D0I:10.13374/i.issn1001-053x.1999.06.002 第21卷第6期 北京科技大学学报 Vol.21 No.6 1999年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1999 超细煤系煅烧高岭土颗粒的 性质及其表面改性 林海 李定一 陈秀枝 袁京莉 北京科技大学资源工程学院，北京100083 摘要结合颜料的特性分析阐述了超细煤系煅烧高岭土粉体作为钛白代用品基体的原因. 结果表明，超细煤系燬烧高岭土的高白度、高折光指数、较强遮盖力、低吸油量等物化性能是将 其作为钛白代用品基体的原因：另外颗粒表面吸附能力的增强以及表面电位有利于其与表面 改性药剂作用. 关键词煤系殿烧高岭土：物理化学性能：表面改性：钛白粉 分类号TD985 煤系简岭土通过煅烧大幅度地提高了其白 拌磨通过优化工艺参数分别获得了d为2.96 度，作为一种重要的工业矿物资源，如何提高其 μm(产物A,下同)和0.95m(产物B,下同)2种 应用价值显得尤为重要.超细粉碎为拓宽其应 产品，分别对这3种物料进行了物理化学性能 用领域开辟了新的途径，而超细粉碎过程中所 测试.测试方法按相应国标进行. 引发的颗粒结构和物理化学性质的变化则为其 进一步深加工（如表面改性）提供了理论依据. 2试验结果与讨论 在粉碎过程中，物料受外界机械力的作用， 2.1密度的变化 宏观上表现为物料颗粒细化、微细化和比表面 干式磨矿条件下导致颗粒密度变化的研究 积的增大，而微观上由于部分能量储聚在颗粒 已有报导.如Lin等人把1mm的石英用干法 体系内部，从而导致颗粒晶格畸变、晶格缺陷、 磨至0.1mm时，测定石英的密度由2.65g/cm降 无定形化、生成游离基、表面自由能增大、外激 至2.37g/cm左右，而在湿法研磨过程中颗粒密 电子放射或出现等离子态等，使物料颗粒活性 度的变化研究较少， 提高和反应能力增强，这种在粉碎过程中因机 试验结果表明，湿法磨矿导致煤系煅烧高 械力的作用而引起的物料颗粒物理结构和物理 岭土颗粒的真密度由试样的2.74g/cm3降至2.63 化学性质变化的现象，称为“超细效应”或“机械 g/cm',而紧实密度由试样的1.03g/cm降至0.70 力化学效应”四 g/cm',说明煤系煅烧高岭土颗粒细化的过程也 本文系统地研究了煤系煅烧高岭土湿法超 是其真密度和紧实密度降低的过程.在粉碎过 细磨刊过程中由于机械力的作用所产生的物理 程中，伴随着部分结构键的破坏和晶体无序化 化学性质的变化，结合钛白粉颜料的性能分析 的趋势增强而出现结构相对疏松、空隙率增大， 阐述了超细煤系煅烧高岭土粉体作为钛白代用 从而导致其密度下降.与干磨软质高岭土密度 品基体的原因 变化情况相比，湿磨引起密度变化较为缓慢，但 1试验与测试方法 它仍然显示出了粒度细化所引起的矿物物理性 质发生的变化 煤系煅烧高岭土试样取自陕西某地高岭土 超细煤系煅烧高岭士密度降低的实质是其 厂，试样d为17.69μm,在试验室经湿式盘式搅 结构疏松、空隙率增大的结果，密度降低增加了 1999-07-7收稿林海男，33岁，副牧授 其光散射空隙，使其光散射系数增大，同时空 ◆国家自然科学基金资助课题(N0.59704006) 气-粒子界面的光折射增加了不透明度，界面第 12 卷 第 6 期 1 9 9 9 年 1 2 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n iv e r s iyt o f S e i e n e e a n d eT e h n o l o gy B e ij i n g 、勺 l 一 21 N 0 . 6 D e C . 1 9 9 9 超细 煤系锻烧高岭土颗粒的 , }生质及其表面改 , ’l 林 海 李定一 陈秀枝 袁京莉 北京科技大学资源工程学院 , 北京 10 0 0 8 3 摘 要 结合颜 料 的特 性分 析 阐述 了超 细煤 系锻 烧 高岭 土粉体 作为钦 白代用品基体 的原 因 . 结果 表 明 , 超 细煤 系锻烧 高 岭土 的高 白度 、 高折光 指数 、 较强遮 盖力 、 低吸油量等物化性 能是将 其作 为钦 白代 用 品基 体 的原 因; 另外 颗粒 表 面吸 附 能力 的增强 以及表 面电位有利于其与表面 改 性药 剂作用 . 关键 词 煤 系锻烧 高 岭土 ; 物 理化 学 性 能 ; 表 面 改性 ; 钦 白粉 分 类号 T D 9 8 5 煤 系 l葡岭 土通过锻 烧大 幅度地提 高 了其 白 度 , 作为 一 种重要 的工 业矿物 资源 , 如何提高其 应用 价值显 得 尤为重要 . 超细 粉碎 为拓宽其应 用 领 域开 辟 了 新 的途径 , 而超 细 粉碎 过程 中所 引发 的颗粒结构和 物 理化学 性 质的变化 则为其 进 一 步深 加 工 ( 如 表 面改性 ) 提 供 了理 论依据 . 在粉碎 过程 中 , 物料受 外界机械 力的作用 , 宏 观 上 表现 为物料颗粒 细 化 、 微 细 化和 比表面 积的增大 , 而 微观上 由于 部分 能量储聚在 颗粒 体系 内部 , 从而 导 致颗粒 晶 格畸变 、 晶 格缺 陷 、 无定 形 化 、 生成游 离基 、 表面 自由能增大 、 外激 电子 放射或 出 现等离 子 态等 , 使物 料颗粒活性 提 高和 反 应 能力增 强 . 这种在粉碎 过程 中因机 械力 的作 用 而 引起 的物 料颗粒物理 结 构和 物理 化学 性质变 化 的现象 , 称为 “ 超细 效应 ” 或 “ 机械 力 化 学效应 ” : l : . 本文 系统地研 究 了煤 系锻 烧高 岭土湿 法超 细 磨矿过程 中 由于 机 械力 的作用 所 产生 的 物理 化学 性质 的变 化 , 结 合 钦 白粉 颜料 的性能 分析 阐述 了超 细 煤系锻烧 高岭土粉体 作为钦 白代用 品基 体的原 因 . 1 试 验与测试方法 煤 系锻烧 高岭 土试样 取 自陕西 某地高 岭 土 厂 , 试 样 眺 。 为 17 . 69 件m , 在试验 室 经湿式盘 式搅 19 9 9 一 0 7 一 7 收稿 林 海 男 , 3 岁 , 副教 授 半 国家 自然 科学 )jt 金 资助课 题 ( N o . 59 7 0 4 0 0 6) 拌磨通过优 化工 艺参数 分别获得 了 诱 。 为 .2 % 林m ( 产物 A , 下 同 ) 和 0 . 95 卿 (产物 B , 下 同)2 种 产 品 , 分别对这 3 种物料进行 了物理 化学性能 测试 . 测试方法按相应 国标进行 . 2 试验 结果 与讨论 2 . 1 密度的变化 干式磨矿条件下 导致颗粒密 度变化的研究 已 有报导 . 如 iL n 〔2〕等人把 l m m 的石英用干法 磨 至 0 . 1 m m 时 , 测定石英 的密度 由 2 . 65 留c m , 降 至 2 . 37 留c 耐 左 右 , 而 在湿法 研磨过程 中颗粒密 度 的 变化研究较少 . 试 验结果表 明 , 湿法 磨矿 导致煤系锻烧 高 岭土颗粒的真密度 由试样的 2 . 74 9 c/ 耐 降至 2 . 63 g/ c m , , 而 紧实密度 由试样 的 1 . 03 留c m , 降至 0 . 70 留 c m , , 说 明煤 系锻烧高岭土 颗 粒细化 的过程也 是 其真密度和 紧实密度 降低 的过 程 . 在粉碎过 程 中 , 伴随着部分结构键 的破坏和 晶体无序化 的趋势增强而 出现结构相对疏松 、 空 隙率增大 , 从而 导 致其密 度下 降 . 与干 磨软质高岭土 密度 变化情况相 比 , 湿磨引起密度变化较为缓慢 , 但 它仍然 显 示 出 了粒度细 化所 引起 的矿物物 理性 质发 生 的变 化 . 超细 煤 系锻烧高岭 土 密 度降低 的 实 质是 其 结构疏松 、 空 隙率增 大 的结果 . 密 度 降低增 加 了 其 光 散射 空 隙 , 使其光 散射系数 增 大 , 同 时 空 气 一 粒子 界 面的 光 折射增 加了 不 透 明 度 , 界 面 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1999. 06. 002