高嶺土的加工工藝隨著原礦性質(zhì)、產(chǎn)品用途及產(chǎn)品質(zhì)量要求的不同而不同。總體來說，高嶺土的加工技術(shù)包括：提純增白、超細(xì)加工、改性等。

 

1、提純

高嶺土的主要礦物是高嶺石和多水高嶺石，除高嶺石族礦物外，亦常伴生有蒙脫石、伊利石、葉臘石等黏土礦物，石英、長石、鐵礦物、鈦礦物等非黏土礦物及有機(jī)質(zhì)。為生產(chǎn)出能滿足各工業(yè)領(lǐng)域需求的高嶺產(chǎn)品，常采用物理法、化學(xué)法及高溫煅燒法對高嶺土進(jìn)行提純除雜。物理提純法主要利用不同礦物的粒度、密度、磁性及表面吸附性等物理性質(zhì)的差異分離出一些非黏土礦物，包括手選法、水選法、浮選法、磁選。化學(xué)提純及漂白主要用于除去高嶺土中含鐵礦物，主要方法有酸浸法、氯化法、堿處理法、還原法、氧化及氧化還原聯(lián)合法。高溫煅燒法是除碳增白的最佳方法，亦是煤系地層高嶺土必須的加工方法。通常在650～1050℃下煅燒，使高嶺土物相徹底改變，同時(shí)部分雜質(zhì)揮發(fā)，達(dá)到提高白度及絕緣性的效果。有時(shí)也可采用氯化焙燒、氧化焙燒等高溫處理方法，除去高嶺土中的鐵、鈦元素。

 

2、超細(xì)加工

高嶺土超細(xì)加工的方法主要有：機(jī)械粉碎法、分級法、插層-剝片法及化學(xué)合成法。機(jī)械粉碎法主要利用了礦物層狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在外力作用下，破壞層與層之間的作用力，從而達(dá)到超細(xì)化的目的，但能耗較大。分級法主要根據(jù)斯托克斯法則將高嶺土在液體中沉降得到超微細(xì)高嶺土，但成本高，產(chǎn)出率低。插層-剝片法主要利用插層作用使高嶺土中礦物層間膨脹，鍵合力大為減弱，除去插層客體后，原來堆垛的片狀高嶺石就自然分解成小片狀的高嶺石，達(dá)到自然剝離的目的。化學(xué)合成法一般采用巖石礦物或鋁硅凝膠為原料采用水熱法得到超微細(xì)合成高嶺石。其純度高、懸浮穩(wěn)定性好、光散射性好，同時(shí)其他性能俱佳。

 

粒度是衡量高嶺土產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，同時(shí)高嶺土的粒徑大小及分布亦是影響其黏度的重要因素。目前對超細(xì)高嶺土的研究主要集中在插層-剝片法，劉欽甫等以高純度軟質(zhì)高嶺土為原料，采用插層—剝片法的制備工藝，制得的納米級高嶺石晶片平均直徑為300～500nm，平均厚度達(dá)到20～50nm，適用于做各種橡膠制品的增強(qiáng)劑。雖然通過加工高嶺土的粒度已可達(dá)到納米尺度，但降黏技術(shù)不成熟仍是中國缺乏造紙涂布用高嶺土的主要原因，劉攀等發(fā)現(xiàn)相對較集中的粒徑分布可有效降低漿料的黏度。高嶺土礦物納米材料不僅可以降低漿料的黏度，而且其具有良好的表面效應(yīng)、小尺度效應(yīng)等，是擴(kuò)大高嶺土應(yīng)用范圍的重要研究方向。

 

3、改性

改性是當(dāng)今非金屬礦最重要的深加工技術(shù)之一。由于高嶺土的礦物形成條件及開采加工方法的差異，導(dǎo)致其物理化學(xué)性質(zhì)有很大差異，使其應(yīng)用范圍具有局限性。因此，研究、開發(fā)不同改性方法，是擴(kuò)大高嶺土應(yīng)用范圍及效果的重要手段。高嶺土的改性方法主要有酸堿改性、表面改性及插層改性。酸堿改性主要針對煅燒高嶺土而言，根據(jù)Al、Si在相變過程中化學(xué)環(huán)境的不同，將高嶺土在一定溫度下煅燒活化，使其中Al、Si可以和酸或堿反應(yīng)從而達(dá)到改變其酸性、孔徑和比表面積的目的。表面改性是用物理的、化學(xué)的機(jī)械的方法對高嶺土粉體表面進(jìn)行處理以改變其表面的理化性質(zhì)，可有效提高其白度、亮度、表面化學(xué)活性及與聚合物的相容性等。插層改性主要指在不破壞高嶺石原有層狀結(jié)構(gòu)的前提下，將一些有機(jī)分子直接或間接地插入高嶺石層間。

 

4、工藝流程

目前，工業(yè)上高嶺土常見的選礦工藝有干法和濕法兩種。

干法工藝一般包括破碎、干燥(通常在旋轉(zhuǎn)干燥器中進(jìn)行)、細(xì)磨和空氣浮選等幾道工序。該工藝可將大部分砂石除去，適用于加工那些原礦白度高、砂石含量低、粒度分布適宜的礦石。干法加工生產(chǎn)成本低，一般適用于干燥地區(qū)，產(chǎn)品通常用于橡膠、塑料及造紙等工業(yè)的低價(jià)填料。

國內(nèi)外高嶺土選礦工藝多半選擇濕法，濕法工藝包括漿料的分散、分級、雜質(zhì)分選和產(chǎn)品處理等幾個階段。一般流程為：原礦→破碎→搗漿→除砂→旋流器分級→剝片→離心機(jī)分級→磁選(或漂白)→濃縮→壓濾→干燥→包裝。

煤系(硬質(zhì))高嶺土是我國特有的高嶺土資源，目前生產(chǎn)上基本采用先超細(xì)后煅燒或先煅燒后超細(xì)加工工藝。先超細(xì)后煅燒工藝流程一般為：原礦→破碎→粉碎→搗漿→濕式超細(xì)研磨或剝片→干燥→煅燒→解聚→分級→包裝。先煅燒后超細(xì)工藝流程一般為：原礦→破碎→粉碎→煅燒→濕式超細(xì)→干燥→包裝。

以中國高嶺土公司為例，高嶺土生產(chǎn)工藝分采礦、選礦兩部分。采礦工藝流程：回采工作面鑿巖→爆破→裝卸運(yùn)輸→提升→地面運(yùn)輸→手選→高嶺石原礦。選礦工藝流程：高嶺土原礦→破碎→制漿→旋流分級→濃縮→壓濾→自然干燥→塊狀高嶺土，若要生產(chǎn)含水量低、高品位的粉末狀高嶺土則要經(jīng)過磨粉、烘干工藝流程。每噸塊狀高嶺土成品綜合能耗約0.064t標(biāo)煤/噸產(chǎn)品，耗電量約65.64度/噸產(chǎn)品，耗水量約7.5t/噸產(chǎn)品，坑木消耗量約0.8M3/百噸產(chǎn)品，排放廢水和選礦廢渣約0.56t/噸產(chǎn)品。

存在問題主要包括：(1)產(chǎn)品附加值低，國內(nèi)大部分企業(yè)以生產(chǎn)原礦或?qū)υV進(jìn)行簡單加工即出售，缺乏對產(chǎn)品的深加工。(2)降黏技術(shù)有限使得制備造紙涂布級高嶺土困難。