[发明专利]加工霞石正长岩粉末以生产超细粒径产品的方法

说明书

本发明涉及粒状火成岩的加工，更具体地涉及加工霞石正长岩粉末以生产 有效粒径小于6微米的超细粒径霞石正长岩产品的改进方法，从而赋予如 UMEE 200075中所述的性能和改进。该方法生产稳定的、可用的填料产品而 无需干燥被磨碎的粉末或成品。该成品具有最大粒径6微米的窄粒度分布。

发明背景

在玻璃和陶瓷制造中，霞石正长岩提供起助熔剂作用的碱金属，以降低玻 璃或陶瓷混合物的熔融温度，促进较快地熔融并节约燃料。在玻璃中，霞石正 长岩粉末还提供铝，该铝提高了耐热性、增加了化学稳定性并提高了耐划性和 抗裂性。此外霞石正长岩粉末在油漆、涂料、塑料和纸中被用作填料或补充剂。 它是所希望的材料，因为它不含游离的二氧化硅但仍有效地起到游离二氧化硅 基填料或补充剂的作用。该材料是具有类似于游离二氧化硅材料的机械特性的 无机氧化物，它是游离二氧化硅材料的代用品。多年来能够如C.J.Koenig在 1938年题为Some Fundamental Properties of Nephelene Syenite的文章中公开的 那样获得精细粒状的该材料，通过引用将该文章结合到本文中。这些机械性能 包括微粒形式的霞石正长岩粉末作为研磨剂的用途。因此，粒状霞石正长岩具 有快速磨损和冲蚀在加工利用霞石正长岩粉末的成品中所用的设备的倾向。已 经确定任何有机氧化物材料例如霞石正长岩的粒径减小，降低该材料的磨蚀性 能。因此，为了获得在霞石正长岩辅助的产品中的有效分散体，通常提供粒径 较小的霞石正长岩粉末。当在载体产品中分散精细颗粒霞石正长岩时获得几个 优势。这些优势涉及成品的硬度、光泽和亮度。公开采用霞石正长岩的优势的 专利包括Gundlach 5,380,356、Humphrey 5,530,057；Hermele 5,686,507和 Broome 6,074,474。展示采用微粒霞石正长岩粉末的这些代表性的专利通过引 用被结合到本文中。它们说明了以各种粒径提供该特定的无机氧化物用于各种 应用的优势。已发现具有小于约10微米的超细微粒的霞石正长岩粉末具有相 当大的优势，并且显著提高了霞石正长岩粉末在各种产品中的效用。该形态的 霞石正长岩粉末由Unimin Corporation of New Canaan，Connecticut以Minex 10 出售。近来，通过实验和测试已发现粒径小于约6微米的霞石正长岩粉末产生 显著提高的物理和加工特性。在先的应用UMEE 200075中描述了这些。这样 的超细微粒霞石正长岩可以被传送通过制造装置，几乎未磨蚀该装置，并且实 质上提高了利用该超细微粒霞石正长岩粉末的成品的许多特性，尤其当用于油 漆和其它涂料中时。在获得该超细微粒粒径霞石正长岩的尝试中，浸润该粒状 材料然后在微磨机中在浆液状态下研磨。其后，通过回转窑或其它工艺干燥装 置干燥该超细微粒。然而，超细微粒是高活性的并在液体载体中倾向于团聚， 以致最后结果包含团聚体。因而许多颗粒的有效粒径实质上大于所希望的超细 霞石正长岩粉末的小粒径。因而，未能令人满意地有效提供具有小于6微米的 受控粒径的霞石正长岩，直到Unimin Corporation开发出采用干球磨机和风力 分级机的系统。直到那时候，最大粒径显著小于10微米有效粒径，特别小于 5～6微米有效粒径的霞石正长岩产品在商业上是不可行的，直到最近才通过干 磨工艺制造得到。在Unimin Corporation之后，该申请的受让人开发了用于生 产粒径小于5～6微米的超细霞石正长岩的系统，商业上确实需要更高效地生产 这种所希望的超细霞石正长岩产品的系统。术语“小于”某一粒径在相关技术中 意指至少99.99％的粒径小于所标称的粒径。

发明内容

本发明涉及用于生产粒径小于约6微米的霞石正长岩粉末的高效系统的 发明。已发现干球磨机和风力分级机能够生产超过99％的颗粒具有小于5～6 微米粒径的霞石正长岩。用于生产所希望的超细粒径的霞石正长岩粉末的干球 磨机和风力分级机的组合并未导致开发出用于生产这样的霞石正长岩粉末的 非常高效的系统。本发明涉及一种实质上提高效率因而节约成本的制造所希望 的霞石正长岩粉末的方法。在市场上将会以低价能够买到产品本身以生产改进 的产品，例如涂料。已确定采用未团聚的极细颗粒状的霞石正长岩粉末是有利 的，并且已经通过干磨工艺生产。本发明涉及一种用于制造这种超细微粒霞石 正长岩粉末的新方法。