1、1煤系高岭土在造纸上的应用：超细高岭土是一种多孔的高白度结构性材料，具有很高的分散性和良好的涂覆性，可塑性、耐火性、电绝缘性以及化学稳定性，因而广泛用于石化、陶瓷、油漆、涂料、日化、橡胶、塑料、医药等行业，并在电子、军工、航空航天等高科技领域也不断的得到应用，造纸业则是其最大的用户。高岭土在造纸业的应用十分广泛。主要有两个领域，一个是在造纸（或称抄纸）过程中使用的填料，另一个是在表面涂布过程中使用的颜料。对于一般文化纸，填料量占纸重量的 10-20%。对于涂布纸和纸板（主要包括轻量涂布纸、铜版纸和涂布纸板） ，除了需要填料外，还需要颜料，填、颜料用的高岭土所占比重为纸重的 20-35%。造纸业
2、把高岭土作为白色颜料代替昂贵的二氧化钛，目前，在国际上煅烧高岭土已经成为一种标准化造纸原料，被用作造纸涂料和功能填料，它能够在稍微降低和不降低纸张白度和光学性能的情况下，取代现有工艺中应用的 50%-60%的二氧化钛，作为其代替物，也必然有严格的要求，如涂布级高岭土，必须具备高白度、高分散性，与其它颜料和化学助剂有良好的互溶性，高折光系数，低密度，低磨耗，细粒度以及价格相对低廉等特性，国外产品的白度填料级一般为 85%-90%，涂料级一般为 90%-92%，细度填料级为 2m 含量40%-70%，涂料级早期为 80%-85%，近年为 90%以上，此外，在磨耗性，品性，孔隙体积，流变特性等方面也
3、要求产品具有良好的性能，以保证成纸质量，和印刷效果，决定高岭土在造纸中用作填料2或涂布颜料主要参数包括亮度，粒度分布，流变性，化学惰性和磨耗性，超细煅烧高岭土能提高纸张的白度，不透明度，遮盖率，松厚度和印刷适性，可改善油墨吸收性，透印性，减少印刷斑点，提高胶印保真度，在美国，其使用领域已从普通新闻纸扩展到高档证券纸，照相纸和字典纸。粒度和粒度分布影响亮度（粉料亮度、即白度） ，不透明性和粘度，颗粒以片状晶存在，在粒度分布中选择 2 微米为截止点是便于决定等级，多数涂布土比颜料土含有高得多的细颗粒，涂层不透明性胜颗粒堆积的作用，取决于颗粒大小和分布，使用细粒级可提高光滑度和光泽度，颗粒排列方向不
4、规则可使油墨吸收性能更佳。高岭土的流变性，与其以泥浆形式输送和以含水泊溶液使用有关，涂层的重量和均匀性取决于粘度和剪切率。高岭土在造纸生产中遇到加工介质具有化学惰性，它在碱性时被分散悬浮，在酸性时絮凝，涂布土的化学惰性十分重要。高岭土的磨耗指数必须尽可能的低，尤其在压光时可使加工设备的磨损减到最低。作涂布或是作填料，除经济上必须考虑外，还要根据纸浆的性能，涂层重量，透印和凹印，油墨类型以及最终纸张的需要，所以某些涂布土可以用作填料，反之某些填料土也可以用作涂布，但涂布土趋向于比填料土更亮和颗粒更细，彼此之间不存在十分明确的分界线。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3断的进步
5、，高速涂布机获得广泛应用，高速涂布要求涂布颜料必须具备固含量高，粘度低，流变性能好的特性。高白度是优良造纸高岭土必须具备的特征之一，几十年来，国外的纸张涂布主要使用美国，英国产高岭土，通常对白度的最低标准是 82%-85%，而现在国际趋势要求白度大于 90%，其中对煅烧高岭土白度标准则为 92%-94%。高岭土增白方法：常见的增白除杂方法包括：连二亚硫酸盐法，酸溶氢气还原法，浮选法，酸处理和煅烧等。下面我选择介绍煅烧法增白除杂方法：经 6001000煅烧的高岭土，白度提高，是因为生成了熔融的聚合体，增加了光散射孔隙，且在 1050以下煅烧成的高岭土产品，可获得较好的吸油值和大的比表面积，高岭土
6、中固定的碳含量一般为 2%左右，存在于高岭石结晶体间隙中，使高岭土呈现灰黑或灰白色，这种高岭土常采用高温氧化焙烧法除炭来提高白度，但高岭土的含铁矿物，如黄铁矿（FeS）,菱铁矿（FeCO3）及褐铁矿（Fe2O 33H2O）在高温焙烧时均会转化成 Fe2O3，造成原料发黄或呈砖红色，因此在煅烧过程中要进一步除铁和钛，在 550700配烧高岭土时，添加 NaCl 在 SO2，SiO2 和 O2 的组分下分解释放出Cl2，在高岭土固定的炭的参与下，铁，钛的氧化物转化成低熔点高挥发性的 FeCl3（沸点 315）及 TiCl（沸点 136） ，而炭则转化为CO 和 CO2，从而使炭，铁，钛和高岭土分离
7、。4煅烧机理：有关煤系煅烧高岭土反应的过程，不少研究者都进行了探讨，一般有以下变化：在 110左右，各种吸附水排出，在约 500时，高岭土中的羟基以蒸汽状态逸出，650时完成脱羟，变成偏高岭石，反应方程式为Al2O3SiO22H2OAl2O3SiO2+2H2O，温度升至 980左右时，偏高岭石分解，生成大量的 Al-Si 尖晶石和少量的弱结晶莫来石、无定型 SiO2，温度升至 1250时，莫来石将结晶。由上述反应式可以看出高岭土在 700左右脱去结晶水形成偏高岭石，950开始产生铝硅尖晶石，更高的温度形成莫来石，同时还游离出对造纸磨耗影响大的方石英，所以对于造纸，涂料行业的高岭土来说，中温（8
8、001000）煅烧的产品，白度高，遮盖性高，光散射性高，空隙体积和松厚度合适，能降低压光时的高度和不透明度的损失，处于变相临界温度的结晶差的莫来石刚出现，量小（5%） ，磨耗值低，目前，用于造纸、涂料行业的“双 90”产品，生产厂家普遍温度控制在 1000以下，最大限度的降低莫来石相的出现，以适应高速纸机涂覆的要求。学习总结：1、高岭土有着较好较稳定的物理和化学性能，因而有着广泛的用途，造纸业则是其最大的用户，据调查用于造纸业的高岭土占 60%左右。2、高岭土用在造纸业作为白色颜料代替昂贵的二氧化钛（代替率为 50%-60%） ，从而降低成本。53、涂布级高岭土，必须具备高白度、高分散性，与其
9、它颜料和化学助剂有良好的互溶性，高折光系数，低密度，低磨耗，细粒度以及价格相对低廉等特性此外，在品性，孔隙体积，流变特性等方面也要求产品具有良好的性能，以保证成纸质量，和印刷效果，决定高岭土在造纸中用作填料或涂布颜料主要参数包括亮度，粒度分布，流变性，化学惰性和磨耗性，超细煅烧高岭土能提高纸张的白度，不透明度，遮盖率，松厚度和印刷适性，可改善油墨吸收性，透印性，减少印刷斑点，提高胶印保真度。4、目前，在造纸领域我国大多使用的都是高速涂布机，高速涂布要求涂布颜料必须具备固含量高，粘度低，流变性能好的特性。5、煅烧法增白机理符合我们厂煅烧高岭土工艺，高岭土的含铁矿物有黄铁矿（FeS ） ,菱铁矿（
10、FeCO3）及褐铁矿（Fe2O33H 2O）在高温焙烧时均会转化成 Fe2O3，造成原料发黄或呈砖红色，因此在煅烧过程中要进一步除铁和钛，本文介绍了加工业 NaCl 作为还原剂除铁钛方法，如果有大量粉料或黄度偏高的时候，在成本允许的情况下可以作考虑。6同行业高岭土质量对比分析报告通过对展销会不同厂家（主要有山西晋坤、蒙西、金洋、内蒙超牌、金宇等）的样品做质量分析对比，了解目前我公司高岭土产品在同行业中所处的质量水平情况。 （样品来源：广州国际涂料展）一、造纸涂布级：造纸用高岭土的主要功能是：代替部分钛白粉降低成本，提高涂布层松厚度，增加油墨吸收性，提高印刷适应性，提高纸张光泽度、白度、改善纸张
11、质量。表 1-1： 2012 年同行业造纸涂布级产品性能汇总样品名称 白度 黄度 -2m% 分散性 吸油值 遮盖力晋坤 AnTecC-98,4000 目 94.14 2.58 76.9 58 71.63 0.940超牌 DG-90,6000 目 92.94 3.26 79.5 53 66.84 料不够金洋 HP-90A,7000 目 94.30 2.31 94.3 35 51.57 0.917金宇 CK-98，6250 目 94.60 2.78 80.4 48 71.61 0.946天宇 TY-701,3000 目 94.80 3.02 76.0 52 66.35 0.945天宇 TY-802
12、,4000 目 94.72 3.27 79.1 52 66.85 0.946为了方便对比，以下对比图全部为降序排列。图 1-17同 行 业 造 纸 涂 布 级 白 度 对 比94.8 94.72 94.6 94.394.1492.949292.59393.59494.595天 宇 TY-701,3000目 天 宇 TY-802,4000目 金 宇 CK-98，6250目 金 洋 HP-90A,7000目 晋 坤 AnTecC-98,4000目 超 牌 DG-90,6000目样 品 名 称白度 白 度白度平均值为 94.25。图 1-2同 行 业 造 纸 涂 布 级 黄 度 对 比3.27 3.
13、26 3.02 2.782.58 2.3100.511.522.533.5天 宇 TY-802,4000目 超 牌 DG-90,6000目 天 宇 TY-701,3000目 金 宇 CK-98，6250目 晋 坤 AnTecC-98,4000目 金 洋 HP-90A,7000目样 品 名 称黄度 黄 度黄度平均值为 2.87。图 1-3同 行 业 造 纸 涂 布 级 粒 度 -2 m%对 比94.3 80.479.5 79.1 76.9 760102030405060708090100金 洋 HP-90A,7000目 金 宇 CK-98，6250目 超 牌 DG-90,6000目 天 宇 TY
14、-802,4000目 晋 坤 AnTecC-98,4000目 天 宇 TY-701,3000目样 品 名 称-2m含量 -2 m%图 1-48同 行 业 造 纸 涂 布 级 分 散 性 对 比58 53 52 52 4835010203040506070晋 坤 AnTecC-98,4000目 超 牌 DG-90,6000目 天 宇 TY-701,3000目 天 宇 TY-802,4000目 金 宇 CK-98，6250目 金 洋 HP-90A,7000目样 品 名 称分散性 分 散 性图 1-5同 行 业 造 纸 涂 布 级 吸 油 值 对 比71.63 71.61 66.85 66.84 6
15、6.3551.5701020304050607080晋 坤 AnTecC-98,4000目 金 宇 CK-98，6250目 天 宇 TY-802,4000目 超 牌 DG-90,6000目 天 宇 TY-701,3000目 金 洋 HP-90A,7000目样 品 名 称吸油值 吸 油 值图 1-6同 行 业 造 纸 涂 布 级 遮 盖 力 对 比0.946 0.946 0.945 0.940.9170.90.9050.910.9150.920.9250.930.9350.940.9450.95天 宇 TY-802,4000目 金 宇 CK-98，6250目 天 宇 TY-701,3000目 晋
16、 坤 AnTecC-98,4000目 金 洋 HP-90A,7000目样 品 名 称遮盖力 遮 盖 力分析：从以上图表可以看出，金洋 HP-90A 产品粒度-2m%含量为94.3，白度 94.3，是一款“双 90”产品，从其吸油值和遮盖力指标看，其生产工艺与我们不同，可能是二次剥片解聚生产。我们公司高岭土产品 TY-701 和 TY-802 用在造纸行业有以下9优势和不足：存在的优势有：白度在同行业中处于最高水平，遮盖力在同行业同级产品中处于领先水平。我们 4000 目的 TY-802 产品粒度高于其它厂家的同级别 4000 目产品，和其它厂家 6000 目及以上产品相差不大。存在的不足是：黄
17、度略偏高，吸油值和分散性处于同行业中等水平。在造纸行业中，高白度且白度稳定是生产高质量纸张的前提，这一点目前我们厂生产的高岭土完全能做到，高粒度和好的分散性可以提高纸张的平滑度，好的遮盖力可以提高纸张的不透明度，高吸油值可以提高纸张的油墨吸收性，总体上我们的产品目前处于同行业同级产品的中上等水平，具有一定的竞争优势（在中涂、底涂中使用） 。二、涂料级：涂料用高岭土的主要功能：作为钛白粉的延展剂，提高钛白粉的利用率，降低成本，遮光指数高，提供遮盖力，片状结构，防沉降，有较好的开罐效果，密度小、涂料的比重低。表 2-1： 2012 年同行业涂料级产品性能汇总样品名称 白度 黄度 -2m% 分散性
18、吸油值 遮盖力MXK201,4000 目 93.66 3.24 74.4 53 64.69 0.940金洋 Britex-95,3500 目 94.30 2.72 76.3 59 65.90 0.942金洋 DB-80,4000 目 93.90 1.88 74.9 60 70.65 0.926金宇 CK-95,4000 目 94.60 2.62 74.5 50 66.83 0.946金宇 CK-60,1250 目 93.94 2.84 63.1 59 58.25 0.938天宇 TY-701,3000 目 94.80 3.02 76.0 52 66.35 0.94510天宇 TY-802,40
19、00 目 94.72 3.27 79.1 52 66.85 0.946图 2-1同 行 业 涂 料 级 白 度 对 比94.8 94.72 94.694.3 93.9493.9 93.669393.293.493.693.89494.294.494.694.895天 宇 TY-701,3000目 天 宇 TY-802,4000目 金 宇 CK-95,4000目 金 洋 Britex-95,3500目 金 宇 CK-60,1250目 金 洋 DB-80,4000目 MXK201,4000目样 品 名 称白度 白 度白度平均值 94.27。图 2-2同 行 业 涂 料 级 黄 度 对 比3.27
20、3.243.02 2.84 2.72 2.621.8800.511.522.533.5天 宇 TY-802,4000目 Mxk201,4000目 天 宇 TY-701,3000目 金 宇 CK-60,1250目 金 洋 Britex-95,3500目 金 宇 CK-95,4000目 金 洋 DB-80,4000目样 品 名 称黄度 黄 度黄度平均值 2.80。图 2-311同 行 业 涂 料 级 -2 m%对 比79.1 76.3 76 74.9 74.5 74.4 63.10102030405060708090天 宇 TY-802,4000目 金 洋 Britex-95,3500目 天 宇
21、TY-701,3000目 金 洋 DB-80,4000目 金 宇 CK-95,4000目 Mxk201,4000目 金 宇 CK-60,1250目样 品 名 称-2m% -2 m%图 2-4同 行 业 涂 料 级 分 散 性 对 比60 59 5953 52 52 5044464850525456586062金 洋 DB-80,4000目 金 洋 Britex-95,3500目 金 宇 CK-60,1250目 Mxk201,4000目 天 宇 TY-701,3000目 天 宇 TY-802,4000目 金 宇 CK-95,4000目样 品 名 称分散性 分 散 性图 2-5同 行 业 涂 料
22、级 吸 油 值 对 比70.65 66.85 66.83 66.35 65.9 64.69 58.2501020304050607080金 洋 DB-80,4000目 天 宇 TY-802,4000目 金 宇 CK-95,4000目 天 宇 TY-701,3000目 金 洋 Britex-95,3500目 Mxk201,4000目 金 宇 CK-60,1250目样 品 名 称吸油值 吸 油 值图 2-612同 行 业 涂 料 级 遮 盖 力 对 比0.946 0.946 0.945 0.942 0.940.9380.9260.9150.920.9250.930.9350.940.9450.95
23、天 宇 TY-802,4000目 金 宇 CK-95,4000目 天 宇 TY-701,3000目 金 洋 Britex-95,3500目 MXK201,4000目 金 宇 CK-60,1250目 金 洋 DB-80,4000目样 品 名 称遮盖力 遮 盖 力分析：从以上图表可以看出，我们公司高岭土产品 TY-701 和 TY-802用在涂料行业有以下优势和不足：存在的优势有：白度、粒度、遮盖力处于同行业同级产品领先水平，存在的不足有：黄度略偏高，吸油值和分散性处于同行业中等水平。在涂料领域里，对于有砂磨设备的涂料公司来说，主要看中的是高岭土的粒度和遮盖力指标，其次是分散性指标，对于没有砂磨设
24、备的涂料公司来说，入厂控制的主要是分散性指标，遮盖力要求稳定。所以，我们的产品 TY-802 甚至 TY-701 用在涂料中优势比较明显，那么我们要做的就是稳定产品质量，不要出现产品指标大幅度的波动。并且要对客户有针对性的加以生产，真正做到“有产品就有市场，有市场就有客户” 。三、建议：根据以上分析，为公司生产与销售工作提出以下三点建议：1、介于我们的产品在市场上有一定的竞争优势，所以我们要求13我们生产出来的产品各项指标要尽可能稳定，如果客户对某些指标提出更高要求的情况下，我们针对性的加以微调。2、销售方面要对市场进行分区域、分品种详细划分，并区分主要客户和一般客户。3、我们现在的产品比较单一，我们要生产出符合客户需求的多品种的产品，以壮大我们在市场中的竞争优势。质技部2012.12.13
