[Huate mineralų apdorojimo enciklopedija] Kaolino paslapčių atskleidimas: nuostabi transformacija iš dirvožemio į aukštųjų technologijų medžiagas

[Huate mineralų apdorojimo enciklopedija] Kaolino paslapčių atskleidimas: nuostabi transformacija iš dirvožemio į aukštųjų technologijų medžiagas

Kaolinas yra nemetalinis mineralas, molio ir molingos uolienos rūšis, daugiausia sudaryta išKaolinito molio mineralai. Kadangi jis baltas ir subtilus, jis dar vadinamas dolomitiniu dirvožemiu. Pavadinimas kilęs iš Gaoling kaimo, esančio Dzingdedžene, Dziangsi provincijoje. Grynas kaolinas yra baltas, subtilus, minkštas ir žemiškas, pasižymi geromis fizinėmis ir cheminėmis savybėmis, tokiomis kaip plastiškumas ir atsparumas ugniai. Mineralinę sudėtį daugiausia sudaro kaolinitas, halloizitas, hidromikacija, ilitas, montmorilonitas, kvarcas, feldšpatas ir kiti mineralai.

Kaolinas yra įprastas ir labai svarbus molio mineralas gamtoje. Jis susidaro dūlėjant feldšpatui ar kitiems silikatiniams mineralams magminėse ir metamorfinėse uolienose rūgščioje terpėje, kurioje nėra šarminių ir šarminių žemių metalų.

01 Klasifikacija

Dirvožemio klasifikacija

Gamtoje kaolino sudėtyje esantys mineralai daugiausia skirstomi į molio ir nemolio mineralus. Tarp jų molio mineralai daugiausia yra kaolinito mineralai ir nedidelis kiekis montmorilonito, žėručio ir chlorito; nemolio mineralai daugiausia yra feldšpatas, kvarcas ir hidratuoti mineralai, taip pat kai kurie geležies mineralai, tokie kaip hematitas ir rozitas, geležies rūda, limonitas ir kt., titano mineralai, tokie kaip rutilas ir kt., ir organinės medžiagos, tokios kaip augalinis pluoštas ir kt. Kaolino savybes daugiausia lemia molio mineralai.

Priežasčių klasifikacija

Remiantis kaolino telkinių kilme ir mineralizacijos geologijos, geografinių sąlygų, telkinių masto, rūdos kūno morfologijos ir atsiradimo charakteristikų, rūdos medžiagų komponentų, atsispindinčių skirtinguose mineralizacijos procesuose, „Kaolino kasyklų geologinio tyrinėjimo kodekse“ Kinijos kaolino telkiniai skirstomi į tris tipus ir šešis potipius.

Atsparumo orams tipas:Jis toliau skirstomas į dūlėjimo likutinio potipį ir dūlėjimo išplovimo potipį.

Hidroterminės kaitos tipas:Jis toliau skirstomas į hidroterminės kaitos potipį ir šiuolaikinės karštųjų versmių kaitos potipį.

Nuosėdinis tipas:Jis skirstomas į nuosėdinius ir nuosėdinio dūlėjimo potipius bei kaolinito molingo potipį anglį turinčiuose sluoksniuose.

Pramoninis tipas

Remiantis kaolino telkinių geneze, „Kaolino kasyklų geologinių tyrinėjimų specifikacijose“ Kinijos kaolino telkiniai skirstomi į tris tipus ir šešis potipius pagal mineralizacijos geologijos, geografinių sąlygų, telkinių masto, rūdos kūno morfologijos ir atsiradimo charakteristikų bei rūdos medžiagų komponentų, kuriuos atspindi skirtingi mineralizacijos procesai, skirtumus. Pagal jų tekstūrą, plastiškumą ir smėlio masės dalį jie skirstomi į tris tipus:

SunkuKaolinas: kietas ir neplastinis, tampa plastiku po susmulkinimo ir sumalimo.

MinkštasKaolinas:minkšta, labai plastiška, smėlinga masės dalis <50%.

SandyKaolinas:minkšta tekstūra, silpnas plastiškumas, smėlio masės dalis > 50%.

02 Kilmė

Kinijos kaolino mineraliniai ištekliai yra vieni didžiausių pasaulyje – šalyje yra 267 patvirtinti mineralų telkiniai, o patvirtintos atsargos siekia 2,91 milijardo tonų. Tarp jų: ​​mano šalies ne anglies statybiniai kaolino ištekliai užima penktą vietą pasaulyje. Patvirtintos atsargos siekia 1,468 milijardo tonų, daugiausia sutelktos Guangdongo, Šaansi, Fudžiano, Dziangsi, Hunano ir Dziangsu provincijose, tai sudaro 84,55 % visų šalies atsargų; Kinijos anglį turinčios statybinės kaolino (kaolinito) atsargos užima pirmąją vietą pasaulyje – patvirtintos atsargos siekia 1,442 milijardo tonų, daugiausia pasiskirsčiusios Datongo, Huaireno, Šuodžou, Šansi, Džungaro, Vudos, Vidinės Mongolijos, Huaibėjaus, Anhujaus, Hančengo, Šaansi ir kt. provincijose, iš kurių daugiausia išteklių turi Džungaro anglių telkinys Vidinėje Mongolijoje.

Kinijoje yra penki pagrindiniai kaolino telkiniai:

(1) Jiepajaus miestas, Hengjango apskritis, Hunano provincija, yra turtingas mineralinių išteklių. Kaolino, nefelino, feldšpato ir kvarco atsargos siekia 200 milijonų tonų, o mieste veikia beveik 40 kasybos ir mineralų perdirbimo įmonių. Dapailingo kasybos rajone (daugiausia kaolino kasyklose) yra viena 80 milijonų tonų kasyklos atsarga, kuri užima pirmąją vietą Azijoje. Miesto metinė kasybos produkcija viršija 500 000 tonų, tiekianti produkciją šimtams keramikos gamyklų visoje šalyje.

(2) Kaolinas Maomingo rajone. Maomingo baseine esantis kaolino mineralas yra nuosėdinių uolienų, dūlėjusių eluvinių potipio telkinys. Jame kvarco ir kito smėlio kiekis yra didesnis nei 50 %, todėl jis vadinamas smėlingu kaolino mineralu. Kalbant apie kilmę, Maomingo kaolinas praeina tris dūlėjimo etapus – transportavimą ir savaiminį smulkinimą – ir galiausiai dūlėjimą. Kaolinas yra visiškai dūlėjęs, o plokštelės daugiausia yra monolitinės su smulkiomis dalelėmis. Daugiausia naudojamas kaip žaliava popieriaus gamybos dangoms.

(3) Longyan kaolinas yra dūlėjimo paveiktas likutinis kaolino telkinys. Kadangi geležies kiekis yra mažesnis nei 0,3%, titano – mažesnis nei 0,02% ir jame yra tam tikras kiekis žemos temperatūros tirpiklio elemento (Li2O), tai ideali žaliava elektriniam porcelianui, kasdieniam naudojimui ir meniniam porcelianui.

(4) Sudžou Jangšano kaolinas, šis telkinys yra hidroterminės transformacijos kaolinas.Sudžou Jangšano purvo, turinčio gryną tekstūrą, cheminė sudėtis yra labai artima teorinei kaolinito sudėčiai. Al2O3 kiekis gali siekti apie 39,0 %, spalva balta ir dalelės smulkios. Daugiausia naudojamas kaip katalizatorių nešikli ir cheminėms žaliavoms.

(5) Hepu kaolinas. Tai dūlėjimo paveiktas kaolino likutinis telkinys. Daugiausia naudojamas kaip žaliava statybinei keramikai.

(6) Šiaurinė anglies serija. Kaolinas. Tai nuosėdinis kaolinitas, daugiausia paplitęs mano šalies anglių gavybos regionuose ir gali būti naudojamas statybose, dangose, dažuose ir popieriaus gamybos dangose ​​– anglies pagrindu pagamintame dirvožemyje.

Aukščiau paminėtos šešios pagrindinės gamybos sritys sudaro daugiau nei 80 % Kinijos produkcijos ir taip pat yra pagrindinės atstovės pagal išteklių rūšis.

03Use

Kaolinas yra plačiai naudojamas, daugiausia dėl savo plastiškumo, sukibimo, tam tikro sausojo stiprumo, sukepinimo savybių ir podeginio baltumo, todėl jis yra pagrindinė keramikos gamybos žaliava; jis yra baltas, minkštas, labai dispersiškas, adsorbuojamas. Dėl puikių apdorojimo savybių, tokių kaip cheminės savybės ir cheminis atsitiktinumas, jis plačiai naudojamas popieriaus pramonėje. Be to, kaolinas taip pat plačiai naudojamas pramonės sektoriuose, tokiuose kaip guma, plastikai, ugniai atsparios medžiagos ir naftos perdirbimas, taip pat pažangiausiose žemės ūkio ir nacionalinės gynybos technologijose. Daugiausia naudojamas keramikos pramonėje, dangose, ugniai atspariose medžiagose, popieriaus gamyboje, dažuose, gumoje, aukštos kokybės porceliane, laiduose ir kabeliuose, pramoniniuose plastikuose, chemijos pramonės užpilduose, rašaluose, maiste, kosmetikoje, vaistuose ir kt., pakeičiant litoponą ir dalį titano dažuose ir dangose, baltuose milteliuose ir kitose brangiose medžiagose.

04 Apdorojimo technologija

Norint atskirti nemolio mineralus ir organines medžiagas, tokias kaip kvarcas, feldšpatas, žėrutis, geležies mineralai, titano mineralai ir kt., iš kaolino ir pagaminti kaolino produktus, kurie gali patenkinti įvairių pramonės sričių poreikius, be gravitacinio atskyrimo, flotacijos, magnetinio atskyrimo ir kt., kad būtų išvalytos ir pašalintos priemaišos iš kaolino, kartais taip pat reikia naudoti giluminius apdorojimo metodus, tokius kaip cheminis balinimas, ultrasmulkusis dribsnių šalinimas, kalcinavimas ir paviršiaus modifikavimas kaolinui apdoroti.

(1) Hidraulinė klasifikacija

Hidraulinė klasifikacija apima spiralinę klasifikaciją (stambaus ir didesnio nei 1 mm smėlio atskyrimas), nusodinimo rezervuaro klasifikaciją (smulkaus ir didesnio nei 0,053 mm smėlio atskyrimas), hidrocikloninę klasifikaciją (smulkaus ir mažesnio nei 0,053 mm smėlio atskyrimas), išcentrinį klasifikatorių arba mažo skersmens hidrocikloninę klasifikaciją (ultra smulkių dalelių, kurių dydis 0,002–0,010 mm, klasifikavimui).

(2) Didelio gradiento magnetinis atskyrimas

Naudojant magnetinę koncentratorių, skirtą Fe₂O₃ ir TiO₂ pašalinti iš kaolino ir pagaminti popieriaus dangas bei aukštos kokybės keramines žaliavas, sukuriamas didesnis nei 1 600 kA/m magnetinio lauko stipris.

(3) Selektyvi flokuliacija

Pridedant flokuliantų, tokios priemaišos kaip smulkiagrūdis kvarcas, piritas, alunitas ir kt. yra selektyviai atskiriamos, kad būtų gautas mentėmis dengtas kaolinas. Dažniausiai naudojami flokuliantai yra natrio heksametafosfatas, amonio poliakrilamidas, vandens stiklas ir kt.

(4) Cheminis balinimas

Balinimo priemonės, tokios kaip draudimo milteliai, dedamos siekiant redukuoti kaolino limonite ir hematite esančią didelės valentės geležį iki tirpios geležies (II) arba oksidatoriai, skirti oksiduoti piritą ir dažymo priemaišas, siekiant pagerinti kaolino baltumą.

(5) Lupimas

Dribsnių malimo mašinoje naudojami smulkūs vidutinio dydžio rutuliukai, kurie mala, kad kaolino agregato dalelės būtų atskirtos į plonus kristalus, ir gaunamas peiliu dengtas kaolinas, kurio dalelių dydis yra mažesnis nei 2 μm, o kaolino kiekis – daugiau nei 90 %.

(6) Kalcinavimas

Kalcinuojant 800–1000 ℃ temperatūroje, kaolinas netenka vandens, vyksta fazinė transformacija ir išgaruoja kai kurios priemaišos, todėl pagerėja kaolino baltumas ir izoliacinės savybės, jis naudojamas kabeliams, gumos ir plastiko užpildams gaminti. Kalcinavimas yra būtinas anglies pagrindu pagaminto (kietojo) kaolino perdirbimo metodas.

(7) Paviršiaus modifikavimas

Kaolino molis yra padengtas rišamąja medžiaga ir kt., kad padidėtų kaolino molio kiekis, pridedamas prie plastikinės gumos, ir naudojamas kaolino molio užpildams gumos plastikams apdoroti.

Magnetinis atskyrimas yra fizikinis mineralų atskyrimo metodas, plačiai naudojamas mineralų perdirbimo srityje. Pagrindinis jo principas yra panaudoti pačių mineralų magnetinius skirtumus atskyrimui pasiekti. Pagal mineralų įmagnetintas savybes, magnetinį atskyrimą galima suskirstyti į stiprų magnetinį atskyrimą, silpną magnetinį atskyrimą, atvirkštinį magnetinį atskyrimą ir didelio gradiento magnetinį atskyrimą, kad būtų patenkinti skirtingų mineralų poreikiai. Mineralų perdirbimo įranga daugiausia apima plokštelinius magnetinius separatorius, vertikalius žiedinius didelio gradiento magnetinius separatorius, elektromagnetinius srutų didelio gradiento magnetinius separatorius, žemos temperatūros superlaidžius magnetinius separatorius ir kt.

05 Mineralų apdorojimo taikymo atvejai

1 procesas: Pavyzdžiui, užsienio kilmės kaolino molis, kuriame pagrindinės priemaišos yra geležies oksidas, titano oksidas ir geležies silikatas. Žalioje rūdoje Fe₂O₃ ir TiO₂ priemaišų kiekis yra atitinkamai 0,89 % ir 0,17 %, o baltumas siekia 67,29 %.

Siekdami efektyviai pašalinti šias priemaišas, parengėme tokį bandymo planą: pirmiausia, žaliavinė rūda perleidžiama per elektromagnetinį srutų magnetinį separatorių dviem magnetinio atskyrimo procesams – grubiam atskyrimui ir smulkiam atskyrimui – kad būtų pašalinta didžioji dalis priemaišų. Tada gautas koncentratas toliau valomas superlaidžiu magnetiniu separatoriumi, kad būtų dar labiau sumažintas priemaišų kiekis ir pagerinta kaolino kokybė.

Bandymo srauto diagrama

Iš bandymų rezultatų matyti, kad neapdorotą rūdą galima atskirti elektromagnetiniu srutos būdu + elektromagnetiniu srutos būdu + superlaidžiu magnetiniu atskyrimu, siekiant gauti kaolino koncentrato produktą, kurio Fe2O3 kiekis yra 0,35 %, o baltumas – 87,52 %.

2 procesas:Žalia rūda atskiriama superlaidžiu 5T magnetiniu būdu. Bandymo procesas parodytas 2 paveiksle, o bandymo rezultatai – 2 lentelėje.

2 pav. Eksperimentinis sodrinimo procesas

Žalia rūda buvo atskirta superlaidžiu 5T magnetiniu būdu, siekiant gauti kaolino koncentrato produktą, kuriame yra 0,40 % Fe2O3, 22,92 % Al2O3, 68,78 % SiO2, 0,10 % TiO2, 1,90 % CaO, baltumas 86,97 %, o išeiga – 90,90 %.

Kaolinas, kaip daugiafunkcinė pramoninė žaliava, turi plačias taikymo perspektyvas. Nuolat tobulėjant mokslui ir technologijoms bei tvariai vystantis pramonei, kaolinas atliks svarbų vaidmenį vis daugiau sričių. Ateityje tikimės dar labiau išplėsti kaolino taikymo sritį, atlikdami išsamesnius tyrimus ir technologines inovacijas, siekdami efektyvesnio ir tvaresnio panaudojimo bei labiau prisidėdami prie žmonių visuomenės vystymosi. Tuo pačiu metu turėtume atkreipti dėmesį ir į aplinkosaugos problemas, kurios gali kilti kaolino kasybos ir perdirbimo metu, ir imtis aktyvių priemonių, kad racionalus kaolino išteklių naudojimas būtų derinamas su ekologinės aplinkos apsauga.