一 造紙涂料(liao)(liao)滑石(shi)顏(yan)料(liao)(liao)的加工生產

   由于滑(hua)石的(de)特殊性能使(shi)得滑(hua)石的(de)超細(xi)(xi)加(jia)(jia)工(gong)存在較大(da)的(de)困(kun)難。干法超細(xi)(xi)加(jia)(jia)工(gong)時, 在達到一定細(xi)(xi)度(du)后(hou)， 滑(hua)石很難再超細(xi)(xi)化, 如果增加(jia)(jia)細(xi)(xi)度(du)只(zhi)能增加(jia)(jia)研磨時間和次數，這會使(shi)生產成本大(da)幅增加(jia)(jia)。目前(qian)國外大(da)部(bu)分(fen)的(de)造紙涂料級(ji)滑(hua)石均采(cai)用干法加(jia)(jia)工(gong), 平均粒(li)度(du)分(fen)布在2~ 4μm 之間。

 1.1 滑石原料的選擇

   由于(yu)滑(hua)石(shi)的(de)類型多(duo)種多(duo)樣(yang), 而其本身的(de)礦物組成和晶體(ti)形態等物理化學(xue)特性(xing)的(de)不同對使用(yong)效(xiao)果影響較大，且難以(yi)通過人(ren)為選礦及加工(gong)予以(yi)改變(bian)。因此(ci)，選擇合適的(de)滑(hua)石(shi)礦源(yuan)是生產滑(hua)石(shi)涂布顏料的(de)重要步驟(zou)。

 1.2 滑(hua)石超細粉(fen)碎(sui)加工(gong)工(gong)藝技(ji)術

    對(dui)于片狀結構的(de)滑(hua)石(shi)礦物來說(shuo), 如何有效地解(jie)決(jue)其(qi)干法剝片問(wen)題, 穩定和(he)精確地控制滑(hua)石(shi)粉體的(de)粒度分(fen)布和(he)粒子晶(jing)體形態, 是造(zao)紙涂料滑(hua)石(shi)產品(pin)生產的(de)重要環節。

   通(tong)常情況下(xia)，造紙涂料滑石(shi)產(chan)品(pin)一般采用干法超細加工(gong)方(fang)法進(jin)行(xing)(xing)生產(chan)，通(tong)過選(xuan)礦(kuang)、初級(ji)破碎(sui)、超細研磨(mo)粉碎(sui)、分級(ji)等(deng)工(gong)藝過程, 生產(chan)出平均粒徑D50為2~ 3μm 的(de)滑石(shi)粉狀(zhuang)產(chan)品(pin)， 然后可(ke)根據客戶的(de)需要進(jin)行(xing)(xing)調(diao)漿后包裝(zhuang)出廠, 或者在(zai)使用現場進(jin)行(xing)(xing)調(diao)漿等(deng)多種(zhong)供貨(huo)方(fang)式。

   對于礦源質量較差，或者滑(hua)石(shi)含量相對較低的(de)滑(hua)石(shi)礦來說，有時選用濕法(fa)研磨及浮(fu)選的(de)方式來進行(xing)選礦和加工。
對于粒(li)徑2μm的(de)粒(li)子(zi)含量在90% 以(yi)上的(de)超細滑石(shi)顏料(liao)來說， 則采用(yong)干濕法(fa)(fa)相結合的(de)超細加(jia)工(gong)方法(fa)(fa)。即干法(fa)(fa)超細研磨加(jia)工(gong)后粒(li)徑2 μm的(de)粒(li)子(zi)含量在60%~ 70% 的(de)滑石(shi)粉體，加(jia)入潤(run)濕劑(ji)和助磨劑(ji)進(jin)行調漿(jiang)后，利用(yong)濕法(fa)(fa)研磨加(jia)工(gong)設備進(jin)行超細加(jia)工(gong)至所需粒(li)度要求(qiu)。需要注意的(de)是(shi)，由于滑石(shi)的(de)疏水性(xing)等特(te)殊性(xing)能(neng)， 使(shi)得滑石(shi)濕法(fa)(fa)超細加(jia)工(gong)時，滑石(shi)漿(jiang)料(liao)的(de)固含量變化較(jiao)大，流變性(xing)能(neng)惡化現(xian)象可能(neng)會(hui)較(jiao)嚴(yan)重， 以(yi)此會(hui)使(shi)能(neng)耗增加(jia)，生產成本提高(gao)。

 1.3 滑石粉(fen)體的復(fu)合改性(xing)及造粒技術

    由(you)于經超細(xi)加(jia)工后(hou)(hou)滑(hua)石(shi)(shi)粉(fen)體具(ju)有較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)堆(dui)積(ji)密度(du)，會造(zao)成包裝和(he)運(yun)輸(shu)費用(yong)的(de)(de)(de)提升(sheng)。而滑(hua)石(shi)(shi)特殊的(de)(de)(de)疏水特性(xing)使得其(qi)在涂布紙廠的(de)(de)(de)分(fen)散(san)使用(yong)過(guo)(guo)程中具(ju)有較(jiao)差的(de)(de)(de)操(cao)作性(xing)能，產生(sheng)的(de)(de)(de)粉(fen)塵(chen)對(dui)生(sheng)產環境的(de)(de)(de)污染較(jiao)大。國外尤其(qi)是歐洲(zhou)通常(chang)采用(yong)滑(hua)石(shi)(shi)粉(fen)體的(de)(de)(de)壓(ya)縮和(he)造(zao)粒技(ji)術解決這類(lei)問題，并有的(de)(de)(de)生(sheng)產裝備，一(yi)般將水和(he)分(fen)散(san)劑(ji)等化學藥品(pin)(pin)加(jia)入到滑(hua)石(shi)(shi)粉(fen)體產品(pin)(pin)中，然后(hou)(hou)通過(guo)(guo)混合改(gai)性(xing)、壓(ya)縮、制粒、干燥(zao)等過(guo)(guo)程生(sheng)產出顆粒狀造(zao)紙涂料級滑(hua)石(shi)(shi)產品(pin)(pin)。經過(guo)(guo)改(gai)性(xing)制粒后(hou)(hou)的(de)(de)(de)產品(pin)(pin)具(ju)有運(yun)輸(shu)成本低(di)，分(fen)散(san)過(guo)(guo)程操(cao)作性(xing)能好等優點。

 二(er) 造紙涂料(liao)滑(hua)石顏(yan)料(liao)的應用及(ji)優勢

 2.1 滑石顏料(liao)的分散

   滑石粒(li)子具有的特殊分(fen)子結構, 使其分(fen)散性能不同于碳酸鈣(gai)、高嶺(ling)土等其他涂(tu)料(liao)顏(yan)料(liao)。主(zhu)要表現在以下3個方面:

   (1) 滑石粒子的(de)(de)表(biao)面(mian)具有疏水性(xing)能(neng)，很難直接被水潤(run)(run)濕(shi)(shi)(shi)(shi)，無法制備高(gao)固含(han)量的(de)(de)分散(san)漿料，且(qie)分散(san)攪拌時間(jian)長、動力消耗大。因此在(zai)分散(san)時需要額外使(shi)用(yong)(yong)潤(run)(run)濕(shi)(shi)(shi)(shi)劑等表(biao)面(mian)活性(xing)劑來增加(jia)滑石粒子的(de)(de)表(biao)面(mian)活性(xing)，使(shi)其迅速被水潤(run)(run)濕(shi)(shi)(shi)(shi)，去除表(biao)面(mian)的(de)(de)多余氣。同時還能(neng)夠(gou)改善(shan)滑石分散(san)液的(de)(de)流變性(xing)并(bing)賦予(yu)良好的(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。根據滑石的(de)(de)分子組成，其疏水表(biao)面(mian)潤(run)(run)濕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)理論潤(run)(run)濕(shi)(shi)(shi)(shi)劑用(yong)(yong)量為(wei)0.8%。但由(you)于吸(xi)附-解吸(xi)平衡(heng)的(de)(de)存在(zai)，以(yi)及滑石類型的(de)(de)不同, 使(shi)得潤(run)(run)濕(shi)(shi)(shi)(shi)劑的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)量存在(zai)較大差別(bie)。

   (2) 超細滑(hua)石堆積密度(du)小，加工過(guo)程容易吸附大量空氣(需氣性)，會使其分(fen)散過(guo)程中(zhong)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)很多(duo)細小氣泡，降(jiang)低分(fen)散介質() 的(de)(de)體積分(fen)數， 從(cong)而導致分(fen)散過(guo)程產(chan)(chan)(chan)生(sheng)很強的(de)(de)脹流(liu)現象。所以(yi)滑(hua)石分(fen)散或使用(yong)時需要加入一定量的(de)(de)消(xiao)泡劑， 以(yi)防止(zhi)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)過(guo)多(duo)的(de)(de)氣泡，影(ying)響生(sheng)產(chan)(chan)(chan)操作。

   (3) 需(xu)要(yao)較高的(de)剪切力及能量(liang)輸入(ru)，甚至需(xu)要(yao)特(te)殊的(de)分(fen)(fen)(fen)散(san)設備來分(fen)(fen)(fen)散(san)滑石顏(yan)料。分(fen)(fen)(fen)散(san)時也需(xu)加入(ru)分(fen)(fen)(fen)散(san)劑來防(fang)止分(fen)(fen)(fen)散(san)粒子的(de)再次絮聚(ju)。同時需(xu)要(yao)充分(fen)(fen)(fen)的(de)分(fen)(fen)(fen)散(san)時間(jian)。

   pH 值是造(zao)紙(zhi)涂料制備過(guo)程中(zhong)一(yi)個需(xu)要控(kong)制的重要參(can)數，對于滑石(shi)(shi)的分(fen)散(san)過(guo)程尤(you)為(wei)重要，由(you)于目前所使用的滑石(shi)(shi)分(fen)散(san)劑(ji)和潤濕劑(ji)大(da)部(bu)(bu)分(fen)為(wei)陰離子型， 因此(ci)需(xu)要通過(guo)提高分(fen)散(san)過(guo)程的pH 值來改善滑石(shi)(shi)的分(fen)散(san)性能(neng)，大(da)部(bu)(bu)分(fen)的滑石(shi)(shi)顏(yan)料分(fen)散(san)過(guo)程pH 值一(yi)般控(kong)制在9.5~ 10.5左右。

   研究發現(xian)(xian)，單(dan)一(yi)分(fen)散(san)(san)(san)的(de)(de)顏料(liao)分(fen)散(san)(san)(san)體其黏(nian)度容易出現(xian)(xian)剪切增稠現(xian)(xian)象，而選擇(ze)兩種或3種顏料(liao)混合(he)分(fen)散(san)(san)(san)可避免出現(xian)(xian)這(zhe)一(yi)情況。而在單(dan)一(yi)顏料(liao)分(fen)散(san)(san)(san)體中(zhong)適量(liang)加(jia)入細小顏料(liao)粒子可以增加(jia)分(fen)散(san)(san)(san)體的(de)(de)充填(tian)體積， 在固含(han)(han)量(liang)不(bu)變(bian)的(de)(de)條件(jian)下降低分(fen)散(san)(san)(san)體的(de)(de)黏(nian)度，這(zhe)也就意味著此方法可以在黏(nian)度不(bu)變(bian)的(de)(de)條件(jian)下提高分(fen)散(san)(san)(san)體的(de)(de)固含(han)(han)量(liang)。

 2.2 滑石顏料(liao)分散體及涂料(liao)的(de)流變性能

   顏料粒子的(de)(de)形態和粒度(du)分布(bu)是影響顏料分散體黏度(du)的(de)(de)主要(yao)因素之一(yi)，具有高徑厚比和窄粒徑分布(bu)的(de)(de)顏料在一(yi)定條(tiao)件下(xia)常表現出切變增稠的(de)(de)脹流(liu)性(xing)能。而(er)作為涂料中配比的(de)(de)顏料其流(liu)變性(xing)能對整個涂料的(de)(de)流(liu)變性(xing)能起(qi)到(dao)了決定性(xing)的(de)(de)影響。

   理(li)想的滑石粒(li)子(zi)具有天然的薄片狀形態且具有疏(shu)水(shui)性，而目前(qian)大部分的滑石顏(yan)料粒(li)度分布均較窄,， 因此滑石的流變(bian)性能(neng)較差。David BWilloughby等(deng)人研究發(fa)現，適(shi)當(dang)提高滑石顏(yan)料中細小薄片粒(li)子(zi)的含量(liang)可以有效改(gai)善(shan)顏(yan)料分散體的流變(bian)性能(neng)， 這也印證了Toivakka等(deng)人得出的結論。

   需要注意的(de)是(shi)，由于滑(hua)(hua)石(shi)(shi)(shi)類型(xing)多(duo)種(zhong)多(duo)樣，各種(zhong)類型(xing)滑(hua)(hua)石(shi)(shi)(shi)中滑(hua)(hua)石(shi)(shi)(shi)與伴生礦的(de)類型(xing)和比例的(de)不同會對滑(hua)(hua)石(shi)(shi)(shi)漿料的(de)流變性能產(chan)生較大影(ying)響。因此，選擇(ze)適合(he)的(de)滑(hua)(hua)石(shi)(shi)(shi)礦源(yuan)是(shi)生產(chan)造紙涂布顏(yan)料滑(hua)(hua)石(shi)(shi)(shi)的(de)首要途徑。
對(dui)于滑石生產(chan)商來說(shuo), 通過選擇(ze)合適的研磨工藝，以及高效(xiao)的粒度(du)分級設備，完全可以生產(chan)出適用于造紙涂料顏料粒度(du)分布和(he)黏度(du)要求的滑石粉體(ti)(ti)產(chan)品。

 2.3 滑(hua)石(shi)顏料(liao)對涂(tu)料(liao)保水性能的(de)影響

   當涂料(liao)(liao)的顏料(liao)(liao)組成(cheng)為(wei)滑(hua)石和(he)高嶺土時( 典型的凹印(yin)LWC 紙(zhi)涂料(liao)(liao)顏料(liao)(liao)配方(fang))。 加入(ru)滑(hua)石有助于(yu)提高涂料(liao)(liao)的保水值(zhi)。