[Enciklopedija obrade minerala Huate] Otkrivanje tajni kaolina: prekrasna transformacija iz tla u visokotehnološke materijale

[Enciklopedija obrade minerala Huate] Otkrivanje tajni kaolina: prekrasna transformacija iz tla u visokotehnološke materijale

Kaolin je nemetalni mineral, vrsta gline i glinene stijene koja se uglavnom sastoji odKaolinitni glinasti minerali. Budući da je bijele boje i osjetljiv, naziva se i dolomitnim tlom. Ime je dobio po selu Gaoling, Jingdezhen, provincija Jiangxi. Njegov čisti kaolin je bijele boje, osjetljiv, mekan i zemljast, te ima dobra fizikalna i kemijska svojstva poput plastičnosti i otpornosti na vatru. Njegov mineralni sastav uglavnom se sastoji od kaolinita, halojzita, hidromike, ilita, montmorilonita, kvarca, feldspata i drugih minerala.

Kaolin je čest i vrlo važan mineral gline u prirodi. Nastaje trošenjem feldspata ili drugih silikatnih minerala u magmatskim i metamorfnim stijenama u kiselim medijima bez alkalijskih i zemnoalkalijskih 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 kaolinit i malu količinu montmorilonita, tinjca i klorita; neglineni minerali uglavnom uključuju feldspat, kvarc i hidratizirane minerale, kao i neke željezne minerale poput hematita i rozita, željezne rude, limonita itd., titanovih minerala poput rutila itd. i organskih tvari poput biljnih vlakana itd. Uglavnom su glineni minerali ti koji određuju svojstva kaolina.

Klasifikacija uzroka

Na temelju podrijetla ležišta kaolina i na temelju razlika u geologiji mineralizacije, geografskim uvjetima, veličini ležišta, morfologiji rudnog tijela i karakteristikama pojavljivanja, komponentama rudnog materijala koje se odražavaju u različitim procesima mineralizacije, "Kodeks za geološka istraživanja rudnika kaolina" podijelit će kineska ležišta kaolina u tri vrste i šest podtipova.

Vrsta vremenskih uvjeta:Dalje se dijeli na podtip rezidualnog trošenja i podtip ispiranja 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 te podtip kaolinitnog glinovitog kamena u slojevima koji sadrže ugljen.

Industrijski tip

Na temelju geneze ležišta kaolina, "Specifikacije geoloških istraživanja rudnika kaolina" dijele kineska ležišta kaolina na tri tipa i šest podtipova prema razlikama u geologiji mineralizacije, geografskim uvjetima, veličini ležišta, morfologiji rudnog tijela i karakteristikama pojavljivanja te komponentama rudnog materijala koje odražavaju različiti procesi mineralizacije. Prema njihovoj teksturi, plastičnosti i masenom udjelu pijeska, podijeljeni su u tri tipa:

TvrdoKaolin: tvrdo i neplastično, postaje plastično nakon što se drobi i melje.

MekoKaolin:mekan, visoko plastičan, maseni udio pijeska <50%.

PješčanaKaolin:meka tekstura, slaba plastičnost, maseni udio pijeska > 50%.

02 Podrijetlo

Kineski mineralni resursi kaolina među vodećima su u svijetu, s 267 dokazanih mineralnih nalazišta i dokazanim rezervama od 2,91 milijarde tona. Među njima: resursi kaolina koji nisu vezani za ugljen u mojoj zemlji peti su u svijetu. Dokazane rezerve iznose 1,468 milijardi tona, uglavnom koncentrirane u provincijama Guangdong, Shaanxi, Fujian, Jiangxi, Hunan i Jiangsu, što čini 84,55% ukupnih rezervi zemlje; kineske rezerve kaolina (kaolinita) za građevinarstvo, koji sadrže ugljen, prve su u svijetu, s dokazanim rezervama od 1,442 milijarde tona, uglavnom raspoređene u Datongu, Huairenu, Shuozhouu, Shanxiju, Jungaru, Wudi, Unutarnjoj Mongoliji, Huaibeiju, Anhuiju, Hanchengu, Shaanxiju itd., među kojima najveće resurse ima ugljeno polje Jungar u Unutarnjoj 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 dosežu 200 milijuna tona, a postoji gotovo 40 rudarskih i mineralnih tvrtki. Rudarsko područje Dapailing (uglavnom rudnici kaolina) ima jedinstvenu rezervu rudnika od 80 milijuna tona, što ga svrstava na prvo mjesto u Aziji. Godišnja rudarska proizvodnja grada iznosi više od 500.000 tona, opskrbljujući stotine tvornica keramike diljem zemlje.

(2) Kaolin u području Maominga. Mineral kaolina u bazenu Maoming je sedimentna stijena istrošena eluvijalna podvrsta ležišta. Njegov sadržaj kvarca i drugog pijeska je veći od 50%, pa se naziva pjeskovitim mineralom kaolina. Što se tiče podrijetla, Maoming kaolin je prošao kroz tri faze trošenja ostataka - transport i samomljevenje - a zatim trošenje. Kaolin je potpuno istrošen, a pločice su uglavnom monolitne s finom veličinom čestica. 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% i sadrži određenu količinu niskotemperaturnog otapala (Li2O), idealna je sirovina za električni porculan, luksuzni porculan za svakodnevnu upotrebu i umjetnički porculan.

(4) Suzhou Yangshan Kaolin, ovo ležište je hidrotermalna alteracija kaolina.Kemijski sastav blata Suzhou Yangshan s čistom teksturom vrlo je blizak teoretskom sastavu kaolinita. Sadržaj Al2O3 može doseći i do 39,0%, s bijelom bojom i finim česticama. Uglavnom se koristi za nosače katalizatora i kemijske sirovine.

(5) Hepu Kaolin. To je istrošeno preostalo ležište kaolina. Uglavnom se koristi kao sirovina za građevinsku keramiku.

(6) Sjeverna serija ugljena Kaolin. To je sedimentni kaolinit, uglavnom rasprostranjen u područjima moje zemlje u kojima se proizvodi ugljen, a može se koristiti u građevinarstvu, premazima, bojama i premazima za proizvodnju papira - tlo na bazi ugljena.

Gore navedenih šest glavnih proizvodnih područja čine više od 80% kineske proizvodnje, a ujedno su i glavni predstavnici u pogledu vrsta resursa.

03Use

Kaolin ima širok raspon upotrebe, uglavnom zbog svoje plastičnosti, adhezije, određene suhe čvrstoće, svojstava sinteriranja i bjeline nakon pečenja, što ga čini glavnom sirovinom za proizvodnju keramike; bijel je, mekan, lako disperzibilan i adsorbirajući. Njegova izvrsna procesna svojstva poput kemijskih svojstava i kemijske 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 najsuvremenijim tehnologijama u poljoprivredi i nacionalnoj obrani. Uglavnom se koristi u keramičkoj industriji, premazima, vatrostalnim materijalima, proizvodnji papira, bojama, gumi, visokokvalitetnom porculanu, žicama i kabelima, industrijskoj plastici, punilima u kemijskoj industriji, tintama, hrani, kozmetici, lijekovima itd., zamjenjujući litopon i dio titana u bojama i premazima, bijeli prah i drugim skupim materijalima.

04 Tehnologija obrade

Kako bi se odvojili neglineni minerali i organske tvari poput kvarca, feldspata, tinjca, željeznih minerala, titanovih minerala itd. u kaolinu i proizveli kaolinski proizvodi koji mogu zadovoljiti potrebe različitih industrijskih područja, uz korištenje gravitacijskog odvajanja, flotacije, magnetskog odvajanja itd. za pročišćavanje i uklanjanje nečistoća iz kaolina, ponekad je potrebno koristiti i metode duboke obrade poput kemijskog izbjeljivanja, ultrafinog ljuštenja, kalcinacije i modifikacije 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 s visokim gradijentom

Magnetsko polje jače od 1600 kA/m generira se korištenjem magnetskih koncentratora za uklanjanje Fe2O3 i TiO2 iz kaolina te proizvodnju premaza za papir i visokokvalitetnih keramičkih sirovina.

(3) Selektivna flokulacija

Dodavanjem flokulanata, nečistoće poput sitnozrnatog kvarca, pirita, alunita itd. selektivno se odvajaju kako bi se dobio Kaolin obložen lopaticama. Uobičajeno korišteni flokulanti uključuju natrijev heksametafosfat, amonijev poliakrilamid, vodeno staklo itd.

(4) Kemijsko izbjeljivanje

Sredstva za izbjeljivanje poput osiguravajućeg praha dodaju se kako bi se reduciralo visokovalentno željezo u limonitu i hematit u kaolinu do topljivog željeza ili se dodaju oksidansi za oksidaciju pirita i nečistoća bojenja radi poboljšanja bjeline kaolina.

(5) Guljenje

U stroju za ljuštenje, fine kuglice srednje veličine koriste se za miješanje kako bi se postigao učinak mljevenja, tako da se čestice agregata kaolina odvajaju u tanke kristale, čime se dobiva kaolin obložen oštricom s veličinom čestica manjom od 2 μm i udjelom većim 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 te se koristi za proizvodnju kabela te gumenih i plastičnih punila. Kalcinacija je neophodna metoda obrade kaolina na bazi ugljena (tvrdog).

(7) Modifikacija površine

Kaolinska glina je premazana sredstvom za spajanje itd. kako bi se povećala količina kaolinske gline dodane u plastičnu gumu, a koristi se za tretiranje punila od kaolinske gline za gumene plastike.

Među njima, magnetska separacija je metoda fizičkog odvajanja minerala koja se široko koristi u području prerade minerala. Njezin osnovni princip je korištenje magnetskih razlika samih minerala za postizanje odvajanja. Prema magnetiziranim svojstvima minerala, magnetska separacija može se podijeliti na jaku magnetsku separaciju, slabu magnetsku separaciju, obrnutu 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, elektromagnetske visokogradijentne magnetske separatore suspenzije, niskotemperaturne supravodljive magnetske separatore itd.

05 Slučajevi primjene obrade minerala

Postupak 1: Uzimajući kaolin kao primjer, glavne nečistoće u ovom uzorku uključuju željezov oksid, titanijev oksid i željezov silikat. U sirovoj rudi, sadržaj nečistoća Fe2O3 i TiO2 iznosi 0,89% odnosno 0,17%, dok bjelina doseže 67,29%.

Kako bismo učinkovito uklonili te nečistoće, odredili smo sljedeći plan ispitivanja: Prvo, sirova ruda se propušta kroz elektromagnetski magnetski separator suspenzije kroz dva procesa magnetske separacije, grubo odvajanje i fino odvajanje, kako bi se u početku uklonila većina nečistoća. Zatim se dobiveni koncentrat dodatno pročišćava kroz supravodljivi magnetski separator kako bi se dodatno smanjio sadržaj nečistoća i poboljšala kvaliteta kaolina.

Dijagram toka testiranja

Iz rezultata ispitivanja vidljivo je da se sirova ruda može odvojiti elektromagnetskom suspenzijom + elektromagnetskom suspenzijom + supravodljivom magnetskom separacijom kako bi se dobio koncentrat kaolina s Fe2O3 0,35% i bjelinom od 87,52%.

Postupak 2:Sirova ruda podvrgava se supravodljivoj 5T magnetskoj separaciji. Postupak ispitivanja prikazan je na slici 2, a rezultati ispitivanja u tablici 2.

SL. 2 Eksperimentalni tok obogaćivanja

Sirova ruda podvrgnuta je supravodljivoj 5T magnetskoj separaciji kako bi se dobio koncentrat kaolina s 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 znanosti i tehnologije i održivim razvojem industrije, kaolin će igrati važnu ulogu u više područja. U budućnosti se radujemo daljnjem proširenju opsega primjene kaolina kroz dublja istraživanja i tehnološke inovacije, postizanju učinkovitijeg i održivijeg korištenja te većem doprinosu razvoju ljudskog društva. Istovremeno, trebali bismo obratiti pozornost i na ekološke probleme koji se mogu pojaviti tijekom rudarenja i prerade kaolina te poduzeti aktivne mjere kako bismo osigurali da je racionalan razvoj resursa kaolina usklađen sa zaštitom ekološkog okoliša.