造纸时在什么时候需要加碳酸钙

一、概述

高岭土是一种以高岭石族粘土矿物为主要成分，质地纯净的细粒粘土或粘土岩。高岭石因首先发现于我国江西景德镇的高岭而得名。高岭石族粘土矿物包括高岭石、埃洛石、迪开石、珍珠陶土等。组成高岭土的其他粘土矿物和非粘土矿物主要有：粘土矿物——水云母、蒙脱石和绿泥石；非粘土矿物——石英、长石和云母。此外，还含有少量铝的氧化物和氢氧化物，铁矿物（褐铁矿、磁铁矿、黄铁矿），钛的氧化物、有机质等。

高岭石的理论化学成分为：Al2O3为39.5%,SiO2为46.54%,H2O为13.96%。高岭石一般为无色-白色的细小鳞片，单晶体呈假六方板状或书册状，粒径以0.5～2μm者为多，个别蠕虫状晶体可达数毫米。纯净的高岭土可达到高岭石族矿物的理论组成，一般呈白色或浅灰色，含杂质时，呈黄、玫瑰或灰、黑色等。原矿呈致密块状或疏松土状，质软，有滑腻感，珍珠光泽或无光泽，半透明至不透明，硬度1～2.5，小于指甲，相对密度2.2～2.6。

质纯的高岭土具有白度高，质软易分散悬浮于水中，良好的可塑性和高的粘结性，优良的电绝缘性能。具有良好的抗酸溶性，很低的阳离子交换量，较高的耐火度等理化性能。见表3-27-1。

表3-27-1　高岭土理化性能

二、矿石类型及工业要求

1.矿石类型

自然产出的高岭土矿石，根据其质量、可塑性和砂质（石英、长石、云母等矿物粒径＞50μm）的含量，可划分为硬质高岭土、软质高岭土和砂质高岭土三种工业类型，它们的特征见表3-27-2。

2.矿床类型

表3-27-2　高岭土矿石类型

我国高岭土矿床成因类型较多，以风化型、热液蚀变型和沉积型为主。其中风化型矿床主要分布在广东、四川等地，沉积型高岭土矿床主要分布在山西、河北、河南、山东、福建等地，热液蚀变型矿床主要分布在江西等地。我国北方所产高岭土多属沉积型矿床，南方所产高岭土多属风化残积型及热液蚀变型。此外，在北方、南方都有风化淋滤型及第四纪沉积型高岭土矿床的分布。高岭土矿成矿时代多为中、新生代。河南省的高岭土矿床类型主要为石炭纪—二叠纪含煤建造中的沉积型硬质高岭土。

3.一般工业要求

不同的工业部门对高岭土矿石的质量要求不尽相同，陶瓷工业通常要求高岭土矿石熟料的白度高，Fe、Mn、Ti等着色、电导性元素含量低，焙烧时使制品易熔、起泡的杂质和其他机械混入物少，有较高的耐火度，烧成后不变形；造纸工业要求矿石生料白度高，造浆性能好，颗粒微细、均匀，如用于刮刀涂布原料的应以粒径小于2μm的占80%以上鳞片状高岭石组成的高岭土；橡胶工业也要求粒度小，以产生高度的分散性和吸附性，并极少含Cu、Mn等易使橡胶过早硬化的杂质，Fe、SO3的含量也必须很低，但对白度却无具体要求；耐火材料工业的基本要求是耐火度＞1580℃；白水泥工业要求矿石中Fe2O3＜0.7%，而对SiO2、Al2O3等则无严格要求。为此，在评价高岭土矿石时，应综合考虑各工业部门的相同与不同要求，以最低工业要求作为划分矿与非矿的标准，在此基础上划分出优质矿石，通过矿床技术经济评价合理确定原矿工业指标。一般工业指标可参照如下标准（表3-27-3）。

表3-27-3　高岭土矿床一般工业标准

高岭土矿床一般开采技术条件要求：沉积型硬质高岭土最低可采厚度：露采0.7～1m，地采0.7m；夹石剔除厚度：露采0.3～0.5m，地采0.3m。其他类型高岭土矿最低可采厚度：露采0.7～2m，地采1m；夹石剔除厚度：露采1～2m，地采lm。

高岭土矿床矿石一般测试项目包括：①基本化学分析Al2O3、Fe2O3、TiO2；②组合分析　SiO2、MgO、CaO、Na2O、K2O、TSO3（含硫矸）；③物性测定　粒度组成、白度、可塑性、干燥收缩率、耐火度等。

三、高岭土矿产资源概况

据美国矿业局（1985年）估计，世界已查明的高岭土矿产资源总量为117.94亿t，分布于50多个国家和地区，主要集中在欧洲（54.43亿t）和北美洲（37.19亿t），次为亚洲、大洋洲。其中：美国35.38亿t，原苏联22.68亿t，英国18.14亿t，捷克10亿t，中国约3.3亿t。世界高岭土年产量超过2300万t（1994年），其中：美国约1000万t，英国、朝鲜超过200万t，巴西、德国、中国、捷克等国年产量超过100万t。高岭土价格（1998年）：造纸涂料级100～180美元/t，填料级75～100美元/t，陶瓷级60～120美元/t。

我国高岭土资源丰富，矿床分布广泛，全国有16个省都有产出，但主要分布在东南沿海一带。华东、中南地区探明储量为全国总储量的80%，其中以江苏、浙江、福建、江西、湖南、广东等省为主，四川、贵州、云南、山西、河北、辽宁、山东、河南等省也有分布。全国包括陶瓷粘土在内的高岭土矿床共有200多处，但大型矿床较少，多为中、小型。主要矿床有：江苏苏州，四川叙永，辽宁丹东，浙江温州，广东潮安、茂名、湛江，福建永春、闽清、同安，湖南醴陵、衡阳、衡山，山西大同，江西景德镇，陕西洛南，山东淄博以及西藏羊八井等矿床。

河南省高岭土资源十分丰富，经近年工作证明，储量位居全国前列，但由于历史原因，勘探程度及开发利用程度都很低。主要原因一是因为对我省大范围分布的煤系高岭土认识较晚，以往多作为耐火粘土矿床予以勘探评价和开发利用；二是因为我国高岭土开发以往主要集中于东南沿海一带，已形成较为成熟的开发加工技术流程，该区主要矿床类型为风化残积型，而北方含煤岩系中的硬质高岭土开发加工技术近年才取得突破和应用。

我省高岭土矿床成因类型以含煤建造沉积型为主，其次为热液蚀变型和风化淋滤型。主要矿产地有10余处，如禹县神垕、巩县钟岭、博爱九府坟、宜阳李沟、临汝风穴寺、禹县三峰山、禹县朱屯、鲁山梁洼、郏县东黄道、济源克井、济源郡源、卢氏八宝山、淅川太子庙等。累计探明储量约1000万t（高岭土和陶瓷土）（1998年底），年产量约6万t（1998年）。

含煤建造沉积型高岭土主要赋存于石炭纪—二叠纪沉积岩系中，含矿层位包括：石炭系本溪组、太原组和二叠系下石盒子组。本溪组硬质高岭土矿层，厚度变化较大，一般厚1m～nm，常常与铁矿、铝土矿、耐火粘土矿共生。主要特点：含铁高、富含有机质，灰白色—灰黑色。该层以往多作为耐火粘土矿床评价，根据近年研究，可分层利用，一部分作耐火粘土，另一部分优质矿石可做陶瓷或造纸用高岭土。该矿层自然白度低，煅烧后可达90%以上，高岭石含量一般达90%以上。黄河以北总体质量较好，如博爱九府坟陶瓷粘土矿，矿层位于本溪组地层中，厚0.45～2.78m，一般0.75～1.65m，主要矿物成分为高岭石，主要化学成分：Al2O3为35.63%～38.65%,SiO2为44.05%～45.79%,Fe2O3为0.19%～0.72%,TiO2为0.40%～1.8%，烧失量为7.94%～8.76%，塑性指数为8.43～11.81。济源井本溪组高岭土矿含高岭石达93%～99%，济源邵源芬沟本溪组高岭土矿高岭石含量达95%以上，Al2O3为38.94%,SiO2为45.14%,Fe2O3为0.25%,TiO2为0.38%，矿石质量接近高岭石理论化学成分。

二叠系下石盒子组硬质高岭土矿主要分布在黄河以南，矿层厚度一般较大，几m至十几m不等，位于下石盒子组的下部。主要特点：有机质含量低，自然白度高，一般呈灰色—蓝灰色，含铁高。但可分层利用，含铁高部分作耐火粘土，含铁低部分作陶瓷粘土或造纸用粘土。该矿层之优质部分质量良好，自然白度达85%以上，质纯、细致、高岭石含量高，非常接近纯高岭石岩。对该矿层以往没给予重视，近年随着人们对非金属矿产的重新认识，加强了对此层的研究开发利用。代表性矿山如巩县钟岭陶瓷粘土矿，矿层按质量可分三层：下矿层厚1.28m，局部可作陶瓷原料；中矿层为主矿层，厚1.5～8.5m，一般3～5m，深灰及蓝灰色厚层状，质细密，解理发育，贝壳状断口；上矿层厚1～2.14m，最厚达13m多，为黄褐色薄层铝土质页岩夹高岭土矿。探明储量达165.8万t，主矿层化学组分：Al2O3为39.8%,SiO2为43.51%,Fe2O3＜3%，塑性指数为5.8%～19.97%。鲁山梁洼粘土矿，矿层厚2.1～15.28m，储量800多万t，以往主要用作耐火粘土。近年研究表明，可分出优质矿层，其高岭石含量达90%～98%，自然白度达85%，含铁小于0.8%。郏县东黄道90年代作为高岭土矿进行勘探，提交储量42.44万t，远景储量近百万t，主矿层厚度2.0～2.2m，自然白度76.6%,Al2O3为36.72%～38.79%,SiO2为42.56%～45.11%,Fe2O3为0.37%～0.95%，高岭石含量＞95%，质量优良。另外在焦作、济源一带也发现有优质矿层，其中济源邵源芬沟主矿层厚1.8m，质纯、灰白色，高岭石含量80%～95%,Al2O3为38.08%～38.52%,SiO2为45.20%～45.38%,Fe2O3为0.30%～0.53%。

热液蚀变型高岭土矿床在我省分布不广，代表性矿山为卢氏八宝山陶瓷粘土矿。由钾长花岗斑岩经热液蚀变而形成。矿石分两种类型：高岭土岩及强高岭土化钾长花岗斑岩。白色、块状，高岭石为主，含铁较高（平均1.5%～2.5%），矿石经洗选后可作为陶瓷工业和高碱玻璃原料。探明高岭土储量134万t，高碱玻璃原料储量7100万t。

风化淋滤型高岭土矿床仅在淅川太山庙沟发现。矿层赋存于震旦系白云质灰岩与寒武系硅质岩沉积接触界面及其附近，属风化残余高岭土矿床。矿石类型为伊利石-高岭石（包括迪开石）粘土，可分为优质高岭土和一般高岭土两种，优质高岭土，洁白色，油脂光泽，具滑感，湿后可塑性大，干燥后易碎成粉末状，高岭石含量为主，微量石英及绿泥石，铁含量由无至微量。该处高岭土矿以往一直作耐火材料原料开采。70年代以来部分作陶瓷原料用，主要用于电瓷原料和卫生陶瓷原料。

四、高岭土的主要用途

高岭土的可塑性、粘结性、一定的干燥强度、烧结性及烧后白度等特殊性能，使其成为陶瓷生产的主要原料；洁白、柔软、高度分散性、吸附性及化学惰性等优良工艺性能，使其在造纸工业上得到广泛的应用。此外，高岭土在橡胶、塑料、耐火材料、石油精炼等工业部门以及农业和国防尖端技术领域亦有广泛用、途。见表3-27-4。

表3-27-4　高岭土的主要用途

五、产品的主要工业技术指标

1.产品质量要求

高岭土的应用领域不同，对其质量要求截然不同。在化学成分方面，造纸涂料、无线电瓷、耐火坩埚等要求高岭土Al2O3和SiO2的含量接近高岭石的理论值；日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、白水泥原料、橡胶和塑料的填充剂对高岭土的Al2O3含量要求可适当放低些，SiO2含量可酌情高些。对Fe2O3、TiO2、SO3等有害成分，亦有不同的允许含量，对CaO、MgO、K2O、Na2O的含量允许值，不同用途中也不尽相同。在物理性能方面，各应用领域要求的侧重点更为明显。造纸涂料主要要求高的白度、低的粘浓度及细的粒度；陶瓷工业要求良好的可塑性、成型性能和烧成白度；耐火材料要求高的耐火度；搪瓷工业要求良好的悬浮性等。这就决定了高岭土产品规格、牌号的多样性。

表3-27-5　高岭土通用标准（JC88-82）

2.产品质量标准

我国现行的高岭土产品标准是国家建材局1982年重新修订的。它以化学成分和物理性能作为划分产品等级牌号的依据，制定了高岭土的通用标准（JC88-82），见表3-27-5。同时按用途制定了造纸、搪瓷、橡胶用高岭土3个专用标准，见表3-27-6、表3-27-7、表3-27-8。

表3-27-6　造纸工业用高岭土标准（JC318-82）

表3-27-7　搪瓷工业用高岭土标准（JC319-82）

表3-27-8　橡胶工业用高岭土标准（JC320-82）

六、高岭土选矿方法及工艺流程

1.选矿加工方法

为了分离高岭土中的石英、长石、云母、铁矿物、钛矿物等非粘土矿物及有机物质等，生产出能满足各应用领域需求的高岭土产品。重选、浮选、磁选、化学处理等选矿方法及其他改善高岭土质量的加工方法，都已应用于高岭土选矿加工过程中。针对我省沉积型高岭土矿的特点，有关科研单位经多年研究试验，提出两种选矿加工方案，一是通过焙烧加工除去水分和脱碳以提高白度，二是通过超细粉碎和化学漂白方法来提高白度，以求达到涂料级高岭土的质量标准，这两条技术路线已经成熟和应用。有关高岭土的主要选矿加工方法见表3-27-9。

表3-27-9　高岭土主要选矿加工方法

续表

2.工艺流程

高岭土选矿工艺流程，一般包括：准备、分选和产品处理三部分。准备部分包括破碎、制浆等作业；分选部分包括分选、漂白、剥片等作业；产品处理部分包括浓缩、过滤、干燥和包装等作业。由于矿石类型、产品指标不同，选矿工艺流程各不相同。各种矿石类型的原则工艺流程见表3-27-10。

表3-27-10　高岭土选矿工艺流程

生产高附加值精细高岭土产品的工艺流程关键环节是超细粉碎和精细分级。通过超细粉碎和精细分级（包括剥片工艺），可提高产品中高岭石粉料＜2μm粒径的含量比例（达80%以上），生产出涂布级高岭土精细产品，大大提高纸张的光泽度和不透明度。化学漂白是高岭土工业排除杂色的含铁化合物传统工艺，其目的是去除铁、钛等杂质，提高产品白度。高梯度强磁场磁选法及选择性絮凝法也是去除杂质、提高白度的有效方法。在加工工艺流程选择中应充分考虑矿石类型和组分特点，为生产出高附加值产品，创造较高的经济效益，可多种方法综合使用。

瓷土也称高岭土、白土，是一种开采出来的天然矿物质，因为早年在江西景德镇附近高岭山地区被广泛发现而得名，故称为高岭土（Kaoliniti或Kaolin），高岭土在世界各地均有分布。在美国、巴西、日本、澳大利亚及一些南美国家也有储量。在我国广东的茂名、湛江也有生产，以广东茂名瓷土在造纸涂料使用比较广泛，高的白度和高的粘滞浓度是它的突出优点。

雷东升1 王学群1 袁继祖2 余永富2

（1.国家非金属矿深加工工程技术研究中心，江苏苏州 215004；2.武汉理工大学，湖北武汉 430070）

摘要 对我国两种不同成因的高岭土的黏度特性进行了较为系统的试验研究，采用复合分散剂和矿物表面修复技术来降低高岭土的黏度，提高黏浓度，取得了良好的效果，并对其作用机理进行了初步探讨［1～3］。

关键词 高岭土；造纸涂料；降低黏度；复合分散剂；高岭土表面修复。

第一作者简介：雷东升（1968—），男，博士，武汉理工大学硕士研究生导师，高级工程师。联系电话：0512-66723682，013962523918；E-mail：leidongsheng@yahoo.com.cn。

一、前言

随着我国造纸工业的迅速发展，造纸工业的技术和装备水平不断进步，高速涂布机获得广泛的应用。高速涂布要求涂布颜料必须具备固含量高、黏度低、流变性好的特性，而我国造纸涂布用的高岭土资源，由于晶体结构和表面形态较差，黏度普遍较高，黏浓度一般为50%～65%，不能满足造纸工业技术进步的要求。本试验选用国内具有代表性的两种高岭土精矿产品（苏州高岭土、茂名高岭土）为原料，通过对黏度特性的研究，采用复合分散剂和矿物表面修复技术来降低高岭土的黏度，改善了其流变特性，最终使苏州高岭土、茂名高岭土的黏浓度分别达到69.14%、70.32%，从而满足我国造纸工业对涂布颜料的要求。

二、试样的性质

（一） X光衍射分析

通过对试样的X光衍射图谱分析，两种高岭土试样中高岭石含量均在95%以上，石英含量5%左右，其他矿物含量很少。

（二）化学成分分析

两种高岭土试样的化学成分分析结果见表1。

表1 化学成分分析（wB/%）

（三）粒度分析

试样的粒度组成见表2。

表2 粒度组成分析（%）

根据涂布造纸的要求，涂料中-2.0μm的含量应在85%以上，且有一定的粒度级配。对两种高岭土的粒度分析可知，试验样品粒度大部分集中于2.0～0.4μm，其他粒级含量较少。其中茂名土粒度则大部分集中在2.0～0.4μm，而且这部分粒级分布较均匀。

（四）透射电镜分析

两种高岭土试样的透射电镜照片见图1、图2。

图1 苏州高岭土透射电镜照片（3×104倍）

图2 茂名高岭土透射电镜照片（3×104倍）

由图1看出，苏州土试样中含有部分管状的多水高岭石，片状结构体解离不够充分，大多呈聚集状态；而图2则显示，茂名土试样为结晶好的六角或近似六角片状结构，解离也较为完全。

三、试验及结果

采用无机分散剂（药剂1和药剂6）、有机分散剂（药剂2、药剂3、药剂4和药剂5）和无机与有机复配的复合分散剂，分别对两种试样进行了黏度特性系列试验和黏度浓度测试［1］。

对两种试样分别按照确定的最佳分散剂方案加入分散剂，充分分散后加入机械挤压机进行表面修复，泥料经烘干、磨粉后测定黏浓度。

（一）分散剂影响试验

在固含量为63%和68%时进行了各种分散剂对苏州高岭土黏度特性影响的试验，结果见图3、图4。

从图3可以看出，在矿浆浓度较低时，上述几种药剂均能使矿浆的黏度降到500MPa·s以下。无机药剂中，药剂1作用比较好；有机药剂中，药剂4和药剂5对苏州高岭土的黏度特性影响比较明显。

从图4可以看出，当矿浆浓度增大时，无机药剂（药剂1和药剂6）的效果就不太明显，而且用量迅速加大；相对而言，有机药剂用量增加不大，其中药剂5的作用比较明显。

在固含量为63%和68%时进行了各种分散剂对茂名高岭土黏度特性影响的试验，结果见图5、图6。

从图5可以看出，在矿浆浓度较低时，上述几种药剂均能使矿浆的黏度降到500MPa·s以下。无机药剂中，药剂1作用比较好；有机药剂中，药剂4和药剂5对茂名高岭土的黏度特性影响明显。

从图6可以看出，当矿浆浓度增大时，无机药剂（药剂1和药剂6）的效果就不太明显，而且用量迅速加大；而有机药剂用量增加不大，其中药剂5的作用比较明显。

图3 苏州土黏度特性曲线（固含量63%）

图4 苏州土黏度特性曲线（固含量68%）

图5 茂名土黏度特性曲线（固含量63%）

图6 茂名高岭土黏度特性曲线（固含量68%）

考虑到有机药剂成本比较高，而且到一定的用量后改善效果就没有明显的增加；而无机药剂价格则相对便宜了很多。所以，选用无机和有机药剂复配试验，以期找出符合现场工艺和成本要求的最佳分散剂组合。

（二）复合分散剂试验

经过许多不同组合搭配试验，确定了对两种高岭土采用药剂1和药剂5的复合分散剂组合。通过不同用量的药剂复配试验（矿浆浓度为68%），最后确定了对苏州高岭土和茂名高岭土，复合分散剂（药剂1用量为4 kg/t；药剂5用量为3 kg/t）为最佳分散剂，其降低黏度的效果最佳。试验结果见表3和表4。

从表3和表4可以看出，采用复合分散剂不仅可以使高岭土矿浆的黏度降到500MPa·s以下（浓度为68%），而且有机药剂5的用量较小，大大节约了药剂成本。因此采用复合分散剂来改善高岭土的黏度特性，是一种较为可行和有效的方法。

从两种高岭土试样中抽取部分小样，经缩分、烘干后，按照GB/T 14563—93规定的高岭土黏度测定方法进行黏浓度测定，结果见表5；再取部分小样，经缩分、烘干后分别加入确定的最佳分散剂，再经充分搅拌分散均匀，然后烘干矿浆、磨碎、过60目筛、缩分、烘干，最后进行黏浓度测定，结果见表5。

表3 不同用量的药剂搭配结果（苏州高岭土，68%）

表4 不同用量的药剂搭配结果（茂名高岭土，68%）

由表5可以看出：加复合分散剂前，两种高岭土黏浓度仅为61.42%和64.03%，加入复合分散剂后，其黏浓度分别提高为68.33%和69.56%。

表5 两种高岭土加复合分散剂前后的黏浓度

表6 两种高岭土加复合分散剂后经表面修复的试验结果

（三）矿物表面修复试验

分别称取一定量的两种高岭土烘干样，按照确定的最佳分散剂方案加入分散剂，充分分散后加入机械挤压机进行表面修复，泥浆经烘干、磨粉后测定黏浓度，试验结果见表6。

由表6可以看出：加复合分散剂后，两种高岭土黏浓度分别为68.33%和69.56%，经表面修复后，其黏浓度分别提高为69.14%和70.32%。

四、作用机理探讨

（一）高岭石的结构

高岭石晶体结构为1∶1型片状硅酸盐，沿001层面解理。在加工过程中会产生两个性质不同的表面，即底面（001面）和侧面（010或110面），这两个面具有不同的双电层结构［2］。根据范奥尔根［3］的理论，高岭石底面电荷是由其晶格中阳离子被低价位的阳离子类质同象替换所引起的，因而带恒定的负电荷；而侧面电荷为断裂的硅氧键和铝氧键形成的羟基化合物的两性解离而产生的，在酸性介质中带正电荷，碱性介质中带负电荷。当介质pH值不变时，高岭石侧面的表面电位也保持不变，为恒电位体系。

正是这种不对称的双电层结构导致了高岭土颗粒在矿浆中极易形成大量的底面-侧面相连接的“T”型絮凝结构［4］，并向空间发展。这种结构的形成不仅阻止了高岭土颗粒在矿浆中分散，而且会使矿浆中相当一部分水被包裹于结构体中，使矿浆的浓度难以提高。只有改变高岭土颗粒表面的电荷性质，使其侧面带大量的负电荷，颗粒之间产生排斥，阻止或破坏“T”型絮凝体的形成，才能使矿浆分散，提高矿浆的黏浓度。

（二）分散剂的作用机理

向矿浆中加入碱性物质，改变矿浆的pH值，使高岭土侧面的负电荷增加（ζ电位负性增大），有利于高岭土矿浆中部分“T”型结构凝聚体的解体，提高矿浆的分散度。但仅靠改变矿浆的pH值还不足以破坏矿浆中“T”型结构凝聚体，还需要加入分散剂，才能在其侧面产生足够的ζ负电位，破坏“T”型结构凝聚体，高岭土颗粒在矿浆中能充分分散。

良好的分散剂应该能提供足以抵消高岭土颗粒之间吸引的两种斥力：一是增加分散体系中颗粒表面的电荷，使颗粒间产生静电排斥作用，即提供静电稳定作用；二是分散体系的颗粒吸附大分子物质，在其表面吸附的大分子链（层）会产生空间位阻，即提供空间位阻稳定作用。因此，为达到最好的分散效果，在碱性环境中（高岭石侧面零点电为6.8左右，矿浆的pH值应在7.0～8.0之间）加入的分散剂或分散剂组合最好能同时产生上述两种作用力。常用的无机阴离子分散剂能产生大量的阴离子，使高岭土颗粒侧面带大量负电荷，ζ电位负性增大，颗粒间产生排斥力，阻止“T”型絮凝体的形成，颗粒处于较为稳定的分散状态；加入高分子聚合物分散剂则能通过其特有的大分子链，一端在颗粒表面强烈吸附，另一端伸向分散介质，使颗粒之间产生较强的空间位阻效应而互相排斥，“T”型絮凝体难以形成，从而在矿浆中处于高度分散状态，使矿浆的黏浓度得到了提高。

（三）表面修复的作用机理

高岭土泥料在机械挤压机的挤压腔内受到挤压、剪切、混合等复杂的作用，并且由于此过程中会升压升温，物料颗粒间的相互作用比较强烈，颗粒会较多地选择以片状定向排列在腔体内运动，以抵制这种强烈的相互作用力，这样高岭土颗粒间的絮凝结构被破坏，颗粒间形成的包裹水被释放出来，并且这种结构遭到强力破坏后很难重新形成；对于未能充分解离的片状高岭土颗粒，在这种高强度挤压、剪切和升温升压的作用下会再次发生更为充分的剥离，并且颗粒的表面之间也会互相摩擦和挤压，使其表面凹凸部分变得平整，断裂处被更小的片状颗粒覆盖，从而在配置料桨时颗粒间的吸引力大大减少，再次形成“T”型结构凝聚体的几率也大大减少，体系的流变特性由塑性变为假塑性，呈现出“剪切变稀”的特点，使矿浆的黏浓度得到提高。

五、结论

1）本试验对国内具有代表性的苏州高岭土精矿、茂名高岭土精矿的黏度特性进行了较为系统的试验研究，找到了一种复合分散剂，并确定了最佳复合分散剂的用量，可使两种高岭土的黏浓度分别提高到68.33%和69.56%。

2）按照确定的最佳分散剂方案加入分散剂，经表面修复后，两种高岭土的黏浓度分别提高到69.14%和70.32%。

参考文献

［1］GB/T14563—93.高岭土.北京：中国标准出版社，1993

［2］张锡秋，等.高岭土.北京：轻工业出版社，1988

［3］杨小生，陈荩.选矿流变学及其应用.长沙：中南工业大学出版社，1994

An Experimental Study on Reducing the Viscosity of Paper Coating Kaolin

Lei Dongsheng1，Wang Xuequn1，Yuan Jizu2，Yu Yongfu2

（1.National Engineering Research Center for Further-processing of Non-metallic Minerals，Suzhou 215004，Jiangsu，China；2.Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，Hubei，China）

Abstract：In this paper the viscosity properties of kaolin of two kinds of origin in China are studied systemically.By adding compound dispersants and repairing the surface of kaolin particles，its viscosity concentration is improved.The mechanisms of the process are also studied preliminarily.

Key words：kaolin，paper coating，viscosity reduction，compound dispersant，the surface repair of kaolin.