技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于制备粗高岭土的方法，所述粗高岭土是由至少以高岭土作为第一馏份和优选包含石英的第二馏份形成的混合物。
相关背景技术
[0002] 高岭土，也被称为“陶瓷黏土”或“瓷土”，是天然存在的工业矿物，高岭土例如在陶瓷、塑料和造纸工业中，在制造漆、染料和橡胶时以及在化妆品和制药工业中具有多种用途。由于高的氧化铝含量，高岭土此外还作为用于高纯度氧化铝(英文“High Purity Alumina”，缩写HPA)的原料载体起作用。HPA由于例如在制造LED照明装置和显示器时应用于电子装置中而显得越来越重要。
[0003] 高岭土从分解产物中获得，该分解产物被称为“粗高岭土”并且大多基本上由纯高岭土(也被称为“高岭石”)、石英和云母组成。用于获取高岭土的常规工艺基于湿式制备。为此目的，在机械式粉碎之后借助破碎机在洗涤滚筒中悬浮所述粗高岭土，由此由所述原料制成悬浮液。石英砂和粗云母沉淀下来。通过多层筛对高岭土馏份进行湿筛分。为了提高产率，可以借助水力旋流分离器再次分离产物。通常，在从水溶液中获得作为固体的经制备的高岭土之前，执行进一步的筛分以实现明确限定的晶粒大小或者说颗粒大小的晶粒带和/或除去杂质和残余物。这借助于压滤机繁琐地进行。
[0004] 用于制备粗高岭土的已知湿式方法例如在文献DE 1 088 404 A、DE 690 30 020 T2和EP 0 193 109 B1中进行了描述。
[0005] 粗高岭土悬浮液的制造和加工以及高岭土作为固体的回收是资源和能量耗费的。该方法是复杂的。时间耗费、必要的资源和成本并不能容易地减少。
具体实施方式
[0025] 下面借助附图描述优选的实施例。
[0026] 图1是用于高岭土的干式制备的研磨和分离装置1的示意图。
[0027] 研磨和分离装置1具有由外壳11限定的内腔和输入区段12，粗高岭土R经由输入区段输送到内腔，粗高岭土优选是由至少高岭土和石英形成的混合物。在图1的示例中，研磨和分离装置1具有大致轴向对称的结构，其中输入区段12优选处于该装置的上部区域的中央，从而粗高岭土R基本上在中央沿重力方向被输送到研磨和分离装置1的内腔中。然而，输入区段12也可以侧向地或以其它方式布置，只要粗高岭土R进入内腔并且可以输送到进一步的加工即可。
[0028] 研磨和分离装置1还具有研磨区段13，在图1的实施例中，研磨区段包括具有盘研磨面14a的可旋转的研磨盘14和多个同样可旋转的柱形的研磨辊15。柱形的研磨辊15分别具有倾斜的辊研磨面15a，辊研磨面面向研磨盘14并且与盘研磨面14a间隔开间隙D。研磨辊15处于研磨盘14的外周的区域中并且与研磨盘14以如下方式共同作用：
[0029] 通过输入区段12供应的粗高岭土R落到研磨盘14上并且由于研磨盘的旋转而被向外运输。粗高岭土R进入两个研磨面14a和15a之间的间隙D，这两个研磨面优选地相反地旋转。以这种方式将粗高岭土R磨碎，由此分离成第一馏份F1和第二馏份F2，第一馏份是细馏份或轻馏份，第二馏份相对于第一馏份F1是重馏份或粗馏份。第二馏份F2至少包括石英；第一馏份F1基本上由析出的高岭土组成。
[0030] 研磨辊15优选地可单独地设定。尤其是，间隙D优选是可变的，以便能够改变磨碎时的挤压力。此外，研磨辊15的旋转速度、位置和/或方位能够单独地或成组地设置，和/或研磨盘14的旋转速度、位置和/或方位能够是可调节的。
[0031] 在第一和第二馏份F1、F2的颗粒已经在研磨盘14的径向方向上向外离开间隙D之后，这些颗粒进入到气流、优选空气流中，该气流的流动参数、例如体积流量、流速等被设定为使得第一馏份F1与第二馏份F2分离。气流例如可以通过未示出的风扇产生。第二馏份F2的颗粒向下经过研磨盘14并被排出(未示出)，并且第一馏份F1的颗粒被气流向上夹带，如图1中箭头所示。第一馏份F1与第二馏份F2的分离在本文中称为第一分离区段16的区段中进行。
[0032] 研磨和分离装置1还具有第二分离区段17，利用第二分离区段能够设定第一馏份F1的颗粒的细度，即高岭土颗粒的细度。为此目的，第二分离区段17包括偏转板18和可旋转的筛分器19，该筛分器优选是杆筐式筛分器。
[0033] 杆筐式筛分器19是柱形或空心柱形的部件，杆筐式筛分器具有收集室19a和一个或多个筛状的外壁区段19b。外壁区段19b至少分段地处于杆筐式筛分器19的外周处且具有多个开口、缝隙或类似物，一定尺寸的颗粒可穿过这些开口、缝隙或类似物。因此，由于重量轻而将第一馏份F1的颗粒向上夹带的气流优选指向杆筐式筛分器19。第一馏份F1的一部分颗粒通过筛状的外壁区段19b进入收集空间19a，可以从收集空间中除去析出的和磨碎至所期望的破碎度上的高岭土。另一部分颗粒，基本是具有过大直径的颗粒，被外壁区段19b“抛回”并且从主气流离开地向下下落。偏转板18设置为使得被杆筐式筛分器19排斥的颗粒回落到研磨盘14上并且与来自输入区段12的托运物料混合。借助于筛分器18的转速可以设定第一馏份F1、也就是说经制备的高岭土的颗粒的细度。
[0034] 借助于研磨和分离装置1对粗高岭土的干燥分解或干式制备完全无需复杂的湿相就足够了。在研磨和分离装置1中，可以改变研磨辊15的挤压力，从而可实现选择性的粉碎。通过这种选择性的粉碎，可以进行高岭土/石英分离的后续筛分。此外，通过设定工艺参数，例如研磨辊15的挤压力、碾磨物料的质量流量、用于筛分器19的体积流量、干燥温度等，可以实现高岭土的最佳的分类或筛分。
[0035] 在制备高岭土直至制造高纯度氧化铝的过程中，可以省略各种工艺步骤，例如产物的过滤和煅烧/干燥。由此可以实现制备过程的明显简化。在使用研磨和分离装置1的情况下，该方法能节省能量和资源地并且能够成本低廉地实施。
[0036] 只要可以应用，所有在实施例中描述的单个特征能够彼此组合和/或交换，而不脱离本发明的范围。
[0037] 附图标记列表
[0038] 1 研磨和分离装置
[0039] 11 外壳
[0040] 12 输入区段
[0041] 13 研磨区段
[0042] 14 研磨盘
[0043] 14a 盘研磨面
[0044] 15 研磨辊
[0045] 15a 辊研磨面
[0046] 16 第一分离区段
[0047] 17 第二分离区段
[0048] 18 偏转板
[0049] 19 筛分器
[0050] 19a 收集室
[0051] 19b 外壁区段
[0052] R 粗高岭土
[0053] D 间隙
[0054] F1 第一馏份
[0055] F2 第二馏份。
