Taglay ang mga espesyal na pisikal at kemikal na katangian, ang kaolin ay isang kailangang-kailangan na di-metal na yamang mineral sa mga seramiko, paggawa ng papel, goma, plastik, refractories, pagpino ng petrolyo at iba pang makabagong larangan ng teknolohiya sa industriya at agrikultura at pambansang depensa. 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 luwad o batong luwad na pangunahing binubuo ng mga mineral na kaolinite. Ang kristal na kemikal na pormula nito ay 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O. Ang isang maliit na halaga ng mga mineral na hindi luwad ay quartz, feldspar, mga mineral na bakal, titanium, aluminum hydroxide at oxides, organikong bagay, atbp.
Kristal na istruktura ng kaolin
Ayon sa estado at katangian ng mga dumi sa kaolin, ang mga dumi na nagdudulot ng pagbaba ng kaputian ng kaolin ay maaaring hatiin sa tatlong kategorya: organikong carbon; mga elemento ng pigment, tulad ng Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn, atbp; mga 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 kaunting epekto sa kaputian. Ang komposisyon ng mineral at nilalaman ng bakal at titanium ang mga pangunahing salik na nakakaapekto sa kaputian ng kaolin. Ang kanilang pagkakaroon ay hindi lamang makakaapekto sa natural na kaputian ng kaolin, kundi makakaapekto rin sa kaputian nito na nakalsina. Sa partikular, ang pagkakaroon ng iron oxide ay may negatibong epekto sa kulay ng luwad at binabawasan ang liwanag at resistensya nito sa apoy. At kahit na ang dami ng oxide, hydroxide at hydrated oxide ng iron oxide ay 0.4%, sapat na ito upang bigyan ang clay sediment ng kulay pula hanggang dilaw. Ang mga iron oxide at hydroxide na ito ay maaaring hematite (pula), maghemite (pula-kayumanggi), goethite (kayumanggi dilaw), limonite (kahel), hydrated iron oxide (kayumanggi pula), atbp. Masasabing ang pag-aalis ng mga dumi sa bakal sa kaolin ay gumaganap ng napakahalagang papel sa mas mahusay na paggamit ng kaolin.
Kalagayan ng paglitaw ng elementong bakal
Ang estado ng paglitaw ng bakal sa kaolin ang pangunahing salik na tumutukoy sa paraan ng pag-aalis ng bakal. Naniniwala ang maraming pag-aaral na ang mala-kristal na bakal sa anyo ng mga pinong partikulo ay hinahalo sa kaolin, habang ang amorphous na bakal ay pinahiran sa ibabaw ng mga pinong partikulo ng kaolin. Sa kasalukuyan, ang estado ng paglitaw ng bakal sa kaolin ay nahahati sa dalawang uri sa loob at labas ng bansa: ang isa ay nasa kaolinite at mga mineral na pantulong (tulad ng mika, titanium dioxide at illite), na tinatawag na structural iron; ang isa naman ay nasa anyo ng mga independent iron mineral, na tinatawag na free iron (kabilang ang surface iron, fine-grained crystalline iron at amorphous iron).
Ang bakal na natatanggal sa pamamagitan ng pag-alis ng bakal at pagpapaputi ng kaolin ay malayang bakal, pangunahin na kinabibilangan ng magnetite, hematite, limonite, siderite, pyrite, ilmenite, jarosite at iba pang mineral; Karamihan sa bakal ay umiiral sa anyo ng lubos na nakakalat na colloidal limonite, at isang maliit na halaga sa anyo ng spherical, acicular at irregular goethite at hematite.
Paraan ng pag-alis ng bakal at pagpaputi ng kaolin
Paghihiwalay ng tubig
Ang pamamaraang ito ay pangunahing ginagamit upang alisin ang mga detrital na mineral tulad ng quartz, feldspar at mica, at mas magaspang na dumi tulad ng mga labi ng bato, pati na rin ang ilang mineral na bakal at titanium. Ang mga mineral na may dumi na may katulad na densidad at solubility sa kaolin ay hindi maalis, at ang pagpapabuti ng kaputian ay medyo hindi halata, na angkop para sa beneficiation at pagpaputi ng medyo mataas na kalidad na kaolin ore.
Magnetikong paghihiwalay
Ang mga dumi ng mineral na bakal sa kaolin ay karaniwang mahina ang magnetiko. Sa kasalukuyan, ang high gradient strong magnetic separation method ang pangunahing ginagamit, o ang mga mahinang magnetikong mineral ay kino-convert sa strong magnetic iron oxide pagkatapos i-litson, at pagkatapos ay inaalis sa pamamagitan ng ordinaryong magnetic separation method.
Patayong singsing na may mataas na gradient na magnetic separator
Mataas na gradient magnetic separator para sa electromagnetic slurry
Mababang temperaturang superconducting magnetic separator
Paraan ng paglutang
Ang paraan ng paglutang ay inilapat upang gamutin ang kaolin mula sa pangunahin at pangalawang mga deposito. Sa proseso ng paglutang, ang mga partikulo ng kaolinite at mika ay pinaghihiwalay, at ang mga pinadalisay na produkto ay ilang angkop na hilaw na materyales na pang-industriya. Ang selective flotation separation ng kaolinite at feldspar ay karaniwang isinasagawa sa slurry na may kontroladong pH.
Paraan ng pagbabawas
Ang paraan ng pagbabawas ay ang paggamit ng isang reducing agent upang bawasan ang mga impurities ng bakal (tulad ng hematite at limonite) sa trivalent na estado ng kaolin upang maging soluble bivalent ions ng bakal, na inaalis sa pamamagitan ng pagsasala at paghuhugas. Ang pag-alis ng mga impurities ng Fe3+ mula sa industrial kaolin ay karaniwang nakakamit sa pamamagitan ng pagsasama ng pisikal na teknolohiya (magnetic separation, selective flocculation) at kemikal na paggamot sa ilalim ng acidic o reducing na mga kondisyon.
Ang sodium hydrosulfite (Na2S2O4), na kilala rin bilang sodium hydrosulfite, ay epektibo sa pagbabawas at pag-leach 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. Bukod pa rito, ang mga kemikal na katangian ng sodium hydrosulfite ay hindi matatag, na nangangailangan ng espesyal at mamahaling kaayusan sa pag-iimbak at transportasyon.
Ang Thiourea dioxide: (NH2)2CSO2, TD) ay isang malakas na reducing agent, na may mga bentahe ng malakas na kakayahang magbawas, kaaya-aya sa kapaligiran, mababang antas ng dekomposisyon, kaligtasan at mababang gastos sa batch production. Ang hindi natutunaw na Fe3+ sa kaolin ay maaaring gawing natutunaw na Fe2+ sa pamamagitan ng TD.
Kasunod nito, ang kaputian ng kaolin ay maaaring tumaas pagkatapos ng pagsasala at paghuhugas. Ang TD ay napakatatag sa temperatura ng silid at mga neutral na kondisyon. Ang malakas na kakayahan sa pagbawas ng TD ay makukuha lamang 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 nasipsip na 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 reducing state. Gumamit ng malalakas na oxidizing agent tulad ng ozone o sodium hypochlorite upang i-oxidize ang hindi natutunaw na FeS2 sa pyrite upang maging natutunaw na Fe2+, at pagkatapos ay hugasan upang alisin ang Fe2+ mula sa sistema.
Paraan ng pag-leach ng asido
Ang paraan ng acid leaching ay ang pagbabago ng mga hindi matutunaw na dumi ng bakal sa kaolin tungo sa mga natutunaw na sangkap sa mga acidic na solusyon (hydrochloric acid, sulfuric acid, oxalic acid, atbp.), sa gayon ay naisasagawa ang paghihiwalay mula sa kaolin. Kung ikukumpara sa iba pang mga organic acid, ang oxalic acid ay itinuturing na pinaka-promising dahil sa lakas ng asido nito, mahusay na katangian ng pag-complex at mataas na kakayahang magbawas. Gamit ang oxalic acid, ang natunaw na bakal ay maaaring ma-precipitate mula sa solusyon ng leaching sa anyo ng ferrous oxalate, at maaaring iproseso pa upang bumuo ng purong hematite sa pamamagitan ng calcination. Ang oxalic acid ay maaaring makuha nang mura mula sa iba pang mga prosesong pang-industriya, at sa yugto ng pagpapaputok ng paggawa ng ceramic, ang anumang natitirang oxalate sa ginamot na materyal ay mabubulok sa carbon dioxide. Maraming mananaliksik ang nag-aral ng mga resulta ng pagtunaw ng iron oxide gamit ang oxalic acid.
Paraan ng kalsinasyon sa mataas na temperatura
Ang kalsinasyon ay ang proseso ng paggawa ng mga produktong kaolin na may espesyal na grado. Ayon sa temperatura ng paggamot, dalawang magkaibang grado ng kaolin na kinalsina ang nalilikha. Ang kalsinasyon sa hanay ng temperatura na 650-700 ℃ ay nag-aalis ng structural hydroxyl group, at ang tumatakas na singaw ng tubig ay nagpapahusay sa elastisidad at opacity ng kaolin, na isang mainam na katangian ng aplikasyon ng paper coating. Bukod pa rito, sa pamamagitan ng pag-init ng kaolin sa 1000-1050 ℃, hindi lamang nito mapapahusay ang abradability, kundi makakakuha rin ng 92-95% na kaputian.
Kalsinasyon ng klorinasyon
Ang bakal at titanium ay inalis mula sa mga mineral na luwad, lalo na ang kaolin, sa pamamagitan ng chlorination, at nakamit ang magagandang resulta. Sa proseso ng chlorination at calcination, sa mataas na temperatura (700 ℃ - 1000 ℃), ang kaolinite ay sumailalim sa dehydroxylation upang bumuo ng metakaolinite, at sa mas mataas na temperatura, nabubuo ang mga yugto ng spinel at mullite. Ang mga pagbabagong ito ay nagpapataas ng hydrophobicity, katigasan, 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, adhesives, polishing, at toothpaste. Ang mas mataas na hydrophobicity ay ginagawang mas tugma ang mga mineral na ito sa mga organikong sistema.
Paraang mikrobiyolohikal
Ang teknolohiya ng microbial purification ng mga mineral ay isang medyo bagong paksa sa pagproseso ng mineral, kabilang ang teknolohiya ng microbial leaching at teknolohiya ng microbial flotation. Ang teknolohiya ng microbial leaching ng mga mineral ay isang teknolohiya ng pagkuha na gumagamit ng malalim na interaksyon sa pagitan ng mga mikroorganismo at mineral upang sirain ang crystal lattice ng mga mineral at matunaw ang mga kapaki-pakinabang na sangkap. Ang oxidized pyrite at iba pang sulfide ores na nakapaloob sa kaolin ay maaaring ma-purify sa pamamagitan ng teknolohiya ng microbial extraction. Kabilang sa mga karaniwang ginagamit na mikroorganismo 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 pagkuha at pagpaputi na may mga posibilidad ng pag-unlad para sa mga mineral na kaolin.
Buod
Ang paggamot sa pag-alis at pagpaputi ng bakal ng kaolin ay kailangang pumili ng pinakamahusay na paraan ayon sa iba't ibang sanhi ng kulay at iba't ibang layunin ng aplikasyon, mapabuti ang komprehensibong pagganap ng kaolin sa kaputian, at gawin itong may mataas na halaga ng paggamit at halagang pang-ekonomiya. Ang trend sa pag-unlad sa hinaharap ay dapat na pagsamahin ang mga katangian ng kemikal na pamamaraan, pisikal na pamamaraan, at mikrobiyolohikal na pamamaraan sa organikong paraan, upang mabigyang-pansin ang kanilang mga kalamangan at mapigilan ang kanilang mga disbentaha at kakulangan, upang makamit ang mas mahusay na epekto ng pagpaputi. Kasabay nito, kinakailangan ding pag-aralan pa ang bagong mekanismo ng iba't ibang paraan ng pag-alis ng dumi at pagbutihin ang proseso upang ang pag-alis at pagpaputi ng bakal ng kaolin ay umunlad sa direksyon ng berde, mahusay, at mababang carbon.
Oras ng pag-post: Mar-02-2023