高嶺性工藝及技術加工探析
時間:2022-08-27 10:46:55
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[摘要]高嶺土作為我國的一種重要的礦物資源,在我國國內的實際儲量豐富,其加工產物具有較為廣泛的使用性。高嶺土在我國歷史之中廣泛用作為陶瓷的基本原材料,具有較為良好的穩定性以及優質的物理性質。高嶺性工藝在我國發展悠久,具有一定的基礎沉淀,隨著現階段現當代化工藝的結合,在高嶺性工藝以及技術加工層面上也有了較為顯著的優化。文章結合實踐以及相關文獻資料的思考與總結,對高嶺性工藝及其技術加工層面進行了淺要的總結與探討,以供參考。
[關鍵詞]高嶺土;改性工藝;加工技術
高嶺土在我國國內的分布地區極為廣泛,基于其基本構成的特殊性以及各方面物理化學性質的特點,是陶瓷、造紙、橡膠、化工、涂料、醫藥和國防的重要原料。高嶺性工藝是實現高嶺土基本價值的必要途徑之一,也是體現出相應科學技術以及先進工藝的側重點。在以下文章之中筆者結合自身的實踐活動探討以及相關現有文獻的查閱總結,對該高嶺土的改性工藝進行了較為全面的分析與思考,旨在為行業的進一步發展提供一些思路以及相應的實質性幫助。
1高嶺性的用途方向
高嶺土作為一種非金屬礦產資源,具有十分優質的絕緣性以及可塑性,在一些特殊用途之中還會用到其較為優良高粘合性。高嶺性的工藝發展以及對于改性原材料的應用方向也是隨著社會的需求以及市場需求進行動態調整。高嶺土的用途以及加工方向十分豐富,在各行各業之中都有著一定的占比,對于我國的城市建設以及社會市場優化而言的實際地位是不可代替的。在較大方面,高嶺性產品可應用于城市工程建設之中,依據其較為穩定的化學性質,可以作為不易老化、耐磨的涂料,應用于城市建設以及城市美化之中。在工業生產制造之中,高嶺土可應用于切削刀具以及工業車床的大型生產設備之中,具有十分優良的耐久性,代替相似材料可以使得設備長時間應用于生產制造的過程之中,不會產生變性影響生產效率。在城市美化方面上,高嶺土可以通過熔結晶化成型工藝,參與到玻璃的生產制造過程之中,很適合大量生產城市建筑裝飾玻璃,不斷具有品質優良的天然花紋,在同等級玻璃材料之中具有十分高效的競爭力,還具有相對較為穩定的基礎色彩,可以為城市美化以及進一步升級優化提供新型靈感。在陶瓷的制造過程之中,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可以作為陶瓷用具生產的原材料。高嶺土之中的相似物質很容易進行提純以及采集,因此利用高嶺土作為陶瓷生產之中的基本原材料,可實現陶瓷生產過程的成本優化。在橡膠的生產制造行業之中,將高嶺土進行表面改性的相關工藝加工,可以大大提高其與橡膠的相容性,實現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量以及實現最終產物基本性質的優化。應用于造紙過程是高嶺土在我國最早的應用方向之一,也是與我們生活最為息息相關的主要方向?;诟邘X土的基本化學性質,其在應用于造紙之中時,可以將紙張的整體白度以及亮度提高,生產出高質量的紙張,應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逐漸發展成熟,在生產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品的分離過程如下圖所示,在最終產品優化以及成本控制上已經逐漸具有了相應完整的體系,在實際的操作過之中對于工作人員的要求較低,適用于基礎工廠的生產基礎,能夠拓大生產方面的規模。高嶺土的表面改性主要應用于化工方面,對于基本化工產品以及一些生活必備用品的生產制造起著一定的決定性作用。在化學層面上,未經處理的高嶺土無法與橡膠進行良好的相融,實現橡膠基本質量以及品質的提升,實現在該方面的理論價值。在相應技術的研究以及實際的實驗探索的過程之中的出結果,發現可以通過表面改性技術將高領土的表面能降低,利用微型層面的工藝技術使得高嶺土的離子表面與相應的偶聯劑或者相對應的有機成分相結合,實現高嶺土粒子與橡膠或者塑料的親和性,將細化的高嶺土融合進橡膠以及塑料的生產制造之中,將其優良性質進行理想化的應用,實現相關行業問題的突破以及材料整體的進步。高嶺土的表面改性主要是在特定的溫度下、富氧的環境中,通過煅燒的方式進行改性,是實現高嶺性的主要途徑之一,具有較強的可操作性以及較低的操作成本。在煅燒的過程之中,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,進一步使得經過細化的高嶺土顆粒表面物質的新型理化性質的獲取,實現基于高嶺土粒子表面的改性實現基本目的。高溫度的煅燒還可以實現高嶺土內部晶體結構的改變,從化學結構上改變其基本性質,在經過定向提取過程,實現與有機產物的結合性的提高。高嶺土在基本狀態之下不容易與有機物結合的一個和主要原因之一就是其基本粒子的表面能較高,在與有機物相接觸的過程之中容易產生較強的排斥,不利于實現進一步的融合。高嶺土的基本生產工藝過程也主要由表面改性的基本操作為主要流程基礎,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,更加能夠適應市場需求以及人才資源的實際情況。2.2磁選以及浮選工藝技術。由于高嶺土作為一種非金屬礦物資源,在生產制造以及實驗研究之中所利用的是高嶺土作為非金屬的基本性質以及相應的化學特征,因此在高嶺土的改性過程中也要進行一些篩選工藝,以實現基本原材料的品質,也是提高高嶺性產物的現代化工藝之一?,F階段所采用的磁選工藝技術主要基于計算機技術以及礦物的基本物理化學性質。在高嶺土的采集過程中,無法避免其與鐵礦物一同進入采集設備,因此幾乎所有的高嶺土之中都含有大量的鐵礦物,直接參與鍛造將會影響到改性過程的穩定性,影響產物品質。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,進行初次篩選,再結合計算機技術以及相應的必要傳感器的介入,將含鐵量超標的鐵礦石篩選出來,避免其影響到高嶺性的基本過程。在高嶺土的提純過程之中,浮選技術的應用也相對而言較為廣泛,隨著現階段社會整體的現代化程度提高,在浮選技術工藝設備上的投入以及設備的設計層次都有所改善,浮選技術的重要作用也得以進一步體現出來。在造紙行業中,應用到高嶺土的造紙技術對于高嶺土的白度要求較高,利用浮選工藝技術便可實現提高其白度的主要目的,實現純度的提升。2.3改性效果判定技術。改性效果的判定技術主要是通過活化指數法,針對相應的用途,判定高嶺土的活化指數是否符合標準化的規定以及是否滿足相應的基本要求。一般而言,當高嶺土活化指數達到70%時,便可認定其滿足基本的使用需求。在研究過程之中,高嶺土的活化指數與改性劑的用量呈現出正相關的整體趨勢,如下表所示。因此,在控制成本的基礎上,提高改性劑的用量,可進一步提升高嶺土的整體活化指數,實現產物質量的保障。對于改性劑的研究,也是現階段的重點對象,對于高嶺土的整體工藝優化層面的具體作用關聯十分密切。
3相關問題以及針對性建議
就目前而言高嶺土的改性工藝技術雖然已經逐漸趨于成熟,但在實際的生產制造以及進一步追求創新性發展的過程之中仍然具有一定的問題所在,這也是相應工藝技術在不斷變化的大背景之下追求發展的途徑之一。在實際的實踐探索以及對于前沿學術文章的研究過程之中,仍存在有以下問題,文章在此進行了相應的列舉,并依據主觀思考突出了一些相關針對性建議。3.1應用于高新科學技術的方向較為局限。在對于前沿科學技術的進一步研究過程之中,高嶺土的用途具有一定的局限性,且在實際操作過程之中對于工作人員的整體素養要求較高,不容易實現大規模的生產制造以及市場相應的改變。近年來,高嶺土應用于高新科學技術前沿的主要方向是分子篩的合成。NAY型分子篩的合成過程主要是通過煅燒進行高嶺性的變相突破,將兩種不同類型的高嶺土進行一定比例的融合,會在一定幾率上得到NAY型分子篩。在該方面的技術突破,屬于高嶺土的基本應用之一,但僅僅在這一個方面的研究以及實際應用都處于較為不成熟的階段,無法實現該質量產品的生產以及對于市場的較強影響。在前沿科學領域的影響以及實際作用不具有不可替代性,并沒有實現良好的發展空間。該方面的問題屬于高嶺性工藝在一些特殊方面仍然存在的問題,也是對于高嶺性工藝在未來實現進一步改善以及優化的突破口之一。3.2供不應求的市場問題。我國的高嶺土儲量十分巨大,具有一定的資源優勢,市場對于該方面產品的生產量也抱有一定的自信心以及相應的高要求態度。但由于高嶺性加工工藝的發展速度受到限制,再多的資源也無法得到大量的加工以及實際應用,就導致了高嶺土開采工作不具有短期目標性,相應的加工品在市場之中供不應求,被無法滿足基本的需要,因為是存在于現階段的不利于社會發展的一項問題之一。對于該問題的解決,主要可以通過設備優化以及降低成本方面進行,將改性加工設備進行全方面的升級優化,使得高嶺性過程能夠穩定實施,降低操作人員的要求,以實現擴大規模,滿足市場需求。
4結束語
隨著現階段世界對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于高嶺土的加工工藝的要求越來越高,也進一步促進了高嶺土加工工藝的進一步發展。我國作為高嶺土儲存量占據世界前沿的主要國家之一,對于高嶺土工藝的研究也需要進一步實現創新性發展,實現資源的最大化利用,促進我國資源經濟的進一步發展。文章主要結合自筆者的主觀思考以及對于相關文獻的查閱,對高嶺性的先關途徑以及較為先進的工藝技術進行了探討,希望有所幫助。
參考文獻
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作者:梁東陽 單位:中國建筑材料工業地質勘查中心廣東總隊
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