[Huate Mineral Processing Encyclopedia] Onthulling van die geheime van Kaolien: 'n pragtige transformasie van grond na hoëtegnologiese materiale
Kaolien is 'n nie-metaalagtige mineraal, 'n soort klei en klei-rots wat hoofsaaklik uit bestaanKaoliniet kleiminerale. Omdat dit wit en delikaat is, word dit ook Dolomitiese grond genoem. Dit is vernoem na Gaoling Village, Jingdezhen, Jiangxi Provinsie. Die suiwer kaolien is wit, delikaat, sag en aards, en het goeie fisiese en chemiese eienskappe soos plastisiteit en brandbestandheid. Die mineraalsamestelling daarvan bestaan hoofsaaklik uit Kaoliniet, Halloysiet, Hidromika, Illiet, Montmorilloniet, Kwarts, Veldspaat en ander minerale.
Kaolien is 'n algemene en baie belangrike kleimineraal in die natuur. Dit word gevorm deur die verwering van veldspaat of ander silikaatminerale in stollings- en metamorfe gesteentes in suur media wat alkalimetale en alkalieaardmetale ontbreek.
01 Klassifikasie
Grondklassifikasie
Die minerale wat in die natuur in kaolien voorkom, word hoofsaaklik verdeel in kleiminerale en nie-kleiminerale. Onder hulle sluit kleiminerale hoofsaaklik kaolinietminerale en 'n klein hoeveelheid montmorilloniet, mika en chloriet in; nie-kleiminerale sluit hoofsaaklik veldspaat, kwarts en gehidreerde minerale in, sowel as sommige ysterminerale soos hematiet en rhosiet, ystererts, limoniet, ens., titaniumminerale soos rutiel, ens. en organiese materiaal soos plantvesel, ens. Dit is hoofsaaklik kleiminerale wat die eienskappe van kaolien bepaal.
Oorsaakklassifikasie
Gebaseer op die oorsprong van Kaolienafsettings en gebaseer op die verskille in Mineralisasiegeologie, geografiese toestande, afsettingsskaal, ertsliggaammorfologie en voorkomseienskappe, ertsmateriaalkomponente wat in verskillende Mineralisasieprosesse weerspieël word, sal die "Kaolienmyn Geologiese Eksplorasiekode" China se Kaolienafsettings in drie tipes en ses subtipes verdeel word.
Verwering tipe:Dit word verder verdeel in verweringresiduele subtipe en verweringlogingsubtipe.
Hidrotermiese verandering tipe:Dit word verder verdeel in hidrotermiese alterasie-subtipe en moderne warmwaterbron-alterasie-subtipe.
Sedimentêre tipe:Dit word verdeel in sedimentêre en sedimentêr-verwerende subtipes en Kaoliniet-kleisteensubtipe in steenkoolhoudende lae.
Industriële Tipe
Gebaseer op die ontstaan van Kaolienafsettings, verdeel die "Kaolienmyn Geologiese Eksplorasiespesifikasies" China se Kaolienafsettings in drie tipes en ses subtipes volgens die verskille in Mineralisasiegeologie, geografiese toestande, afsettingsskaal, ertsliggaammorfologie en voorkomseienskappe, en ertsmateriaalkomponente wat deur verskillende Mineralisasieprosesse weerspieël word. Volgens hul tekstuur, plastisiteit en die massafraksie van sand, word hulle in drie tipes verdeel:
HardKaolien: hard en nie-plastiek, word plastiek nadat dit vergruis en gemaal word.
SagKaolien:sagte, hoogs plastiese, sanderige massafraksie <50%.
SandyKaolien:sagte tekstuur, swak plastisiteit, sandmassafraksie> 50%.
02 Oorsprong
China se Kaolien-mineraalbronne is onder die top ter wêreld, met 267 bewese mineraalafsettings en bewese reserwes van 2,91 miljard ton. Onder hulle: my land se nie-steenkool konstruksie-kaolienbronne is vyfde ter wêreld. Die bewese reserwes is 1,468 miljard ton, hoofsaaklik gekonsentreer in Guangdong, Shaanxi, Fujian, Jiangxi, Hunan en Jiangsu provinsies, wat 84,55% van die land se totale reserwes uitmaak; China se steenkoolhoudende konstruksie-kaolien (Kaoliniet) reserwes is eerste ter wêreld, met bewese reserwes van 1,442 miljard ton, hoofsaaklik versprei in Datong, Huairen, Shuozhou, Shanxi, Jungar, Wuda, Binne-Mongolië, Huaibei, Anhui, Hancheng, Shaanxi, ens., waaronder die Jungar-steenkoolveld in Binne-Mongolië die meeste hulpbronne het.
Daar is vyf groot Kaolien-afsettings in China:
(1) Jiepai-stad, Hengyang-distrik, Hunan-provinsie, is ryk aan minerale hulpbronne. Die reserwes van Kaolien, Nefelien, Veldspaat en Kwarts bereik 200 miljoen ton, en daar is byna 40 mynbou- en mineraalverwerkingsmaatskappye. Die Dapailing-mynbougebied (hoofsaaklik Kaolienmyne) het 'n enkele mynreserwe van 80 miljoen ton, wat eerste in Asië is. Die dorp se jaarlikse mynbouproduksie is meer as 500 000 ton, wat honderde keramiekfabrieke regoor die land voorsien.
(2) Kaolien in die Maoming-gebied. Die kaolienmineraal in die Maoming-bekken is 'n sedimentêre gesteente verweerde eluviale subtipe-afsetting. Die kwarts- en ander sandinhoud is meer as 50%, daarom word dit 'n sanderige kaolienmineraal genoem. Wat oorsprong betref, het Maoming-kaolien drie stadiums van verweringsreste gegaan - vervoer en selfmaal - en dan verwering. Die kaolien is volledig verweer, en die wafels is hoofsaaklik monolities met fyn deeltjiegrootte. Dit word hoofsaaklik as grondstowwe vir papiervervaardigingsbedekkings gebruik.
(3) Longyan Kaolien is 'n verweerde oorblywende Kaolien-afsetting. Aangesien die ysterinhoud minder as 0,3% is, titanium minder as 0,02%, en dit 'n sekere hoeveelheid lae-temperatuur oplosmiddelelement (Li2O) bevat, is dit 'n ideale grondstof vir elektriese porselein, hoë-end daaglikse gebruik en kunsporselein.
(4) Suzhou Yangshan Kaolien, hierdie neerslag is hidrotermiese veranderingskaolien.Die chemiese samestelling van Suzhou Yangshan-modder met suiwer tekstuur is baie naby aan die teoretiese samestelling van kaoliniet. Die Al2O3-inhoud kan so hoog as ongeveer 39.0% wees, met 'n wit kleur en fyn deeltjies. Dit word hoofsaaklik gebruik as katalisatordraers en chemiese grondstowwe.
(5) Hepu Kaolien. Dit is 'n verweerde oorblywende kaolienafsetting. Dit word hoofsaaklik as grondstowwe vir die bou van keramiek gebruik.
(6) Noordelike steenkoolreeks Kaolien. Dit is 'n sedimentêre kaoliniet, hoofsaaklik versprei in my land se steenkoolproduserende gebiede, en kan gebruik word in konstruksie, bedekkings, verf en papiervervaardigingsbedekkings - steenkoolgebaseerde grond.
Die bogenoemde ses hoofproduksiegebiede is verantwoordelik vir meer as 80% van China se produksie, en is ook belangrike verteenwoordigers in terme van hulpbrontipes.
03Use
Kaolien het 'n wye reeks gebruike, hoofsaaklik as gevolg van sy plastisiteit, adhesie, sekere droësterkte, sintereienskappe en na-gebakte witheid, wat dit die hoof grondstof vir keramiekproduksie maak; dit is wit, sag, hoogs dispergeerbaar, adsorbeerbaar. Die uitstekende proseseienskappe soos chemiese eienskappe en chemiese willekeurigheid maak dit wyd gebruik in die papierbedryf. Daarbenewens word kaolien ook wyd gebruik in industriële sektore soos rubber, plastiek, vuurvaste materiale en petroleumraffinering, sowel as in die nuutste tegnologieë in landbou en nasionale verdediging. Dit word hoofsaaklik gebruik in die keramiekbedryf, bedekkings, vuurvaste materiale, papiervervaardiging, verf, rubber, hoëgraadse porselein, drade en kabels, industriële plastiek, chemiese industrie-vulstowwe, ink, voedsel, skoonheidsmiddels, medisyne, ens., en vervang litopoon en 'n deel van titanium in verf en bedekkings. Wit poeier en ander duur materiale.
04 Verwerkingstegnologie
Om nie-kleiminerale en organiese materiaal soos kwarts, veldspaat, mika, ysterminerale, titaniumminerale, ens. in kaolien te skei en kaolienprodukte te produseer wat aan die behoeftes van verskeie industriële velde kan voldoen, is dit soms ook nodig om diep verwerkingsmetodes soos chemiese bleiking, ultrafyn afskilfering, kalsinering en oppervlakmodifikasie te gebruik om kaolien te behandel, benewens die gebruik van swaartekragskeiding, flotasie, magnetiese skeiding, ens.
(1) Hidrouliese klassifikasie
Hidrouliese klassifikasie sluit in spiraalklassifikasie (skeiding van +1 mm growwe sand), sedimentasietenkklassifikasie (skeiding van +0.053 mm fyn sand), hidrosikloonklassifikasie (skeiding van -0.053 mm fyn sand), sentrifugale klassifiseerder of klein deursnee-hidrosikloonklassifikasie (vir ultrafyn deeltjieklassifikasie van 0.002-0.010 mm).
(2) Magnetiese skeiding met 'n hoë gradiënt
Magnetiese veldsterkte van meer as 1 600 kA/m word gegenereer deur magnetiese konsentratormedia te gebruik om Fe2O3 en TiO2 uit kaolien te verwyder en papierbedekkings en hoëgraadse keramiekgrondstowwe te produseer.
(3) Selektiewe flokkulasie
Deur flokkulante by te voeg, word onsuiwerhede soos fynkorrelrige kwarts, piriet, aluniet, ens. selektief geskei om lembedekte kaolien te produseer. Algemeen gebruikte flokkulante sluit in natriumheksametafosfaat, ammoniumpoliakrielamied, waterglas, ens.
(4) Chemiese bleikmiddel
Bleikmiddels soos versekeringspoeier word bygevoeg om die hoëvalente yster in limoniet en hematiet in kaolien tot oplosbare ysterhoudende yster te verminder, of oksidante word bygevoeg om piriet en kleurstofonsuiwerhede te oksideer om die witheid van kaolien te verbeter.
(5) Afskilfering
In die vlokmasjien word roerende fyn medium balletjies gebruik om 'n maal-effek te produseer, sodat die Kaolien-aggregaatdeeltjies in dun kristalle geskei word, wat lembedekte Kaolien met 'n deeltjiegrootte van minder as 2μm en 'n inhoud van meer as 90% lewer.
(6) Kalsinering
Wanneer dit by 800-1000 ℃ gekalsineer word, verloor kaolien water, fasetransformasie vind plaas en sommige onsuiwerhede vervlugtig, wat die witheid en isolasie van kaolien verbeter en gebruik word om kabels en rubber- en plastiekvullers te vervaardig. Kalsinering is 'n noodsaaklike verwerkingsmetode vir steenkoolgebaseerde (harde) kaolien.
(7) Oppervlakmodifikasie
Die kaolienklei word bedek met 'n koppelmiddel, ens., om die hoeveelheid kaolienklei wat in plastiekrubber bygevoeg word, te verhoog, en word gebruik om kaolienkleivulle vir rubberplastiek te behandel.
Onder hulle is magnetiese skeiding 'n fisiese mineraalskeidingsmetode wat wyd gebruik word in die veld van mineraalverwerking. Die basiese beginsel daarvan is om die magnetiese verskille van die minerale self te gebruik om skeiding te bewerkstellig. Volgens die gemagnetiseerde eienskappe van minerale kan magnetiese skeiding verdeel word in sterk magnetiese skeiding, swak magnetiese skeiding, omgekeerde magnetiese skeiding en hoëgradiënt magnetiese skeiding om aan die behoeftes van verskillende minerale te voldoen. Mineraalverwerkingstoerusting sluit hoofsaaklik plaatmagnetiese skeiers, vertikale ring hoëgradiënt magnetiese skeiers, elektromagnetiese slurry hoëgradiënt magnetiese skeiers, lae temperatuur supergeleidende magnetiese skeiers, ens. in.
05 Toepassingsgevalle vir mineraalverwerking
Proses 1: As ons byvoorbeeld 'n vreemde kaolienklei neem, sluit die hoofonsuiwerhede in hierdie monster ysteroksied, titaniumoksied en ystersilikaat in. In die rou erts is die onsuiwerheidsinhoud van Fe2O3 en TiO2 onderskeidelik 0.89% en 0.17%, terwyl die witheid 67.29% bereik.
Om hierdie onsuiwerhede effektief te verwyder, het ons die volgende toetsplan bepaal: Eerstens, laat die rou erts deur 'n elektromagnetiese slurry magnetiese skeier gaan vir twee magnetiese skeidingsprosesse, growwe skeiding en fyn seleksie, om aanvanklik die meeste van die onsuiwerhede te verwyder. Dan word die verkrygde konsentraat verder gesuiwer deur 'n supergeleidende magnetiese skeier om die onsuiwerheidsinhoud verder te verminder en die kwaliteit van Kaolien te verbeter.
Toetsvloeidiagram
Uit die toetsresultate kan gesien word dat die rou erts geskei kan word deur elektromagnetiese slurry + elektromagnetiese slurry + supergeleidende magnetiese skeiding om 'n Kaolienkonsentraatproduk met Fe2O3 0.35% en witheid 87.52% te verkry.
Proses 2:Rou erts ondergaan supergeleidende 5T magnetiese skeiding. Die toetsproses word in Figuur 2 getoon, en die toetsresultate word in Tabel 2 getoon.
FIG. 2 Eksperimentele vloei van veredeling
Die rou erts is onderwerp aan supergeleidende 5T magnetiese skeiding om 'n Kaolienkonsentraatproduk met Fe2O3 0.40%, Al2O3 22.92%, SiO2 68.78%, TiO2 0.10%, CaO 1.90%, witheid 86.97% en 'n opbrengs van 90.90% te verkry.
As 'n multifunksionele industriële grondstof het kaolien breë toepassingsvooruitsigte. Met die voortdurende vooruitgang van wetenskap en tegnologie en die volhoubare ontwikkeling van die bedryf, sal kaolien 'n belangrike rol in meer velde speel. In die toekoms sien ons uit daarna om die toepassingsgebied van kaolien verder uit te brei deur meer diepgaande navorsing en tegnologiese innovasie, om meer doeltreffende en volhoubare benutting te bereik, en om groter bydraes tot die ontwikkeling van die menslike samelewing te lewer. Terselfdertyd moet ons ook aandag gee aan die omgewingsprobleme wat tydens die ontginning en verwerking van kaolien kan ontstaan, en aktiewe maatreëls tref om te verseker dat die rasionele ontwikkeling van kaolienbronne gekoördineer word met die beskerming van die ekologiese omgewing.
Plasingstyd: 13 Mei 2024