用作為陶瓷的基本原材料,具有較為良好的穩(wěn)定性以及優(yōu)質(zhì)的物理性質(zhì)。高嶺性工藝在我國(guó)發(fā)展悠久,具有一定的基礎(chǔ)沉淀,隨著現(xiàn)階段現(xiàn)當(dāng)代化工藝的結(jié)合,在高嶺性工藝以及技術(shù)加工層面上也有了較為顯著的優(yōu)化。文章結(jié)合實(shí)踐以及相關(guān)文獻(xiàn)資料的思考與總結(jié),對(duì)高嶺性工藝及其技術(shù)加工層面進(jìn)行了淺要的總結(jié)與探討,以供參考。
[關(guān)鍵詞]高嶺土;改性工藝;加工技術(shù)
高嶺土在我國(guó)國(guó)內(nèi)的分布地區(qū)極為廣泛,基于其基本構(gòu)成的特殊性以及各方面物理化學(xué)性質(zhì)的特點(diǎn),是陶瓷、造紙、橡膠、化工、涂料、醫(yī)藥和國(guó)防的重要原料。高嶺性工藝是實(shí)現(xiàn)高嶺土基本價(jià)值的必要途徑之一,也是體現(xiàn)出相應(yīng)科學(xué)技術(shù)以及先進(jìn)工藝的側(cè)重點(diǎn)。在以下文章之中筆者結(jié)合自身的實(shí)踐活動(dòng)探討以及相關(guān)現(xiàn)有文獻(xiàn)的查閱總結(jié),對(duì)該高嶺土的改性工藝進(jìn)行了較為全面的分析與思考,旨在為行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供一些思路以及相應(yīng)的實(shí)質(zhì)性幫助。
1高嶺性的用途方向
高嶺土作為一種非金屬礦產(chǎn)資源,具有十分優(yōu)質(zhì)的絕緣性以及可塑性,在一些特殊用途之中還會(huì)用到其較為優(yōu)良高粘合性。高嶺性的工藝發(fā)展以及對(duì)于改性原材料的應(yīng)用方向也是隨著社會(huì)的需求以及市場(chǎng)需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。高嶺土的用途以及加工方向十分豐富,在各行各業(yè)之中都有著一定的占比,對(duì)于我國(guó)的城市建設(shè)以及社會(huì)市場(chǎng)優(yōu)化而言的實(shí)際地位是不可代替的。在較大方面,高嶺性產(chǎn)品可應(yīng)用于城市工程建設(shè)之中,依據(jù)其較為穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),可以作為不易老化、耐磨的涂料,應(yīng)用于城市建設(shè)以及城市美化之中。在工業(yè)生產(chǎn)制造之中,高嶺土可應(yīng)用于切削刀具以及工業(yè)車床的大型生產(chǎn)設(shè)備之中,具有十分優(yōu)良的耐久性,代替相似材料可以使得設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用于生產(chǎn)制造的過(guò)程之中,不會(huì)產(chǎn)生變性影響生產(chǎn)效率。在城市美化方面上,高嶺土可以通過(guò)熔結(jié)晶化成型工藝,參與到玻璃的生產(chǎn)制造過(guò)程之中,很適合大量生產(chǎn)城市建筑裝飾玻璃,不斷具有品質(zhì)優(yōu)良的天然花紋,在同等級(jí)玻璃材料之中具有十分高效的競(jìng)爭(zhēng)力,還具有相對(duì)較為穩(wěn)定的基礎(chǔ)色彩,可以為城市美化以及進(jìn)一步升級(jí)優(yōu)化提供新型靈感。在陶瓷的制造過(guò)程之中,高嶺土中高含量的石英材料以及硬度較高的水云母類非金屬礦物質(zhì)可以作為陶瓷用具生產(chǎn)的原材料。高嶺土之中的相似物質(zhì)很容易進(jìn)行提純以及采集,因此利用高嶺土作為陶瓷生產(chǎn)之中的基本原材料,可實(shí)現(xiàn)陶瓷生產(chǎn)過(guò)程的成本優(yōu)化。在橡膠的生產(chǎn)制造行業(yè)之中,將高嶺土進(jìn)行表面改性的相關(guān)工藝加工,可以大大提高其與橡膠的相容性,實(shí)現(xiàn)最終的提升橡膠耐久性、彈性以及耐曲折性,大大提升橡膠的整體質(zhì)量以及實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)物基本性質(zhì)的優(yōu)化。應(yīng)用于造紙過(guò)程是高嶺土在我國(guó)最早的應(yīng)用方向之一,也是與我們生活最為息息相關(guān)的主要方向。基于高嶺土的基本化學(xué)性質(zhì),其在應(yīng)用于造紙之中時(shí),可以將紙張的整體白度以及亮度提高,生產(chǎn)出高質(zhì)量的紙張,應(yīng)用于不同的需求之中。
2高嶺性工藝
2.1改性基本工藝流程以及表面改性。高嶺性的基本流程就目前而言已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟,在生產(chǎn)制造之中也具有了較為完整的工藝流程。例如在白炭黑的提取制造以及硫酸鈦粗產(chǎn)品的分離過(guò)程如下圖所示,在最終產(chǎn)品優(yōu)化以及成本控制上已經(jīng)逐漸具有了相應(yīng)完整的體系,在實(shí)際的操作過(guò)之中對(duì)于工作人員的要求較低,適用于基礎(chǔ)工廠的生產(chǎn)基礎(chǔ),能夠拓大生產(chǎn)方面的規(guī)模。高嶺土的表面改性主要應(yīng)用于化工方面,對(duì)于基本化工產(chǎn)品以及一些生活必備用品的生產(chǎn)制造起著一定的決定性作用。在化學(xué)層面上,未經(jīng)處理的高嶺土無(wú)法與橡膠進(jìn)行良好的相融,實(shí)現(xiàn)橡膠基本質(zhì)量以及品質(zhì)的提升,實(shí)現(xiàn)在該方面的理論價(jià)值。在相應(yīng)技術(shù)的研究以及實(shí)際的實(shí)驗(yàn)探索的過(guò)程之中的出結(jié)果,發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)表面改性技術(shù)將高領(lǐng)土的表面能降低,利用微型層面的工藝技術(shù)使得高嶺土的離子表面與相應(yīng)的偶聯(lián)劑或者相對(duì)應(yīng)的有機(jī)成分相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)高嶺土粒子與橡膠或者塑料的親和性,將細(xì)化的高嶺土融合進(jìn)橡膠以及塑料的生產(chǎn)制造之中,將其優(yōu)良性質(zhì)進(jìn)行理想化的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)相關(guān)行業(yè)問(wèn)題的突破以及材料整體的進(jìn)步。高嶺土的表面改性主要是在特定的溫度下、富氧的環(huán)境中,通過(guò)煅燒的方式進(jìn)行改性,是實(shí)現(xiàn)高嶺性的主要途徑之一,具有較強(qiáng)的可操作性以及較低的操作成本。在煅燒的過(guò)程之中,可以利用高溫以及氧化,將高嶺土表面的部分或全部羥基脫掉,進(jìn)一步使得經(jīng)過(guò)細(xì)化的高嶺土顆粒表面物質(zhì)的新型理化性質(zhì)的獲取,實(shí)現(xiàn)基于高嶺土粒子表面的改性實(shí)現(xiàn)基本目的。高溫度的煅燒還可以實(shí)現(xiàn)高嶺土內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)的改變,從化學(xué)結(jié)構(gòu)上改變其基本性質(zhì),在經(jīng)過(guò)定向提取過(guò)程,實(shí)現(xiàn)與有機(jī)產(chǎn)物的結(jié)合性的提高。高嶺土在基本狀態(tài)之下不容易與有機(jī)物結(jié)合的一個(gè)和主要原因之一就是其基本粒子的表面能較高,在與有機(jī)物相接觸的過(guò)程之中容易產(chǎn)生較強(qiáng)的排斥,不利于實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的融合。高嶺土的基本生產(chǎn)工藝過(guò)程也主要由表面改性的基本操作為主要流程基礎(chǔ),表面改性工藝的成熟將高嶺土的基本改性工藝流程難度降低,更加能夠適應(yīng)市場(chǎng)需求以及人才資源的實(shí)際情況。2.2磁選以及浮選工藝技術(shù)。由于高嶺土作為一種非金屬礦物資源,在生產(chǎn)制造以及實(shí)驗(yàn)研究之中所利用的是高嶺土作為非金屬的基本性質(zhì)以及相應(yīng)的化學(xué)特征,因此在高嶺土的改性過(guò)程中也要進(jìn)行一些篩選工藝,以實(shí)現(xiàn)基本原材料的品質(zhì),也是提高高嶺性產(chǎn)物的現(xiàn)代化工藝之一。現(xiàn)階段所采用的磁選工藝技術(shù)主要基于計(jì)算機(jī)技術(shù)以及礦物的基本物理化學(xué)性質(zhì)。在高嶺土的采集過(guò)程中,無(wú)法避免其與鐵礦物一同進(jìn)入采集設(shè)備,因此幾乎所有的高嶺土之中都含有大量的鐵礦物,直接參與鍛造將會(huì)影響到改性過(guò)程的穩(wěn)定性,影響產(chǎn)物品質(zhì)。因此在高嶺土的篩選工作之中,采用磁選工藝,利用鐵礦石與電磁鐵的吸引力,進(jìn)行初次篩選,再結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)以及相應(yīng)的必要傳感器的介入,將含鐵量超標(biāo)的鐵礦石篩選出來(lái),避免其影響到高嶺性的基本過(guò)程。在高嶺土的提純過(guò)程之中,浮選技術(shù)的應(yīng)用也相對(duì)而言較為廣泛,隨著現(xiàn)階段社會(huì)整體的現(xiàn)代化程度提高,在浮選技術(shù)工藝設(shè)備上的投入以及設(shè)備的設(shè)計(jì)層次都有所改善,浮選技術(shù)的重要作用也得以進(jìn)一步體現(xiàn)出來(lái)。在造紙行業(yè)中,應(yīng)用到高嶺土的造紙技術(shù)對(duì)于高嶺土的白度要求較高,利用浮選工藝技術(shù)便可實(shí)現(xiàn)提高其白度的主要目的,實(shí)現(xiàn)純度的提升。2.3改性效果判定技術(shù)。改性效果的判定技術(shù)主要是通過(guò)活化指數(shù)法,針對(duì)相應(yīng)的用途,判定高嶺土的活化指數(shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定以及是否滿足相應(yīng)的基本要求。一般而言,當(dāng)高嶺土活化指數(shù)達(dá)到70%時(shí),便可認(rèn)定其滿足基本的使用需求。在研究過(guò)程之中,高嶺土的活化指數(shù)與改性劑的用量呈現(xiàn)出正相關(guān)的整體趨勢(shì),如下表所示。因此,在控制成本的基礎(chǔ)上,提高改性劑的用量,可進(jìn)一步提升高嶺土的整體活化指數(shù),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物質(zhì)量的保障。對(duì)于改性劑的研究,也是現(xiàn)階段的重點(diǎn)對(duì)象,對(duì)于高嶺土的整體工藝優(yōu)化層面的具體作用關(guān)聯(lián)十分密切。
3相關(guān)問(wèn)題以及針對(duì)性建議
就目前而言高嶺土的改性工藝技術(shù)雖然已經(jīng)逐漸趨于成熟,但在實(shí)際的生產(chǎn)制造以及進(jìn)一步追求創(chuàng)新性發(fā)展的過(guò)程之中仍然具有一定的問(wèn)題所在,這也是相應(yīng)工藝技術(shù)在不斷變化的大背景之下追求發(fā)展的途徑之一。在實(shí)際的實(shí)踐探索以及對(duì)于前沿學(xué)術(shù)文章的研究過(guò)程之中,仍存在有以下問(wèn)題,文章在此進(jìn)行了相應(yīng)的列舉,并依據(jù)主觀思考突出了一些相關(guān)針對(duì)性建議。3.1應(yīng)用于高新科學(xué)技術(shù)的方向較為局限。在對(duì)于前沿科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步研究過(guò)程之中,高嶺土的用途具有一定的局限性,且在實(shí)際操作過(guò)程之中對(duì)于工作人員的整體素養(yǎng)要求較高,不容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)制造以及市場(chǎng)相應(yīng)的改變。近年來(lái),高嶺土應(yīng)用于高新科學(xué)技術(shù)前沿的主要方向是分子篩的合成。NAY型分子篩的合成過(guò)程主要是通過(guò)煅燒進(jìn)行高嶺性的變相突破,將兩種不同類型的高嶺土進(jìn)行一定比例的融合,會(huì)在一定幾率上得到NAY型分子篩。在該方面的技術(shù)突破,屬于高嶺土的基本應(yīng)用之一,但僅僅在這一個(gè)方面的研究以及實(shí)際應(yīng)用都處于較為不成熟的階段,無(wú)法實(shí)現(xiàn)該質(zhì)量產(chǎn)品的生產(chǎn)以及對(duì)于市場(chǎng)的較強(qiáng)影響。在前沿科學(xué)領(lǐng)域的影響以及實(shí)際作用不具有不可替代性,并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)良好的發(fā)展空間。該方面的問(wèn)題屬于高嶺性工藝在一些特殊方面仍然存在的問(wèn)題,也是對(duì)于高嶺性工藝在未來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步改善以及優(yōu)化的突破口之一。3.2供不應(yīng)求的市場(chǎng)問(wèn)題。我國(guó)的高嶺土儲(chǔ)量十分巨大,具有一定的資源優(yōu)勢(shì),市場(chǎng)對(duì)于該方面產(chǎn)品的生產(chǎn)量也抱有一定的自信心以及相應(yīng)的高要求態(tài)度。但由于高嶺性加工工藝的發(fā)展速度受到限制,再多的資源也無(wú)法得到大量的加工以及實(shí)際應(yīng)用,就導(dǎo)致了高嶺土開采工作不具有短期目標(biāo)性,相應(yīng)的加工品在市場(chǎng)之中供不應(yīng)求,被無(wú)法滿足基本的需要,因?yàn)槭谴嬖谟诂F(xiàn)階段的不利于社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)問(wèn)題之一。對(duì)于該問(wèn)題的解決,主要可以通過(guò)設(shè)備優(yōu)化以及降低成本方面進(jìn)行,將改性加工設(shè)備進(jìn)行全方面的升級(jí)優(yōu)化,使得高嶺性過(guò)程能夠穩(wěn)定實(shí)施,降低操作人員的要求,以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大規(guī)模,滿足市場(chǎng)需求。
4結(jié)束語(yǔ)
隨著現(xiàn)階段世界對(duì)于非金屬礦物資源的需求量都不斷增加,在整體大背景之下對(duì)于高嶺土的加工工藝的要求越來(lái)越高,也進(jìn)一步促進(jìn)了高嶺土加工工藝的進(jìn)一步發(fā)展。我國(guó)作為高嶺土儲(chǔ)存量占據(jù)世界前沿的主要國(guó)家之一,對(duì)于高嶺土工藝的研究也需要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性發(fā)展,實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用,促進(jìn)我國(guó)資源經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。文章主要結(jié)合自筆者的主觀思考以及對(duì)于相關(guān)文獻(xiàn)的查閱,對(duì)高嶺性的先關(guān)途徑以及較為先進(jìn)的工藝技術(shù)進(jìn)行了探討,希望有所幫助。
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作者:梁東陽(yáng) 單位:中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心廣東總隊(duì)