4 فناوری اصلی اصلاح کائولن
کائولن به طور گسترده استفاده می شود. با نوآوری مداوم علم و فناوری، همه اقشار جامعه دارای نیازهای بالاتری برای شاخص های مختلف کائولن هستند، به ویژه تقاضا برای کائولن با کیفیت بالا در صنایع کاغذسازی، پوشش، لاستیک و سایر صنایع همچنان در حال افزایش است. اصلاح کائولن می تواند خواص فیزیکی و شیمیایی سطح آن را تغییر دهد و در نتیجه ارزش افزوده آن را برای پاسخگویی به نیازهای فناوری جدید مدرن، فناوری جدید و مواد جدید افزایش دهد.
در حال حاضر، روشهای اصلاحی که معمولاً مورد استفاده قرار میگیرند عبارتند از اصلاح کلسینه، اصلاح اسید-پایه، آسیاب کردن و تصفیهسازی لایهبرداری، و اصلاح بینسازی و لایهبرداری.
1. اصلاح کلسیناسیون
اصلاح کلسینه متداول ترین و بالغ ترین روش اصلاح در صنعت کائولن است، به ویژه برای کائولن سری زغال سنگ، اصلاح کلسینه می تواند مواد آلی را حذف کند و محصولات کائولن را با سفیدی بالا و با کیفیت بالا به دست آورد. عوامل زیادی بر کیفیت کلسینه کائولن تأثیر می گذارد. کیفیت مواد خام، اندازه ذرات ماده خام، سیستم کلسینه شده، جو کلسینه شده و انتخاب مواد افزودنی، همگی تأثیر بسزایی بر کیفیت کائولن کلسینه شده دارند.
کلسینه کردن کائولن باعث تغییر خاصی در ساختار کریستالی آن می شود. تحت کلسینه کردن در دمای پایین، بخشی از مواد آلی و آب جذب شده فیزیکی در کائولن به تدریج جدا می شود. هنگامی که کائولن در دمای 500-900 درجه سانتیگراد کلسینه می شود، هیدروکسیله می شود، ساختار کریستالی را از بین می برد و بی شکل می شود. ساختار لایه ای فرو می ریزد، سطح ویژه افزایش می یابد و فعالیت نیز بر این اساس افزایش می یابد. کائولن بدست آمده از کلسینه کردن در این مرحله دمایی متاکائولین نامیده می شود. هنگامی که دمای کلسینه به حدود 1000 درجه سانتیگراد می رسد، کائولینیت تحت یک تبدیل فاز قرار می گیرد تا یک ساختار اسپینل آلومینیوم سیلیکات را تشکیل دهد. هنگامی که دمای کلسینه به بالای 1100 درجه سانتیگراد می رسد، تبدیل مولایت رخ می دهد.
2. اصلاح اسید و باز
اصلاح اسید-باز کائولن می تواند به طور موثری جذب و واکنش پذیری سطح پودر را بهبود بخشد. کائولن مبتنی بر زغال سنگ کلسینه شده به ترتیب با اسید هیدروکلریک و هیدروکسید سدیم اصلاح شد و شرایط تیمار مربوط به بهترین ارزش جذب روغن بدست آمد. از آنجایی که کائولن کلسینه شده آل چهار وجهی را با واکنش اسیدی تشکیل می دهد، پس از اصلاح اسید هیدروکلریک، شسته شدن عنصر Al در کائولن، ساختار منافذ کائولن را تا حد زیادی غنی می کند. اصلاح هیدروکسید سدیم می تواند عنصر Si را در کائولن کلسینه شسته، که ساختار منافذ کوچک را افزایش می دهد، زیرا بخشی از SiO2 در کائولن به SiO2 آزاد تبدیل می شود و به راحتی با مواد قلیایی واکنش می دهد.
شستشوی ناخالصیهای اکسید فلز در کائولن اصلاحشده با اسید نیز میتواند منافذ کائولن را غنی کند و پارامترهای مهم عملکرد آن مانند اندازه منافذ، توزیع اندازه ذرات و مساحت سطح خاص را بهبود بخشد. با افزایش زمان درمان قلیایی، توزیع اندازه منافذ کائولن سری زغال سنگ کلسینه شده گسترده تر می شود، سطح ویژه کاهش می یابد، حجم منافذ افزایش می یابد و فعالیت ترک خوردگی و گزینش پذیری افزایش می یابد.
3. اصلاح بین لایه برداری/لایه برداری
اصلاح بین لایه برداری و لایه برداری کائولن و تهیه پودر بسیار ریز ابزار مهمی برای بهبود کیفیت کائولن است و برای بهبود شکل پذیری، سفیدی، قابلیت پخش و جذب کائولن از اهمیت زیادی برخوردار است. ساختار کائولن از چهار وجهی سیلیکون-اکسیژن و هشت ضلعی آلومینیوم-اکسیژن تشکیل شده است که به صورت دوره ای و مکرر مرتب می شوند. فاقد قابلیت انبساط است و به سختی می توان با مواد آلی در هم آمیخت. فقط چند مولکول آلی با وزن مولکولی کوچک و قطبیت قوی را می توان به لایه کائولن وارد کرد. مانند فرمامید، استات پتاسیم، دی متیل سولفوکسید و اوره.
4. درمان سنگ زنی و لایه برداری
اندازه ذرات کائولن یک شاخص مهم است. در صنعت پوشش پرکننده کاغذسازی، کائولن پوست کنده شده بر روی سطح کاغذ پوشش داده می شود. این تکه های کائولن در هم آمیخته، روی هم قرار گرفته و موازی با سطح کاغذ هستند و کاغذ صاف تر، سفیدتر، روشن تر می شود و جوهر بعد از چاپ اثراتی مانند واترمارک ایجاد نمی کند.
روشهای متداول آسیاب و جداسازی کائولن عبارتند از: آسیاب بسیار ریز خشک، آسیاب مرطوب، اکستروژن و غوطهوری شیمیایی. پودر کردن خشک به طور کلی شامل پودر کردن مواد خام کائولن در آسیاب های جت، آسیاب های خود زای سیکلون، پودرهای فوق ریز ضربه مکانیکی با سرعت بالا و آسیاب های ارتعاشی است. به منظور کنترل درجه های اندازه ذرات، طبقه بندی و فرآیندهای دیگر به طور کلی مورد نیاز است.