我國屬于世界高嶺土資源大國，高嶺土儲量十分豐富，據(jù)悉，探明儲量為31億t，其中煤系高嶺土16.7億t，占總儲量的50%以上。而煤系高嶺土資源是我國特有的資源。煤系高嶺土主要分布在我國內(nèi)蒙準(zhǔn)格爾、烏海和包頭，陜西神府、渭北，山西大同和平朔，山東兗州、淄博，河北唐山，江蘇徐州，安徽的淮北和淮南，甘肅酒泉，河南焦作和平頂山等地。

由于煤系高嶺土的化學(xué)成分和特定的結(jié)構(gòu)，決定了有關(guān)的深加工方法主要是采用煅燒、偶聯(lián)改性、合成等手段對其進(jìn)行深加工，主要用來制取各種高檔填料、聚合氯化鋁、白炭黑、復(fù)合材料、沸石分子篩及FCC催化劑等，具體如下。

高檔填料

填料高嶺土是一種重要的高嶺土深加工產(chǎn)品，其代表產(chǎn)品“雙90”型高嶺土，具有散射力強(qiáng)，油墨吸附快，活性高，白度好，空隙率高，熱穩(wěn)定性能好，電絕緣性能好等優(yōu)點(diǎn)，因此是一種高檔的非金屬礦產(chǎn)品，作為一種功能填料，在造紙、油漆、塑料、橡膠以及黏合劑等各種材料中有著廣泛應(yīng)用。廣東茂名、湛江、江蘇蘇州、河北沙河等地每年能生產(chǎn)高純度超細(xì)涂布級高嶺土4~5萬t，但這遠(yuǎn)不能滿足需求，仍需從美國、英國等進(jìn)口優(yōu)質(zhì)涂料級高嶺土4~5萬t。隨著我國造紙工業(yè)的不斷擴(kuò)大，許多大型造紙廠相繼投產(chǎn)，今后優(yōu)質(zhì)涂布級高嶺土的需求量會越來越大。

在橡膠制品中，煅燒高嶺土的加入，能提高橡膠中各種配合劑的分散效果，起到補(bǔ)強(qiáng)的效果，從而改善生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品的力學(xué)性能。中國科學(xué)院過程工程研究所利用煤系高嶺土開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的直接加熱快速流態(tài)化煅燒技術(shù)制備出高檔填料，具有成本低，能耗低，產(chǎn)品品質(zhì)好等優(yōu)勢。

由于我國的煤系高嶺土資源十分豐富，而且質(zhì)量優(yōu)良，所以煤系高嶺土在高檔填料的應(yīng)用研究有著巨大的優(yōu)勢和開發(fā)利用價(jià)值。

制備聚合三氯化鋁和白炭黑

煤系高嶺土的主要成分是硅鋁酸鹽，可以用來制備聚合三氯化鋁和白炭黑。聚合氯化鋁(PolyaluminiumChloride，簡稱PAC)通常也稱作堿式氯化鋁、聚羥基鋁等，它是介于氯化鋁和氫氧化鋁之間的一種水溶性無機(jī)高分子聚合物，作為凈水劑廣泛使用，聚合氯化鋁在造紙工業(yè)中還能明顯提高紙產(chǎn)品的質(zhì)量。在制備聚合氯化鋁的同時(shí)，還可以獲得二氧化硅，由于其顆粒細(xì)小，為微米級或納米級，具有很高的比表面積，某些性質(zhì)與炭黑相似，可以在一些應(yīng)用領(lǐng)域代替炭黑，所以被稱“白炭黑”。

制備復(fù)合材料

煤系高嶺土作為一種價(jià)格低廉的新型補(bǔ)強(qiáng)材料，可滿足在工程塑料中的改性要求，可較大幅度地提高塑料的拉伸和彎曲性能，在降低材料成本的同時(shí)，還能提高聚合物的剛性和耐熱性。由于高嶺石是1∶1型層狀粘土礦物，一些強(qiáng)極性的有機(jī)小分子，如二基甲亞砜、甲酰胺，N-基甲酰胺、肼、脲、聯(lián)氨、醋酸鉀等，可以直接插入到高嶺石層間生成高嶺石插層復(fù)合材料，作為新興礦物材料，既有粘土礦物特有的吸附性、分散性、流變性、多孔性和表面酸性，又具有有機(jī)化合物的多變官能團(tuán)和反應(yīng)活性。

制備沸石分子篩和FCC催化劑

煤系高嶺土的主要成分是硅鋁酸鹽，沸石分子篩的主要成分也是硅鋁酸鹽，其氧化物形式為Na₂O·xAl₂O₃·ySiO₂·zH₂O，因此，通過補(bǔ)加一定數(shù)量的硅元素和氫氧化鈉，就能以煤系高嶺土為原料來合成分子篩。

由高嶺石的結(jié)構(gòu)可知，高嶺土的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，如果采用高嶺土為原料來合成分子篩，必須提高高嶺土的化學(xué)反應(yīng)活性，常用的方法是在一定溫度煅燒，此時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)：

Al₂Si₂O₄(OH)₄→Al₂O₃·2SiO₂(偏高嶺石)+2H₂O

在高溫下，礦物晶格內(nèi)部的羥基脫出，形成無定形的Al₂O₃和SiO₂，它們的硅氧四面體和鋁氧八面體因扭曲而相互貫穿，具有很高的化學(xué)反應(yīng)活性。用煅燒后所得的偏高嶺土在一定溫度下和氫氧化鈉反應(yīng)，偏高嶺土中的氧化硅、氧化鋁溶解，作為分子篩合成的部分或全部硅源和鋁源，體系進(jìn)行結(jié)構(gòu)重排生成具有不同結(jié)構(gòu)的分子篩。

高嶺土型FCC催化劑在熱穩(wěn)定性、渣油裂化和抗重金屬等方面具有非常突出的特點(diǎn)，在石油催化裂化方面具有廣泛的應(yīng)用。根據(jù)制備方法的不同，FCC催化劑可以分為粘結(jié)型和原位晶化型兩類：粘結(jié)型催化劑是由NaY分子篩和基質(zhì)加粘結(jié)劑后噴霧成型而制成的微球催化劑；高嶺土型FCC催化劑是高嶺土原位晶化而得的產(chǎn)物，因此可以利用煤系高嶺土為載體，合成出FCC催化劑。

制備其他化工產(chǎn)品

除上述常見的開發(fā)利用方法外，還有利用煤系高嶺土合成莫來石、多品種氧化鋁和硅質(zhì)無機(jī)填料等不同的化工產(chǎn)品。

由于煤系高嶺土與煤炭伴生，不可避免含有一定量的炭質(zhì)成分，影響產(chǎn)品的純度和白度，同時(shí)還含有鐵、鈦等染色物質(zhì)，需要進(jìn)行一定的處理以提高產(chǎn)品的純度，現(xiàn)在“雙90”型高嶺土已不能滿足某些應(yīng)用領(lǐng)域的要求，所以，需要在純度和細(xì)度方面進(jìn)一步提高，從而為深層次的加工和利用打下基礎(chǔ)。

在利用高嶺土的領(lǐng)域，均可以根據(jù)實(shí)際情況，選用相應(yīng)品質(zhì)的煤系高嶺土作為替代品，并根據(jù)煤系高嶺土的化學(xué)成分及含量，開發(fā)新型硅酸鹽產(chǎn)品，以進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，諸如應(yīng)用于造紙、橡膠、塑料、油漆、化工、涂料、搪瓷、電子元件、高低壓電瓷、石油催化劑載體、玻璃、玻璃纖維、原子反應(yīng)堆等工業(yè)領(lǐng)域。

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