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非金屬礦物加工與應用 非金屬礦物加工現狀( 三 )

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表面化學包覆是一種利用偶聯處理、螯合反應、化學吸附來對非金屬礦物填料表面進行包覆以提高其表面親油（即疏水）性的方法 。加工過程為：將一定量的表面改性劑（固態或液態）加入粉體填料中，在一定的溫度下，借助于攪拌混合或流態化使改性劑與無機填料顆粒表面作用并包覆于填料顆粒表面 。改性劑主要有：硅烷、鈦酸酯、鋁酸酯、鋁鈦復合等各種偶聯劑；硬脂酸等各種表面活性劑；聚乙烯蠟、聚乙二醇等有機低聚物；聚甲基硅氧烷（有機硅）、丙烯酸、丁烯酸、醋酸乙烯等飽和有機酸 。主要生產廠家有：張家港國泰華榮化工新材料有限公司、重慶市嘉世泰化工有限公司、南京曙光化工一廠等幾十家 。
目前，采用較多的表面改性專用設備為SLG型和PSC型連續粉體表面改性機 。SLG型表面改性機具有自動加藥、生產連續、溫度可控、單位產品用藥量少、能耗低、顆粒高度分散、自動化程度高、操作簡單等優點，主要機型有：SLG-3/300、SLG-3/600型；PSC型機也是一種綜合性能較好的粉體表面改性設備，該機采用導熱油加熱，連續生產，具有改性劑用量少、表面包覆率較高、顆粒不黏結等優點 。
沉淀反應改性劑利用化學沉淀在礦物顆粒表面形成一層或多層包覆層 。例如用TiO2、ZrO2、FeO來包覆白云母、高嶺土等粉體表面，用TiO2包覆SiO2、Al2O3礦粒表面等，沉淀反應改性是應用無機表面改性劑實現改性的 。
中國非金屬礦物表面改性技術還存在改性工藝比較落后，連續改性工藝和設備還有待進一步推廣；偶聯劑品種較少，質量也不夠穩定；著色云母和珠光云母生產技術落后，產量低，花色品種少，質量也不夠穩定，今后需重點加強 。
四、熱加工
用熱處理能脫出礦物的外在水、沸石水及羥基水等，可以改善礦物的性能，煅燒還可將某些礦物尤其是煤系高嶺土脫除有機質、增白（包括黑滑石等礦物提純、增白） 。某些礦物（如蛭石）在熱力作用下，可膨脹數倍或數十倍，具備新的功能等 。
煅燒是提高非金屬礦物材料特性的重要方法，也是高嶺土、菱鎂礦、石膏等礦產品深加工的一種重要工序之一，這些產品主要應用于造紙、塑料、油漆、橡膠、石油化工等工業 。例如煅燒高嶺土具有優良的光散射能力和特殊的油墨吸收性，作為造紙涂布料，可將紙張的光澤度、平滑度、不透明度和原紙覆蓋率比一般水洗高嶺土大為改善，也是它能夠提高紙張涂層質量、替代昂貴的鈦白粉的原因；作為填料用于塑料、橡膠，比一般高嶺土具有更好的強度、收縮性、阻燃性、吸濕性和電阻率等；在油漆和其他涂料中，添加煅燒高嶺土能使產品更具有較佳的不透明性、薄膜完整性及耐擦洗性 。
煅燒煤系高嶺土是中國特有的加工技術，該技術包括有濕法超細、煅燒增白、干燥、打散、解聚、分級等技術的加工工藝集成及相應的專用設備，可生產出多個行業應用的煅燒高嶺土系列產品 。上述技術與裝備已在中國山西忻州、大同、內蒙古蒙西、安徽淮北等地一批煤系高嶺土企業推廣應用，取得顯著的經濟效益和社會效益 。企業規模也由最初的年產幾千噸增大至年產3萬～5萬t 。
煅燒工藝：以煤系高嶺土煅燒為例（圖1-2-4） 。
圖1-2-4 煅燒煤系高嶺土原則流程圖
煅燒設備：用于非金屬礦的主要有隧道窯、回轉窯（包括直接煅燒和隔焰煅燒）、立（豎）窯、倒焰窯和梭式窯等 。20世紀90年代引進和仿制隔焰式回轉窯發展到近年來的直焰式回轉煅燒窯，能量利用率有了提高，并顯著降低能耗，減少生產投資 。目前，由于設備大型化，直焰式回轉窯煅燒技術及解聚分級技術的采用，不僅產品質量得到保證（產品白度≥95%，產品粒度-2μm≥92%），萬噸生產能力投資也從5000萬元左右下降到2000萬元左右 。

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