[Enciklopedija prerade minerala Huate] Otkrivanje tajni kaolina: prekrasna transformacija iz tla u visokotehnološke materijale
Kaolin je nemetalni mineral, vrsta gline i glinovitih stijena koji se uglavnom sastoji odKaolinitni glinasti minerali. Zbog svoje bijele i osjetljive teksture naziva se i dolomitnim tlom. Ime je dobio po selu Gaoling u Jingdezhenu, provincija Jiangxi. Njegov čisti kaolin je bijele boje, osjetljiv, mekan i zemljast, te ima dobra fizička i hemijska svojstva poput plastičnosti i otpornosti na vatru. Njegov mineralni sastav uglavnom se sastoji od kaolinita, halojzita, hidrosljupca, ilita, montmorilonita, kvarca, feldspata i drugih minerala.
Kaolin je uobičajen i vrlo važan mineral gline u prirodi. Nastaje trošenjem feldspata ili drugih silikatnih minerala u magmatskim i metamorfnim stijenama u kiselim sredinama bez alkalnih i zemnoalkalnih metala.
01 Klasifikacija
Klasifikacija tla
Minerali koji se nalaze u kaolinu u prirodi uglavnom se dijele na glinene i neglinene minerale. Među njima, glineni minerali uglavnom uključuju minerale kaolinita i malu količinu montmorilonita, tinjca i hlorita; neglineni minerali uglavnom uključuju feldspat, kvarc i hidratizirane minerale, kao i neke minerale željeza poput hematita i rozita, željezne rude, limonita itd., minerale titana poput rutila itd. i organske tvari poput biljnih vlakana itd. Uglavnom su glineni minerali ti koji određuju svojstva kaolina.
Klasifikacija uzroka
Na osnovu porijekla ležišta kaolina i razlika u geologiji mineralizacije, geografskim uslovima, obimu ležišta, morfologiji rudnog tijela i karakteristikama pojavljivanja, komponentama rudnog materijala koje se odražavaju u različitim procesima mineralizacije, "Kodeks za geološka istraživanja rudnika kaolina" će kineska ležišta kaolina podijeliti u tri tipa i šest podtipova.
Vrsta vremenskih uvjeta:Dalje se dijeli na podtip rezidualnog trošenja i podtip ispiranja uzrokovanog trošenjem.
Vrsta hidrotermalne alteracije:Dalje se dijeli na podtip hidrotermalne alteracije i podtip moderne alteracije termalnih izvora.
Sedimentni tip:Podijeljen je na sedimentne i sedimentno-trošene podtipove i podtip kaolinitnog glinovitog kamena u slojevima koji sadrže ugalj.
Industrijski tip
Na osnovu geneze ležišta kaolina, "Specifikacije za geološka istraživanja rudnika kaolina" dijele ležišta kaolina u Kini na tri tipa i šest podtipova prema razlikama u geologiji mineralizacije, geografskim uslovima, obimu ležišta, morfologiji i karakteristikama pojavljivanja rudnog tijela, te komponentama rudnog materijala koje se odražavaju u različitim procesima mineralizacije. Prema njihovoj teksturi, plastičnosti i masenom udjelu pijeska, podijeljeni su u tri tipa:
TeškoKaolin: tvrdo i neplastično, postaje plastično nakon što se drobi i samelje.
MekoKaolin:mekan, visoko plastičan, maseni udio pijeska <50%.
SandyKaolin:meka tekstura, slaba plastičnost, maseni udio pijeska > 50%.
02 Porijeklo
Kineski mineralni resursi kaolina su među vodećima u svijetu, sa 267 dokazanih mineralnih nalazišta i dokazanim rezervama od 2,91 milijarde tona. Među njima: resursi kaolina koji nisu iz uglja u mojoj zemlji su peti u svijetu. Dokazane rezerve iznose 1,468 milijardi tona, uglavnom koncentrisane u provincijama Guangdong, Shaanxi, Fujian, Jiangxi, Hunan i Jiangsu, što čini 84,55% ukupnih rezervi zemlje; rezerve kaolina (kaolinita) iz uglja u Kini su prve u svijetu, sa dokazanim rezervama od 1,442 milijarde tona, uglavnom raspoređene u Datongu, Huairenu, Shuozhouu, Shanxiju, Jungaru, Wudi, Unutrašnjoj Mongoliji, Huaibeiju, Anhuiju, Hanchengu, Shaanxiju itd., među kojima se najviše resursa nalazi u ugljenom polju Jungar u Unutrašnjoj Mongoliji.
U Kini postoji pet glavnih nalazišta kaolina:
(1) Grad Jiepai, okrug Hengyang, provincija Hunan, bogat je mineralnim resursima. Rezerve kaolina, nefelina, feldspata i kvarca dostižu 200 miliona tona, a postoji gotovo 40 rudarskih i mineralno-prerađivačkih kompanija. Rudarsko područje Dapailing (uglavnom rudnici kaolina) ima jedinstvene rudničke rezerve od 80 miliona tona, što ga svrstava na prvo mjesto u Aziji. Godišnja rudarska proizvodnja grada je veća od 500.000 tona, snabdijevajući stotine keramičkih fabrika širom zemlje.
(2) Kaolin u području Maominga. Mineral kaolina u Maoming basenu je sedimentna stijena oštećena vremenskim utjecajem, eluvijalnog podtipa ležišta. Njegov sadržaj kvarca i drugog pijeska je veći od 50%, pa se naziva pjeskovitim mineralom kaolina. Što se tiče porijekla, Maoming kaolin je prošao kroz tri faze trošenja ostataka - transport i samomljevenje - a zatim trošenje. Kaolin je potpuno oštećen vremenskim utjecajem, a pločice su uglavnom monolitne sa sitnim česticama. Uglavnom se koristi kao sirovina za premaze za proizvodnju papira.
(3) Longyan Kaolin je trošno zaostalo ležište kaolina. Budući da je sadržaj željeza manji od 0,3%, titana manji od 0,02%, a sadrži i određenu količinu niskotemperaturnog rastvarača (Li2O), idealna je sirovina za električni porculan, luksuzni svakodnevni porculan i umjetnički porculan.
(4) Suzhou Yangshan Kaolin, ovo ležište je hidrotermalna alteracija kaolina.Hemijski sastav blata Suzhou Yangshan, s čistom teksturom, vrlo je blizak teorijskom sastavu kaolinita. Sadržaj Al2O3 može doseći i do 39,0%, s bijelom bojom i finim česticama. Uglavnom se koristi kao nosači katalizatora i hemijske sirovine.
(5) Hepu Kaolin. To je ostatak kaolina koji je nastao trošenjem. Uglavnom se koristi kao sirovina za građevinsku keramiku.
(6) Sjeverna serija uglja Kaolin. To je sedimentni kaolinit, uglavnom rasprostranjen u područjima moje zemlje u kojima se proizvodi ugalj, i može se koristiti u građevinarstvu, premazima, bojama i premazima za proizvodnju papira - tlo na bazi uglja.
Gore navedenih šest glavnih proizvodnih područja čine više od 80% kineske proizvodnje i ujedno su i glavni predstavnici u pogledu vrsta resursa.
03Use
Kaolin ima širok spektar upotrebe, uglavnom zbog svoje plastičnosti, prianjanja, određene čvrstoće u suhom stanju, svojstava sinterovanja i bjeline nakon pečenja, što ga čini glavnom sirovinom za proizvodnju keramike; bijele je boje, mekan, lako disperzibilan i adsorbirajući. Njegova odlična procesna svojstva, poput hemijskih svojstava i hemijske slučajnosti, čine ga široko korištenim u industriji papira. Osim toga, kaolin se također široko koristi u industrijskim sektorima kao što su guma, plastika, vatrostalni materijali i rafiniranje nafte, kao i u najsavremenijim tehnologijama u poljoprivredi i nacionalnoj odbrani. Uglavnom se koristi u keramičkoj industriji, premazima, vatrostalnim materijalima, proizvodnji papira, bojama, gumi, visokokvalitetnom porculanu, žicama i kablovima, industrijskoj plastici, punilima u hemijskoj industriji, tintama, hrani, kozmetici, lijekovima itd., zamjenjujući litopon i dio titana u bojama i premazima, bijeli prah i drugim skupim materijalima.
04 Tehnologija obrade
Da bi se odvojili neglineni minerali i organske materije poput kvarca, feldspata, tinjura, minerala željeza, minerala titana itd. u kaolinu i proizveli kaolinski proizvodi koji mogu zadovoljiti potrebe različitih industrijskih oblasti, pored korištenja gravitacijske separacije, flotacije, magnetske separacije itd. za pročišćavanje i uklanjanje nečistoća iz kaolina, ponekad je potrebno koristiti i metode duboke obrade kao što su hemijsko izbjeljivanje, ultrafino ljuštenje, kalcinacija i modifikacija površine za obradu kaolina.
(1) Hidraulična klasifikacija
Hidraulična klasifikacija uključuje spiralnu klasifikaciju (odvajanje krupnog pijeska +1 mm), klasifikaciju taložnikom (odvajanje sitnog pijeska +0,053 mm), klasifikaciju hidrociklonom (odvajanje sitnog pijeska -0,053 mm), centrifugalni klasifikator ili klasifikaciju hidrociklonom malog promjera (za klasifikaciju ultrafinih čestica od 0,002-0,010 mm).
(2) Magnetska separacija visokog gradijenta
Jačina magnetskog polja veća od 1600 kA/m generira se korištenjem magnetskih koncentratora za uklanjanje Fe2O3 i TiO2 iz kaolina i proizvodnju premaza za papir i visokokvalitetnih keramičkih sirovina.
(3) Selektivna flokulacija
Dodavanjem flokulanata, nečistoće poput sitnozrnatog kvarca, pirita, alunita itd. se selektivno odvajaju kako bi se dobio kaolin obložen lopaticama. Uobičajeno korišteni flokulanti uključuju natrijum heksametafosfat, amonijum poliakrilamid, vodeno staklo itd.
(4) Hemijsko izbjeljivanje
Sredstva za izbjeljivanje, poput osiguravajućeg praha, dodaju se kako bi se reduciralo visokovalentno željezo u limonitu i hematit u kaolinu do rastvorljivog željeza, ili se dodaju oksidansi za oksidaciju pirita i nečistoća za bojenje kako bi se poboljšala bjelina kaolina.
(5) Guljenje
U mašini za ljuštenje, fine kuglice srednje veličine se koriste za miješanje kako bi se postigao efekat mljevenja, tako da se čestice agregata kaolina odvajaju u tanke kristale, čime se dobija kaolin obložen oštricom, veličine čestica manje od 2μm i sadržaja više od 90%.
(6) Kalcinacija
Kada se kalcinira na 800-1000℃, kaolin gubi vodu, dolazi do fazne transformacije i neke nečistoće isparavaju, što poboljšava bjelinu i izolaciju kaolina, a koristi se za proizvodnju kablova i gumenih i plastičnih punila. Kalcinacija je neophodna metoda prerade kaolina na bazi uglja (tvrdog).
(7) Modifikacija površine
Kaolin glina je obložena sredstvom za vezivanje itd., kako bi se povećala količina kaolin gline dodane u plastičnu gumu, i koristi se za tretiranje punila od kaolin gline za gumene plastike.
Među njima, magnetska separacija je metoda fizičke separacije minerala koja se široko koristi u oblasti prerade minerala. Njen osnovni princip je korištenje magnetskih razlika samih minerala za postizanje separacije. Prema magnetiziranim svojstvima minerala, magnetska separacija se može podijeliti na jaku magnetsku separaciju, slabu magnetsku separaciju, reverznu magnetsku separaciju i visokogradijentnu magnetsku separaciju kako bi se zadovoljile potrebe različitih minerala. Oprema za preradu minerala uglavnom uključuje pločaste magnetske separatore, vertikalne prstenaste visokogradijentne magnetske separatore, elektromagnetne visokogradijentne magnetske separatore suspenzije, niskotemperaturne superprovodljive magnetske separatore itd.
05 Slučajevi primjene prerade minerala
Proces 1: Uzimajući kaolin kaolin kao primjer, glavne nečistoće u ovom uzorku uključuju željezni oksid, titanijum oksid i željezni silikat. U sirovoj rudi, sadržaj nečistoća Fe2O3 i TiO2 iznosi 0,89% odnosno 0,17%, dok bjelina dostiže 67,29%.
Kako bismo efikasno uklonili ove nečistoće, odredili smo sljedeći plan ispitivanja: Prvo, sirova ruda se propušta kroz elektromagnetni magnetski separator za suspenziju, kroz dva procesa magnetske separacije, grubu separaciju i finu selekciju, kako bi se u početku uklonila većina nečistoća. Zatim se dobijeni koncentrat dalje pročišćava kroz superprovodni magnetski separator kako bi se dodatno smanjio sadržaj nečistoća i poboljšao kvalitet Kaolina.
Dijagram toka testiranja
Iz rezultata ispitivanja se vidi da se sirova ruda može odvojiti elektromagnetnom suspenzijom + elektromagnetnom suspenzijom + superprovodljivom magnetnom separacijom kako bi se dobio koncentrat kaolina sa 0,35% Fe2O3 i bjelinom od 87,52%.
Proces 2:Sirova ruda se podvrgava superprovodljivoj 5T magnetskoj separaciji. Proces ispitivanja je prikazan na Slici 2, a rezultati ispitivanja su prikazani u Tabeli 2.
SLIKA 2 Eksperimentalni tok obogaćivanja
Sirova ruda je podvrgnuta superprovodljivoj 5T magnetskoj separaciji kako bi se dobio koncentrat kaolina sa Fe2O3 0,40%, Al2O3 22,92%, SiO2 68,78%, TiO2 0,10%, CaO 1,90%, bjelinom 86,97% i prinosom od 90,90%.
Kao multifunkcionalna industrijska sirovina, kaolin ima široke mogućnosti primjene. S kontinuiranim napretkom nauke i tehnologije i održivim razvojem industrije, kaolin će igrati važnu ulogu u više oblasti. U budućnosti se radujemo daljem proširenju opsega primjene kaolina kroz dublja istraživanja i tehnološke inovacije, postizanju efikasnijeg i održivijeg korištenja i davanju većeg doprinosa razvoju ljudskog društva. Istovremeno, trebali bismo obratiti pažnju i na ekološke probleme koji se mogu pojaviti tokom rudarenja i prerade kaolina i poduzeti aktivne mjere kako bismo osigurali da je racionalan razvoj resursa kaolina usklađen sa zaštitom ekološke okoline.
Vrijeme objave: 13. maj 2024.