Met spesiale fisiese en chemiese eienskappe is kaolien 'n onontbeerlike nie-metaal-mineraalhulpbron in keramiek, papiervervaardiging, rubber, plastiek, vuurvaste materiale, petroleumraffinering en ander nywerheids- en landbou- en nasionale verdedigingstegnologievelde. Die witheid van kaolien is 'n belangrike aanduiding van die toepassingswaarde daarvan.
Faktore wat die witheid van kaolien beïnvloed
Kaolien is 'n soort fynkorrelige klei of kleigerots wat hoofsaaklik uit kaolinietminerale bestaan. Sy kristal chemiese formule is 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O. 'n Klein hoeveelheid nie-kleiminerale is kwarts, veldspaat, ysterminerale, titanium, aluminiumhidroksied en -oksiede, organiese materiaal, ens.
Kristallyne struktuur van kaolien
Volgens die toestand en aard van onsuiwerhede in kaolien, kan die onsuiwerhede wat die afname in witheid van kaolien veroorsaak in drie kategorieë verdeel word: organiese koolstof; Pigmentelemente, soos Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn, ens; Donker minerale, soos biotiet, chloriet, ens. Oor die algemeen is die inhoud van V, Cr, Cu, Mn en ander elemente in kaolien klein, wat min effek op witheid het. Die mineraalsamestelling en inhoud van yster en titanium is die hooffaktore wat die witheid van kaolien beïnvloed. Hul bestaan sal nie net die natuurlike witheid van kaolien beïnvloed nie, maar ook die gebrande witheid daarvan beïnvloed. Veral die teenwoordigheid van ysteroksied het 'n negatiewe impak op die kleur van klei en verminder die helderheid en brandweerstand daarvan. En selfs al is die hoeveelheid oksied, hidroksied en gehidreerde oksied van ysteroksied 0,4%, is dit genoeg om die kleisediment rooi tot geel te kleur. Hierdie ysteroksiede en hidroksiede kan hematiet (rooi), maghemiet (rooi-bruin), goëtiet (bruin geel), limoniet (oranje), gehidreerde ysteroksied (bruin rooi), ens wees. Daar kan gesê word dat die verwydering van yster onsuiwerhede in kaolien speel 'n uiters belangrike rol in die beter gebruik van kaolien.
Voorkomstoestand van ysterelement
Die voorkomstoestand van yster in kaolien is die hooffaktor wat die metode van ysterverwydering bepaal. 'n Groot aantal studies glo dat kristallyne yster in die vorm van fyn deeltjies in kaolien gemeng word, terwyl amorfe yster op die oppervlak van fyn deeltjies kaolien bedek is. Tans word die voorkomstoestand van yster in kaolien in twee tipes tuis en in die buiteland verdeel: een is in kaoliniet en bykomstige minerale (soos mika, titaandioksied en illiet), wat strukturele yster genoem word; Die ander is in die vorm van onafhanklike ysterminerale, wat vrye yster genoem word (insluitend oppervlakyster, fynkorrelige kristallyne yster en amorfe yster).
Die yster wat verwyder word deur ysterverwydering en bleiking van kaolien is vrye yster, wat hoofsaaklik magnetiet, hematiet, limoniet, sideriet, piriet, ilmeniet, jarosiet en ander minerale insluit; Die meeste yster bestaan in die vorm van hoogs verspreide kolloïdale limoniet, en 'n klein hoeveelheid in die vorm van sferiese, naaldvormige en onreëlmatige goëtiet en hematiet.
Ysterverwydering en bleikmetode van kaolien
Water skeiding
Hierdie metode word hoofsaaklik gebruik om skadelike minerale soos kwarts, veldspaat en mika, en growwer onsuiwerhede soos rotsrommel, asook sommige yster- en titaanminerale te verwyder. Onsuiwerheidsminerale met soortgelyke digtheid en oplosbaarheid as kaolien kan nie verwyder word nie, en die witheidverbetering is relatief nie duidelik nie, wat geskik is vir veredeling en bleiking van relatief hoë kwaliteit kaolienerts.
Magnetiese skeiding
Ystermineraal onsuiwerhede in kaolien is gewoonlik swak magneties. Tans word die hoëgradiënt sterk magnetiese skeidingsmetode hoofsaaklik gebruik, of die swak magnetiese minerale word omgeskakel na sterk magnetiese ysteroksied na rooster, en dan verwyder deur gewone magnetiese skeidingsmetode.
Vertikale ring hoë gradiënt magnetiese skeier
Magnetiese skeier met hoë gradiënt vir elektromagnetiese suspensie
Lae temperatuur supergeleidende magnetiese skeier
Flotasie metode
Die flotasiemetode is toegepas om kaolien van primêre en sekondêre afsettings te behandel. In die flotasieproses word kaoliniet- en mika-deeltjies geskei, en die gesuiwerde produkte is verskeie geskikte industriële graad grondstowwe. Die selektiewe flotasieskeiding van kaoliniet en veldspaat word gewoonlik in die flodder uitgevoer met beheerde pH.
Reduksie metode
Die reduksiemetode is om 'n reduseermiddel te gebruik om die ysteronsuiwerhede (soos hematiet en limoniet) in die driewaardige toestand van kaolien te verminder tot oplosbare tweewaardige ysterione, wat deur filtrasie en was verwyder word. Die verwydering van Fe3+ onsuiwerhede uit industriële kaolien word gewoonlik bereik deur fisiese tegnologie (magnetiese skeiding, selektiewe flokkulasie) en chemiese behandeling onder suur of verminderende toestande te kombineer.
Natriumhidrosulfiet (Na2S2O4), ook bekend as natriumhidrosulfiet, is effektief in die vermindering en uitloging van yster van kaolien, en word tans in die kaolienbedryf gebruik. Hierdie metode moet egter onder sterk suur toestande (pH<3) uitgevoer word, wat lei tot hoë bedryfskoste en omgewingsimpak. Daarbenewens is die chemiese eienskappe van natriumhidrosulfiet onstabiel, wat spesiale en duur bergings- en vervoerreëlings vereis.
Tioureumdioksied: (NH2) 2CSO2, TD) is 'n sterk reduseermiddel, wat die voordele van sterk reduseervermoë, omgewingsvriendelikheid, lae ontbindingstempo, veiligheid en lae koste van bondelproduksie inhou. Onoplosbare Fe3+in kaolien kan deur TD tot oplosbare Fe2+ gereduseer word.
Vervolgens kan die witheid van kaolien verhoog word na filtrasie en was. TD is baie stabiel by kamertemperatuur en neutrale toestande. Die sterk reduksie vermoë van TD kan slegs verkry word onder die toestande van sterk alkaliniteit (pH>10) of verhitting (T>70 ° C), wat lei tot hoë bedryfskoste en moeilikheid.
Oksidasie metode
Oksidasiebehandeling sluit die gebruik van osoon, waterstofperoksied, kaliumpermanganaat en natriumhipochloriet in om die geadsorbeerde koolstoflaag te verwyder om witheid te verbeter. Die kaolien in die dieper plek onder die dikker oorlaai is grys, en die yster in die kaolien is in die reduseer toestand. Gebruik sterk oksideermiddels soos osoon of natriumhipochloriet om onoplosbare FeS2 in piriet te oksideer na oplosbare Fe2+, en was dan om Fe2+ uit die sisteem te verwyder.
Suurlogingsmetode
Die suurlogingsmetode is om die onoplosbare yster onsuiwerhede in kaolien te omskep in oplosbare stowwe in suur oplossings (soutsuur, swaelsuur, oksaalsuur, ens.), om sodoende die skeiding van kaolien te realiseer. In vergelyking met ander organiese sure, word oksaalsuur as die mees belowende beskou vanweë sy suursterkte, goeie komplekserende eienskappe en hoë reduseervermoë. Met oksaalsuur kan die opgeloste yster in die vorm van ysteroksalaat uit die logingsoplossing neergeslag word, en verder verwerk word om suiwer hematiet deur kalsinering te vorm. Oksaalsuur kan goedkoop van ander industriële prosesse verkry word, en in die brandstadium van keramiekvervaardiging sal enige oorblywende oksalaat in die behandelde materiaal in koolstofdioksied ontbind word. Baie navorsers het die resultate van die oplos van ysteroksied met oksaalsuur bestudeer.
Hoë temperatuur kalsinasie metode
Kalsinering is die proses van die vervaardiging van spesiale graad kaolien produkte. Volgens die behandelingstemperatuur word twee verskillende grade gebrande kaolien vervaardig. Kalsinasie in die temperatuurreeks van 650-700 ℃ verwyder die strukturele hidroksielgroep, en die ontsnappende waterdamp verhoog die elastisiteit en ondeursigtigheid van kaolien, wat 'n ideale eienskap is van die toepassing van papierbedekking. Daarbenewens, deur kaolien by 1000-1050 ℃ te verhit, kan dit nie net skuurbaarheid verhoog nie, maar ook 92-95% witheid verkry.
Chlorinasie kalsinasie
Yster en titaan is deur chlorering uit kleiminerale, veral kaolien, verwyder en goeie resultate is verkry. In die proses van chlorering en kalsinering, by hoë temperatuur (700 ℃ - 1000 ℃), het kaoliniet dehidroksilasie ondergaan om metakaoliniet te vorm, en by hoër temperatuur word spinel- en mullietfases gevorm. Hierdie transformasies verhoog die hidrofobisiteit, hardheid en grootte van deeltjies deur sintering. Die minerale wat so behandel word, kan in baie nywerhede gebruik word, soos papier, PVC, rubber, plastiek, kleefmiddels, poleer en tandepasta. Die hoër hidrofobisiteit maak hierdie minerale meer versoenbaar met organiese stelsels.
Mikrobiologiese metode
Mikrobiese suiweringstegnologie van minerale is 'n relatief nuwe mineraalverwerkingsonderwerp, insluitend mikrobiese logingstegnologie en mikrobiese flotasietegnologie. Die mikrobiese logingstegnologie van minerale is 'n ekstraksietegnologie wat die diep interaksie tussen mikroörganismes en minerale gebruik om die kristalrooster van minerale te vernietig en die nuttige komponente op te los. Geoksideerde piriet en ander sulfiederts wat in kaolien vervat is, kan deur mikrobiese ekstraksietegnologie gesuiwer word. Algemeen gebruikte mikroörganismes sluit in Thiobacillus ferrooxidans en Fe-verminderende bakterieë. Die mikrobiologiese metode het lae koste en lae omgewingsbesoedeling, wat nie die fisiese en chemiese eienskappe van kaolien sal beïnvloed nie. Dit is 'n nuwe suiwerings- en bleikmetode met ontwikkelingsvooruitsigte vir kaolienminerale.
Opsomming
Die ysterverwydering en bleikbehandeling van kaolien moet die beste metode kies volgens verskillende kleuroorsake en verskillende toepassingsdoelwitte, verbeter die omvattende witheidprestasie van kaolienminerale en maak dit hoë gebruikswaarde en ekonomiese waarde. Die toekomstige ontwikkelingstendens moet wees om die kenmerke van chemiese metode, fisiese metode en mikrobiologiese metode organies te kombineer, om sodoende volle spel aan hul voordele te gee en hul nadele en tekortkominge te beperk, om sodoende 'n beter blekende effek te verkry. Terselfdertyd is dit ook nodig om die nuwe meganisme van verskeie onsuiwerheidsverwyderingsmetodes verder te bestudeer en die proses te verbeter om die ysterverwydering en bleiking van kaolien te laat ontwikkel in die rigting van groen, doeltreffende en lae koolstof.
Postyd: Mrt-02-2023