不同类型高固含量高岭土悬浮液制备

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1、第1期黄道培彭朴.不同类型高固含量高岭土悬浮液的制备3不同类型高固含量高岭土悬浮液的制备黄道培彭朴（中石化长岭分公司研究院）摘要制备了两种不同类型的高固含量的高岭土悬浮液，并考察了分散剂用量和悬浮液的pH值对高岭土悬浮液的固含量的影响。关键词高岭土悬浮液固含量分散剂阴离子阳离子第1期黄道培彭朴.不同类型高固含量高岭土悬浮液的制备31前言高岭土广泛用于造纸、陶瓷制造以及催化剂制备等工业[1]。在裂化催化剂制备过程中，为了保证催化剂各组分分散均匀以及催化剂有较好的磨损强度，通常把高岭土分散成悬浮液，然后和其

2、它组分混合形成催化剂前身悬浮液，最后经喷雾干燥成型。催化剂前身悬浮液固含量的高低对喷雾干燥能耗以及催化剂的磨损强度均有较大影响，固含量越高，喷雾干燥能耗越低，成型后的催化剂磨损强度越好[2]。高岭土是催化剂的主要组分，提高高岭土悬浮液的固含量是提高催化剂前身悬浮液固含量较有效的途径之一。在高固含量高岭土悬浮液的制备过程中，分散剂发挥较重要的作用。本文考察两种类型高岭土悬浮液的制备方法，并对影响高岭土悬浮液固含量的其它主要因素进行了考察。2实验部分2.1高岭土比表面积：22m2/g，孔体积：0.11ml/

3、g，中国苏州高岭土公司产品，长岭炼油化工有限责任公司催化剂厂提供2.2分散剂聚氯化铝，化学式为[Al2(OH)nCl6-n]m，长岭炼油化工有限责任公司催化剂厂提供；水玻璃，模数3.2；长岭炼油化工有限责任公司催化剂厂提供；聚磷酸钠，分析纯，北京化工厂产品；聚苯乙烯磺酸钠，结构式为—[CH2CH（C6H4SO3Na）]n—，自制，平均分子量为1.5×104，制备方法见文献（3）；聚丙烯酸钠，结构式为—[CH2CH（COONa）]n—，自制，平均分子量为4.8×103。2.3悬浮液的制备开启胶体磨，控制齿

4、轮刻度以保证颗粒的均匀性，按投料比分别加入去离子水、分散剂、高岭土，循环一定时间后待测试。2.4测试表观粘度：在25℃恒温体系下用NXS-11型旋转粘度计测试高岭土悬浮液。测试一定剪切速率（D）下的剪切应力（t），剪切应力与剪切速率之比为表观粘度h（Pa·s）。固含量：称取一定量（G）的样品，在120℃下烘干后放入马福炉，在800℃下焙烧1小时，然后放入干燥内冷却，冷却后称重（M），固含量（C）=M/G×100%。3结果与讨论3.1分散剂的选择图1为相同表观粘度下采用不同分散剂制备的高岭土悬浮液的固含量

5、，可以看出，制备高岭土悬浮液时，加入分散剂可以大幅度提高高岭土悬浮液的固含量（从20m%提高到40m%以上）。以聚羧酸盐、聚磷酸盐和聚氯化铝为分散剂时，制备的高岭土悬浮液固含量较高，可以达到50m%以上。分别取适量的含不同分散剂的高固含量的高岭土悬浮液，用去离子水稀释并用超声波（频率50kHz）分散成固含量为0.1m%的悬浮液，然后用MALVERNZetamaster电位仪测试该悬浮液中颗粒的Zeta第1期黄道培彭朴.不同类型高固含量高岭土悬浮液的制备3电位（结果见表1）。可以看出，含分散剂的高岭土悬浮

6、液中颗粒的Zeta电位（绝对值）均较不含分散剂的高岭土悬浮液中颗粒的Zeta电位（绝对值）大幅度提高，这说明加分散剂后，高岭土颗粒所带电荷量明显增加；从表1还可以看出，用水玻璃、聚磺酸盐、聚羧酸盐和聚磷酸盐分散后，悬浮液中高岭土颗粒的Zeta电位为负值，而用聚氯化铝分散的高岭土悬浮液中高岭土颗粒的Zeta电位为正值，这说明水玻璃、聚磺酸盐、聚羧酸盐和聚磷酸盐等分散剂制备的高固含量高岭土悬浮液体系为阴离子型，采用聚氯化铝分散剂制备的高固含量高岭土悬浮液为阳离子型。图1相同表观粘度时不同分散剂存在下可允许的

7、高岭土悬浮液固含量表1不同分散剂下高岭土颗粒的电位mv分散剂名称空白水玻璃聚磺酸盐聚羧酸盐聚磷酸盐聚氯化铝Zeta电位-29.9-42.3-40.6-54.5-54.3+48.5高岭土颗粒是一种层状的硅铝酸盐晶体，其单位晶胞由一个四面体硅氧片和一个八面体铝氧片组成（1：1层状粘土），高岭土颗粒表面包括平面和端面两部分，高岭土颗粒所带电荷量等于颗粒平面所带电荷和颗粒端面所带电荷的代数和。在水溶液中，颗粒的平面形成带永久正电荷的双电层，但颗粒端面的电荷分布却和氧化铝颗粒一样受溶液pH值的影响，当pH值高于颗

8、粒端面的等电点时，颗粒端面形成带负电的双电层[4]；当pH值低于颗粒端面的等电点时，颗粒端面形成带正电的双电层；高岭土颗粒端面的等电点约为7.3[5]。通常情况下高岭土颗粒的平面和端面带两种不同极性的电荷（平面带负电荷，端面带正电荷），颗粒整体带负电荷；一个颗粒的平面和另一个颗粒的端面因电荷极性不同很容易因静电引力结合形成絮凝结构，体系中的一部分水被包在絮凝结构中，使高岭土的固含量难以提高。加入分散剂后，分散剂吸附在高岭土颗粒表面，改善了高