[Енциклопедия за преработка на минерали Huate] Разкриване на тайните на каолина: великолепна трансформация от почва до високотехнологични материали

[Енциклопедия за преработка на минерали Huate] Разкриване на тайните на каолина: великолепна трансформация от почва до високотехнологични материали

Каолин е неметален минерал, вид глина и глинеста скала, съставена главно отКаолинитни глинести минерали. Тъй като е бял и деликатен, се нарича още доломитна почва. Кръстен е на село Гаолинг, Джингдежен, провинция Дзянси. Чистият каолин е бял, деликатен, мек и землист, с добри физични и химични свойства като пластичност и огнеустойчивост. Минералният му състав е съставен главно от каолинит, халоазит, хидрослюда, илит, монтморилонит, кварц, фелдшпат и други минерали.

Каолинът е често срещан и много важен глинен минерал в природата. Той се образува чрез изветряне на фелдшпат или други силикатни минерали в магмени и метаморфни скали в киселинна среда, лишена от алкални и алкалоземни метали.

01 Класификация

Класификация на почвата

Минералите, съдържащи се в каолина в природата, се разделят главно на глинести и неглинести минерали. Сред тях глинестите минерали включват главно каолинит и малко количество монтморилонит, слюда и хлорит; неглинестите минерали включват главно фелдшпат, кварц и хидратирани минерали, както и някои железни минерали като хематит и розит, желязна руда, лимонит и др., титанови минерали като рутил и др. и органични вещества като растителни влакна и др. Глинестите минерали определят свойствата на каолина.

Класификация на причините

Въз основа на произхода на каолиновите находища и въз основа на разликите в геологията на минерализацията, географските условия, мащаба на находището, морфологията на рудното тяло и характеристиките на разпространение, компонентите на рудния материал, отразени в различните процеси на минерализация, „Кодексът за геоложко проучване на каолинови мини“ разделя каолиновите находища в Китай на три вида и шест подтипа.

Вид атмосферни влияния:Освен това се разделя на подтип на остатъци от изветряне и подтип на излужване от изветряне.

Тип хидротермална промяна:Освен това се разделя на подтип хидротермална промяна и подтип съвременна промяна на горещи извори.

Седиментен тип:Дели се на седиментни и седиментно-изветрящи подтипове и каолинов глинобитен подтип във въгленосни пластове.

Индустриален тип

Въз основа на генезиса на каолиновите находища, „Спецификациите за геоложко проучване на каолинови мини“ разделят каолиновите находища в Китай на три типа и шест подтипа според разликите в геологията на минерализацията, географските условия, мащаба на находището, морфологията и характеристиките на разпространение на рудното тяло, както и компонентите на рудния материал, отразени от различните процеси на минерализация. Според тяхната текстура, пластичност и масовата част на пясъка, те се разделят на три типа:

ТвърдКаолин: твърд и непластичен, става пластичен след смачкване и смилане.

МекКаолин:мека, силно пластична, песъчлива масова фракция <50%.

СандиКаолин:мека текстура, слаба пластичност, масова фракция на пясъка > 50%.

02 Произход

Китайските каолинови минерални ресурси са сред водещите в света, с 267 доказани минерални находища и доказани запаси от 2,91 милиарда тона. Сред тях: строителните ресурси на каолин, различни от въглища, на моята страна са на пето място в света. Доказаните запаси са 1,468 милиарда тона, концентрирани главно в провинциите Гуандун, Шанси, Фудзиен, Дзянси, Хунан и Дзянсу, което представлява 84,55% от общите запаси на страната; китайските въглищни строителни каолинови (каолинит) са на първо място в света, с доказани запаси от 1,442 милиарда тона, разпределени главно в Датун, Хуайрен, Шуоджоу, Шанси, Джунгар, Уда, Вътрешна Монголия, Хуайбей, Анхуей, Ханчен, Шанси и др., сред които най-големи ресурси има Джунгарското въглищно находище във Вътрешна Монголия.

В Китай има пет основни находища на каолин:

(1) Град Джиепай, окръг Хънян, провинция Хунан е богат на минерални ресурси. Запасите от каолин, нефелин, фелдшпат и кварц достигат 200 милиона тона, а има близо 40 минни и минерално-преработвателни компании. Минният район Дапайлинг (главно каолинови мини) има единичен минен резерв от 80 милиона тона, което го нарежда на първо място в Азия. Годишният добив на града е над 500 000 тона, снабдявайки стотици керамични фабрики в цялата страна.

(2) Каолин в района на Маомин. Каолинът в басейна Маомин е седиментна скала, изветряла от елувиален подтип находище. Съдържанието на кварц и друг пясък е над 50%, затова се нарича песъчлив каолин. По отношение на произхода си, каолинът Маомин е преминал през три етапа на изветряне на остатъци - транспортиране и самосмилане - и след това изветряне. Каолинът е напълно изветрял, а пластините са предимно монолитни с фин размер на частиците. Използва се главно като суровина за покрития за производство на хартия.

(3) Каолинът Лонгян е изветряло остатъчно находище на каолин. Тъй като съдържанието на желязо е по-малко от 0,3%, титанът е по-малко от 0,02% и съдържа известно количество нискотемпературен разтворител (Li2O), той е идеална суровина за електрически порцелан, висок клас ежедневна употреба и художествен порцелан.

(4) Каолин Суджоу Яншан, това находище е хидротермално променен каолин.Химичният състав на калта от Суджоу Янгшан с чиста текстура е много близък до теоретичния състав на каолинита. Съдържанието на Al₂O₃ може да достигне около 39,0%, с бял цвят и фини частици. Използва се главно за катализаторни носители и химически суровини.

(5) Хепу каолин. Това е изветряло остатъчно находище на каолин. Използва се главно като суровина за строителна керамика.

(6) Северна въглищна серия Каолин. Това е седиментен каолинит, разпространен главно във въгледобивните райони на моята страна, и може да се използва в строителството, покритията, боите и хартиените покрития - почва на въглищна основа.

Гореспоменатите шест основни производствени области представляват повече от 80% от производството на Китай и са също така основни представители по отношение на видовете ресурси.

03Use

Каолинът има широк спектър от приложения, главно поради своята пластичност, адхезия, определена якост в сухо състояние, свойства на синтероване и белота след изпичане, което го прави основна суровина за производството на керамика; той е бял, мек, силно диспергируем и адсорбируем. Отличните му технологични свойства, като химични свойства и химическа хаотичност, го правят широко използван в хартиената промишленост. Освен това, каолинът се използва широко в промишлени сектори като каучук, пластмаси, огнеупорни материали и рафиниране на петрол, както и в авангардни технологии в селското стопанство и националната отбрана. Използва се главно в керамичната промишленост, покрития, огнеупорни материали, производство на хартия, бои, каучук, висококачествен порцелан, проводници и кабели, промишлени пластмаси, пълнители в химическата промишленост, мастила, храни, козметика, лекарства и др., замествайки литопона и част от титана в бои и покрития, бял прах и други скъпи материали.

04 Технология на обработката

За да се отделят неглинести минерали и органични вещества като кварц, фелдшпат, слюда, железни минерали, титанови минерали и др. в каолина и да се произведат каолинови продукти, които могат да отговорят на нуждите на различни индустриални области, освен използването на гравитационно разделяне, флотация, магнитно разделяне и др. за пречистване и отстраняване на примеси от каолина, понякога е необходимо да се използват и методи за дълбока обработка, като химическо избелване, ултрафино лющене, калциниране и модификация на повърхността за обработка на каолина.

(1) Хидравлична класификация

Хидравличната класификация включва спирална класификация (отделяне на едър пясък с размер +1 мм), класификация с утаител (отделяне на фин пясък с размер +0,053 мм), класификация с хидроциклон (отделяне на фин пясък с размер -0,053 мм), центробежен класификатор или класификация с хидроциклон с малък диаметър (за класификация на ултрафини частици от 0,002 до 0,010 мм).

(2) Магнитно разделяне с висок градиент

Чрез използване на магнитни концентратори за отстраняване на Fe2O3 и TiO2 от каолин и производство на хартиени покрития и висококачествени керамични суровини се генерира магнитно поле над 1600 kA/m.

(3) Селективна флокулация

Чрез добавяне на флокуланти, примеси като финозърнест кварц, пирит, алунит и др. се отделят селективно, за да се получи каолин с покритие от лопатки. Често използваните флокуланти включват натриев хексаметафосфат, амониев полиакриламид, водно стъкло и др.

(4) Химическо избелване

Добавят се избелващи агенти, като например застрахователен прах, за да се редуцира високовалентното желязо в лимонита и хематита в каолина до разтворимо двувалентно желязо, или се добавят окислители, за да се окислят пиритът и примесите от багрене, за да се подобри белотата на каолина.

(5) Белене

В машината за лющене се използват фини средно големи топчета, които се разбъркват, за да се получи ефект на смилане, така че каолиновите агрегатни частици да се разделят на тънки кристали, произвеждайки каолин с остриево покритие, с размер на частиците по-малък от 2 μm и съдържание над 90%.

(6) Калциниране

При калциниране при 800-1000℃, каолинът губи вода, настъпва фазова трансформация и някои примеси се изпаряват, което подобрява белотата и изолацията на каолина и се използва за производство на кабели и каучукови и пластмасови пълнители. Калцинирането е необходим метод за обработка на каолин на основата на въглища (твърд).

(7) Модификация на повърхността

Каолиновата глина е покрита със свързващ агент и др., за да се увеличи количеството каолинова глина, добавено в пластмасовата гума, и се използва за обработка на каолинови глинени пълнители за гумени пластмаси.

Сред тях, магнитното разделяне е метод за физическо разделяне на минерали, широко използван в областта на преработката на минерали. Основният му принцип е да се използват магнитните различия на самите минерали за постигане на разделяне. Според намагнитените свойства на минералите, магнитното разделяне може да се раздели на силно магнитно разделяне, слабо магнитно разделяне, обратно магнитно разделяне и високоградиентно магнитно разделяне, за да се отговори на нуждите на различните минерали. Оборудването за преработка на минерали включва главно пластинчати магнитни сепаратори, вертикални пръстеновидни високоградиентни магнитни сепаратори, електромагнитни суспензионни високоградиентни магнитни сепаратори, нискотемпературни свръхпроводящи магнитни сепаратори и др.

05 Случаи на приложение на преработка на минерали

Процес 1: Вземайки за пример чуждестранна каолинова глина, основните примеси в тази проба включват железен оксид, титанов оксид и железен силикат. В суровата руда съдържанието на примеси Fe2O3 и TiO2 е съответно 0,89% и 0,17%, докато белотата достига 67,29%.

За да премахнем ефективно тези примеси, определихме следния план за тестване: Първо, суровата руда се прекарва през електромагнитен магнитен сепаратор за суспензия за два процеса на магнитно разделяне, грубо разделяне и фино селектиране, за да се отстранят първоначално по-голямата част от примесите. След това полученият концентрат се пречиства допълнително чрез свръхпроводящ магнитен сепаратор, за да се намали допълнително съдържанието на примеси и да се подобри качеството на каолина.

Диаграма на тестовия поток

От резултатите от теста може да се види, че суровата руда може да бъде разделена чрез електромагнитна суспензия + електромагнитна суспензия + свръхпроводящо магнитно разделяне, за да се получи каолинов концентрат с Fe2O3 0,35% и белота 87,52%.

Процес 2:Суровата руда се подлага на свръхпроводящо 5T магнитно разделяне. Процесът на изпитване е показан на Фигура 2, а резултатите от изпитването са показани в Таблица 2.

ФИГ. 2 Експериментален поток на обогатяване

Суровата руда беше подложена на свръхпроводящо 5T магнитно разделяне, за да се получи каолинов концентрат с Fe2O3 0,40%, Al2O3 22,92%, SiO2 68,78%, TiO2 0,10%, CaO 1,90%, белота 86,97% и добив 90,90%.

Като многофункционална индустриална суровина, каолинът има широки перспективи за приложение. С непрекъснатия напредък на науката и технологиите и устойчивото развитие на индустрията, каолинът ще играе важна роля в повече области. В бъдеще очакваме с нетърпение да разширим обхвата на приложение на каолина чрез по-задълбочени изследвания и технологични иновации, постигайки по-ефективно и устойчиво използване и да направим по-голям принос за развитието на човешкото общество. В същото време трябва да обърнем внимание и на екологичните проблеми, които могат да възникнат по време на добива и преработката на каолин, и да предприемем активни мерки, за да гарантираме, че рационалното развитие на ресурсите на каолин е съгласувано с опазването на околната среда.