一、高岭土介绍

　　高岭土是一种粘土，它在瓷坯中所占的份量最大约为45—60％。高岭土，有时也被称之为“瓷土”。

　　高岭土的主要矿物组成是高岭石，它是一种六角形鳞片状的结晶，也有呈管状或杆状结晶的。从理论上分析，高岭石的化学成分为二氧化硅46．5％，三氧化二铝39.5％，水14％。

　　我国高岭土的储量大，分布广，品种繁多。其中比较著名的有江西星子高岭，苏州高岭，湖南大排岭高岭等。国外的有英格兰的康沃尔和美国的乔治亚州、南卡罗莱纳州。

　　质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和较高的粘结性、优良的电绝缘性能，还具有良好的抗酸溶性、较低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必备的矿物原料。

　　高岭土煅烧是指在适宜的气氛和低于矿物原料熔点温度条件下进行的热加工，使矿物原料的目的组份矿物发生物理化学变化过程。在这个过程中常发生的变化是除碳、脱除胶体水和矿物结晶格架中的结晶水及化合水，使矿物热解为一种或若干组成更为简单的矿物，最终使产品白度（或亮度）、空隙率、活性等性能提高和优化。

二、高岭土煅烧工艺流程
1、投料: 投料并不是简单地把高岭土矿石投入生产线，其目的在于把矿石中的杂质挑选出来，以保证进入生产线的高岭土矿石纯正。
2、破碎: 破碎是把大块的高岭土矿石破碎成小块，以满足下一道工序的使用要求，在本工序中所用的主要设备是颚式破碎机(可以加锤式破碎机)，这是实现产品粒度的第一步。矿石直径由200mm左右破碎成25(5) mm左右。
3、磨粉: 磨粉是把小块的高岭土矿石变为粉沫状，其主要设备是摆式雷蒙机或球磨机，它把25(5)mm左右的小块矿石磨成325目的粉料，该工序是实现产品粒度的第二步。
4、制浆: 制浆是把325目的粉状高岭土加入自来水，使其变为浆液状，为下道工序做准备。从本工序开始，生产由干法磨矿变成了湿法磨矿。
5、剥片: 剥片是湿法磨矿的一种形式，其主要作用是大幅度地提高产品的粒度，由原来的325目提高到6000目以上。涂料级和涂布级煅烧高岭土产品粒度的实现主要靠本工序来完成，该工序的主要设备是剥片机或搅拌磨。
6、喷雾干燥: 喷雾干燥是把浆状的高岭土再变成干粉状，使生产工艺由湿法恢复为干法，其主要原理是把浆状的高岭土雾化，与热空气充分接触来蒸发掉其中的水份，实现干粉化。
7、一次打散: 一次打散主要是把喷雾干燥时由于高温所造成的颗粒团聚进行解离，以恢复干燥前的粒度，其主要设备叫高速涡旋磨，通常叫作打散机或解聚机。
8、煅烧: 煅烧的主要目的是实现产品的白度，多膛炉是燃烧的核心设备。多膛炉能够逐层进行温度精确控制，以获得期望的产品品质。炉体内气氛的含氧量通过控制燃烧器过剩空气来进行调节。物料驻留的时间通过改变中轴的速度加以控制。这一点对用同一台设备生产不同类型的产品非常重要。中轴速度通过变频控制，在设定范围内无级变频调速。高岭土煅烧的常用范围为3~5RPM。
9、二次打散: 二次打散的目的是把煅烧后的高岭土烧结进行解离，从而恢复煅烧前的产品粒度，其设备与一次打散完全一样。
10、包装:包装是最后一道工序，把成品按包装要求进行包装，以便于产品的贮存和运输。一般采用25公斤的塑料编织袋，也可根据客户需求采用吨袋、半吨袋或者其包装形式。

三、多膛炉煅烧高岭土
多膛炉的优点是可以根据工艺流程的需要，控制每个炉膛的温度、供氧量以及物料的滞留时间。高岭土的整个焙烧工艺流程可以在同一个炉子里的不同炉层内完成。高岭土煅烧包括以下四个阶段。

1、 低温除湿阶段
又称焙干、烘干或预热阶段。
这个阶段的特点是低温(通常小于110°C)。在这种温度下，渗入矿物裂隙中及孔隙中的自由水、吸附水气逐渐脱出。由于温度低，高岭石矿物本身一般不会发生物理化学变化。由于矿物原料中水的脱失和蒸发，这个阶段是吸热反应，所以要求炉内要缓慢、均匀地升温。

2、中温脱羟阶段
又称中温脱羟、除碳阶段
脱羟------脱水反应是煤系高岭土煅烧过程中所发生的主要化学变化。
这个阶段的温度区间是100-925，由于温度升高，热力驱动，高岭石矿物开始发生煅烧反应，首先是以中性水存在的结晶水脱失，接着是矿物晶体中以羟基存在的化合水(结构水)逸出，大约在925ºC，高岭石矿物中各种形式的水全部脱出。
Al2O3•2 SiO2•2 H2O----450-750------ Al2O3•2 SiO2+2 H2O
(高岭石)                         (偏高岭石)
在这个阶段，高岭石一般不会析出其它晶相，与高岭石相伴的碳质、碳氢化合物都要发生相应的变化和脱除，从而使产品增白。
这个阶段要求供热连续，温度稳定，原料受热均匀，时间足够，气氛适宜。

3、高温过烧阶段
凡温度大于925ºC的煅烧过程都可称为高温过烧阶段。
偏高岭石从925ºC开始转化为一种铝銈尖晶石的新晶相矿物，反应式为：
2(Al2O3•2 SiO2)-------- 2Al2O3•3 SiO2+ SiO2
(偏高岭石)             (铝銈尖晶石)

4、高温脱羟阶段
当温度升高至1050-1100ºC时，部分铝硅尖晶石便向另一种新晶相矿物转化，开始生成少量似莫来石，并继续热解出二氧化硅。
2Al2O3•3 SiO2 ------ 2Al2O3•SiO2+2 SiO2
(铝硅尖晶石)        (似莫来石)

　　无论从理论上还是从实际应用中，多膛炉都是理想的煅烧设备。理论上需要选择四个以上的温区，来完成整个煅烧过程。每个工艺阶段至少需要一个炉膛，也可以是多个炉膛完成一个工艺阶段。炉子直径的选择和炉层数量的选择根据原料、产能、产品质量和工艺来确定。实际应用中，高岭土煅烧炉在五到十个炉层的较多。

　　六层多膛炉的剖面见下图。多膛炉由一系列相等直径的短圆柱形炉层构成，钢制外壳，内衬耐火材料。高岭土由螺旋输送机从顶层进料，竖直的旋转中轴带动耙齿，耙动高岭土至落料孔，落入下一层。如此这般，最后从底层出料孔(一个或多个)出料。

　　高岭土在炉中被干燥、加热、煅烧。每一层都能实现精确、可靠的温度控制。燃油或燃气用作煅烧过程的热源。热量以辐射形式传递，连续被搅拌的高岭土薄层直接与热气体接触，搅拌效应使高岭土均匀受热。热气体自下而上，高岭土自上而下。炉内若干层耐火材料及绝热材料使得热量损失降到最小。低排气温度也降低了燃料的消耗。