Na may espesyal na pisikal at kemikal na mga katangian, ang kaolin ay isang kailangang-kailangan na nonmetallic na mapagkukunan ng mineral sa mga keramika, paggawa ng papel, goma, plastik, refractory, petroleum refining at iba pang pang-industriya at agrikultura at pambansang depensa na cutting-edge na larangan ng teknolohiya. Ang kaputian ng kaolin ay isang mahalagang tagapagpahiwatig ng halaga ng aplikasyon nito.
Mga salik na nakakaapekto sa kaputian ng kaolin
Ang kaolin ay isang uri ng pinong butil na luad o batong luad na pangunahing binubuo ng mga mineral na kaolinit. Ang kristal na kemikal na formula nito ay 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O. Ang isang maliit na halaga ng mga non-clay na mineral ay quartz, feldspar, iron mineral, titanium, aluminum hydroxide at oxides, organic matter, atbp.
Crystalline na istraktura ng kaolin
Ayon sa estado at kalikasan ng mga impurities sa kaolin, ang mga impurities na nagiging sanhi ng pagbaba ng kaputian ng kaolin ay maaaring nahahati sa tatlong kategorya: organic carbon; Mga elemento ng pigment, tulad ng Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn, atbp; Maitim na mineral, tulad ng biotite, chlorite, atbp. Sa pangkalahatan, ang nilalaman ng V, Cr, Cu, Mn at iba pang mga elemento sa kaolin ay maliit, na may maliit na epekto sa kaputian. Ang komposisyon ng mineral at nilalaman ng iron at titanium ay ang pangunahing mga kadahilanan na nakakaapekto sa kaputian ng kaolin. Ang kanilang pag-iral ay hindi lamang makakaapekto sa natural na kaputian ng kaolin, ngunit makakaapekto rin sa calcined whiteness nito. Sa partikular, ang pagkakaroon ng iron oxide ay may negatibong epekto sa kulay ng luad at binabawasan ang ningning at paglaban sa sunog. At kahit na ang halaga ng oxide, hydroxide at hydrated oxide ng iron oxide ay 0.4%, sapat na upang bigyan ang clay sediment na pula sa dilaw na kulay. Ang mga iron oxides at hydroxides na ito ay maaaring hematite (pula), maghemite (red-brown), goethite (brownish yellow), limonite (orange), hydrated iron oxide (brownish red), atbp. Masasabing ang pag-alis ng iron impurities sa kaolin ay gumaganap ng isang napakahalagang papel sa mas mahusay na paggamit ng kaolin.
Pangyayari na estado ng elementong bakal
Ang paglitaw ng estado ng bakal sa kaolin ay ang pangunahing kadahilanan na tumutukoy sa paraan ng pag-alis ng bakal. Ang isang malaking bilang ng mga pag-aaral ay naniniwala na ang mala-kristal na bakal sa anyo ng mga pinong particle ay halo-halong sa kaolin, habang ang amorphous na bakal ay pinahiran sa ibabaw ng mga pinong particle ng kaolin. Sa kasalukuyan, ang paglitaw ng estado ng bakal sa kaolin ay nahahati sa dalawang uri sa tahanan at sa ibang bansa: ang isa ay nasa kaolinit at accessory na mineral (tulad ng mika, titanium dioxide at illite), na tinatawag na structural iron; Ang isa ay nasa anyo ng mga independiyenteng mineral na bakal, na tinatawag na libreng bakal (kabilang ang pang-ibabaw na bakal, pinong butil na mala-kristal na bakal at amorphous na bakal).
Ang bakal na inalis sa pamamagitan ng pagtanggal ng bakal at pagpapaputi ng kaolin ay libreng bakal, pangunahin na kabilang ang magnetite, hematite, limonite, siderite, pyrite, ilmenite, jarosite at iba pang mineral; Karamihan sa bakal ay umiiral sa anyo ng mataas na dispersed colloidal limonite, at isang maliit na halaga sa anyo ng spherical, acicular at irregular na goethite at hematite.
Paraan ng pagtanggal ng bakal at pagpapaputi ng kaolin
Paghihiwalay ng tubig
Ang pamamaraang ito ay pangunahing ginagamit upang alisin ang mga detrital na mineral tulad ng quartz, feldspar at mika, at mga mas magaspang na dumi gaya ng mga labi ng bato, gayundin ang ilang mineral na bakal at titanium. Ang mga mineral na dumi na may katulad na density at solubility sa kaolin ay hindi maaaring alisin, at ang pagpapabuti ng kaputian ay medyo hindi halata, na angkop para sa beneficiation at pagpaputi ng medyo mataas na kalidad na kaolin ore.
Magnetic na paghihiwalay
Ang mga impurities ng iron mineral sa kaolin ay kadalasang mahinang magnetic. Sa kasalukuyan, ang high gradient strong magnetic separation method ay pangunahing ginagamit, o ang mahinang magnetic mineral ay na-convert sa strong magnetic iron oxide pagkatapos ng litson, at pagkatapos ay inalis ng ordinaryong magnetic separation method.
Vertical ring high gradient magnetic separator
High gradient magnetic separator para sa electromagnetic slurry
Mababang temperatura superconducting magnetic separator
Paraan ng lutang
Ang paraan ng flotation ay inilapat upang gamutin ang kaolin mula sa pangunahin at pangalawang deposito. Sa proseso ng flotation, ang mga particle ng kaolinit at mica ay pinaghihiwalay, at ang mga purified na produkto ay ilang angkop na pang-industriyang hilaw na materyales. Ang selective flotation separation ng kaolinit at feldspar ay karaniwang isinasagawa sa slurry na may kontroladong pH.
Paraan ng pagbabawas
Ang paraan ng pagbabawas ay ang paggamit ng ahente ng pagbabawas upang bawasan ang mga dumi ng bakal (tulad ng hematite at limonite) sa trivalent na estado ng kaolin sa mga natutunaw na bivalent iron ions, na inaalis sa pamamagitan ng pagsasala at paghuhugas. Ang pag-alis ng Fe3+ impurities mula sa pang-industriyang kaolin ay karaniwang nakakamit sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng pisikal na teknolohiya (magnetic separation, selective flocculation) at kemikal na paggamot sa ilalim ng acidic o pagbabawas ng mga kondisyon.
Ang sodium hydrosulfite (Na2S2O4), na kilala rin bilang sodium hydrosulfite, ay epektibo sa pagbabawas at pag-leaching ng iron mula sa kaolin, at kasalukuyang ginagamit sa industriya ng kaolin. Gayunpaman, ang pamamaraang ito ay dapat isagawa sa ilalim ng malakas na acidic na kondisyon (pH<3), na nagreresulta sa mataas na gastos sa pagpapatakbo at epekto sa kapaligiran. Bilang karagdagan, ang mga kemikal na katangian ng sodium hydrosulfite ay hindi matatag, na nangangailangan ng espesyal at mahal na pag-iimbak at pagsasaayos ng transportasyon.
Thiourea dioxide: (NH2) 2CSO2, TD) ay isang malakas na ahente ng pagbabawas, na may mga bentahe ng malakas na pagbabawas ng kakayahan, pagiging kabaitan sa kapaligiran, mababang rate ng agnas, kaligtasan at mababang gastos ng produksyon ng batch. Ang hindi matutunaw na Fe3+sa kaolin ay maaaring mabawasan sa natutunaw na Fe2+sa pamamagitan ng TD.
Kasunod nito, ang kaputian ng kaolin ay maaaring tumaas pagkatapos ng pagsasala at paghuhugas. Ang TD ay napaka-stable sa temperatura ng kuwarto at mga neutral na kondisyon. Ang malakas na kakayahan sa pagbabawas ng TD ay maaari lamang makuha sa ilalim ng mga kondisyon ng malakas na alkalinity (pH>10) o pag-init (T>70 ° C), na nagreresulta sa mataas na gastos sa operasyon at kahirapan.
Paraan ng oksihenasyon
Kasama sa paggamot sa oksihenasyon ang paggamit ng ozone, hydrogen peroxide, potassium permanganate at sodium hypochlorite upang alisin ang adsorbed carbon layer upang mapabuti ang kaputian. Ang kaolin sa mas malalim na lugar sa ilalim ng mas makapal na overburden ay kulay abo, at ang bakal sa kaolin ay nasa pagbabawas ng estado. Gumamit ng malakas na oxidizing agent tulad ng ozone o sodium hypochlorite upang i-oxidize ang hindi matutunaw na FeS2 sa pyrite upang matunaw ang Fe2+, at pagkatapos ay hugasan upang alisin ang Fe2+ mula sa system.
Paraan ng acid leaching
Ang paraan ng acid leaching ay ang pagbabago ng hindi matutunaw na mga dumi ng bakal sa kaolin sa mga natutunaw na sangkap sa mga acidic na solusyon (hydrochloric acid, sulfuric acid, oxalic acid, atbp.), kaya napagtatanto ang paghihiwalay mula sa kaolin. Kung ikukumpara sa iba pang mga organic na acid, ang oxalic acid ay itinuturing na pinaka-promising dahil sa lakas ng acid nito, mahusay na pag-aari ng complexing at mataas na kakayahan sa pagbabawas. Sa oxalic acid, ang dissolved iron ay maaaring ma-precipitate mula sa leaching solution sa anyo ng ferrous oxalate, at maaaring maproseso pa upang makabuo ng purong hematite sa pamamagitan ng calcination. Ang oxalic acid ay maaaring makuha sa murang halaga mula sa iba pang mga prosesong pang-industriya, at sa yugto ng pagpapaputok ng ceramic manufacturing, anumang natitirang oxalate sa ginagamot na materyal ay mabubulok sa carbon dioxide. Maraming mga mananaliksik ang nag-aral ng mga resulta ng pagtunaw ng iron oxide na may oxalic acid.
Paraan ng mataas na temperatura calcination
Ang calcination ay ang proseso ng paggawa ng mga espesyal na grade na produkto ng kaolin. Ayon sa temperatura ng paggamot, ang dalawang magkaibang grado ng calcined kaolin ay ginawa. Ang calcination sa hanay ng temperatura na 650-700 ℃ ay nag-aalis ng structural hydroxyl group, at ang escaping water vapor ay nagpapataas ng elasticity at opacity ng kaolin, na isang perpektong katangian ng application coating ng papel. Bilang karagdagan, sa pamamagitan ng pagpainit ng kaolin sa 1000-1050 ℃, hindi lamang nito mapapalaki ang abradability, ngunit nakakakuha din ng 92-95% na kaputian.
Chlorination calcination
Ang bakal at titan ay tinanggal mula sa mga mineral na luad, lalo na ang kaolin sa pamamagitan ng chlorination, at nakuha ang magagandang resulta. Sa proseso ng chlorination at calcination, sa mataas na temperatura (700 ℃ - 1000 ℃), ang kaolinit ay sumailalim sa dehydroxylation upang bumuo ng metakaolinite, at sa mas mataas na temperatura, ang mga spinel at mullite phase ay nabuo. Ang mga pagbabagong ito ay nagpapataas ng hydrophobicity, tigas at laki ng mga particle sa pamamagitan ng sintering. Ang mga mineral na ginagamot sa ganitong paraan ay maaaring gamitin sa maraming industriya, tulad ng papel, PVC, goma, plastik, pandikit, buli at toothpaste. Ang mas mataas na hydrophobicity ay ginagawang mas tugma ang mga mineral na ito sa mga organikong sistema.
Microbiological na pamamaraan
Ang teknolohiya ng microbial purification ng mga mineral ay medyo bagong paksa sa pagproseso ng mineral, kabilang ang microbial leaching technology at microbial flotation technology. Ang teknolohiya ng microbial leaching ng mga mineral ay isang teknolohiya ng pagkuha na gumagamit ng malalim na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga microorganism at mineral upang sirain ang kristal na sala-sala ng mga mineral at matunaw ang mga kapaki-pakinabang na bahagi. Ang oxidized pyrite at iba pang sulfide ores na nasa kaolin ay maaaring dalisayin ng microbial extraction technology. Kabilang sa mga karaniwang ginagamit na microorganism ang Thiobacillus ferrooxidans at Fe-reducing bacteria. Ang microbiological na pamamaraan ay may mababang gastos at mababang polusyon sa kapaligiran, na hindi makakaapekto sa pisikal at kemikal na mga katangian ng kaolin. Ito ay isang bagong paraan ng paglilinis at pagpapaputi na may mga prospect ng pag-unlad para sa mga mineral na kaolin.
Buod
Ang pag-alis ng bakal at pagpapaputi ng paggamot ng kaolin ay kailangang piliin ang pinakamahusay na paraan ayon sa iba't ibang mga sanhi ng kulay at iba't ibang mga layunin ng aplikasyon, pagbutihin ang komprehensibong kaputian ng pagganap ng mga mineral na kaolin, at gawin itong may mataas na halaga ng paggamit at pang-ekonomiyang halaga. Ang hinaharap na takbo ng pag-unlad ay dapat na pagsamahin ang mga katangian ng kemikal na pamamaraan, pisikal na pamamaraan at microbiological na pamamaraan nang organiko, upang mabigyan ng buong laro ang kanilang mga pakinabang at pigilan ang kanilang mga disadvantages at pagkukulang, upang makamit ang mas mahusay na epekto sa pagpaputi. Kasabay nito, kinakailangan din na higit pang pag-aralan ang bagong mekanismo ng iba't ibang paraan ng pag-alis ng karumihan at pagbutihin ang proseso upang mabuo ang pagtanggal ng bakal at pagpaputi ng kaolin sa direksyon ng berde, mahusay at mababang carbon.
Oras ng post: Mar-02-2023