[Enciclopedia de prelucrare a mineralelor Huate] Dezvăluirea secretelor caolinului: o transformare superbă din sol în materiale de înaltă tehnologie
Caolin este un mineral nemetalic, un tip de argilă și rocă argiloasă compusă în principal dinMinerale argiloase caolinice. Deoarece este albă și delicată, este numită și sol dolomitic. Este numită după satul Gaoling, Jingdezhen, provincia Jiangxi. Caolinul său pur este alb, delicat, moale și pământos și are proprietăți fizice și chimice bune, cum ar fi plasticitatea și rezistența la foc. Compoziția sa minerală este compusă în principal din caolinit, haloizit, hidromică, ilită, montmorillonit, cuarț, feldspat și alte minerale.
Caolinul este un mineral argilos comun și foarte important în natură. Se formează prin eroziunea feldspatului sau a altor minerale silicate din roci magmatice și metamorfice în medii acide lipsite de metale alcaline și metale alcalino-pământoase.
01 Clasificare
Clasificarea solului
Mineralele conținute în caolin în natură sunt împărțite în principal în minerale argiloase și minerale neargiloase. Printre acestea, mineralele argiloase includ în principal minerale caolinite și o cantitate mică de montmorillonit, mică și clorit; mineralele neargiloase includ în principal feldspat, cuarț și minerale hidratate, precum și unele minerale de fier, cum ar fi hematitul și rhozitul, minereul de fier, limonitul etc., minerale de titan, cum ar fi rutilul etc. și materie organică, cum ar fi fibrele vegetale etc. Proprietățile caolinului sunt determinate în principal de mineralele argiloase.
Clasificarea cauzelor
Pe baza originii zăcămintelor de caolin și a diferențelor dintre geologia mineralizării, condițiile geografice, scara zăcămintei, morfologia și caracteristicile de prezență a minereului, componentele materialelor de minereu reflectate în diferitele procese de mineralizare, „Codul de explorare geologică a minei de caolin” va împărți zăcămintele de caolin din China în trei tipuri și șase subtipuri.
Tipul de alterare:Se împarte în continuare în subtip rezidual de alterare prin intemperii și subtip levigare prin intemperii.
Tipul de alterare hidrotermală:Se împarte în continuare în subtipul de alterare hidrotermală și subtipul de alterare a izvoarelor termale moderne.
Tip sedimentar:Se împarte în subtipuri sedimentare și sedimentare-alterate și subtipul de argilă caolinitică în straturile purtătoare de cărbune.
Tip industrial
Pe baza originii zăcămintelor de caolin, „Specificațiile geologice pentru explorarea minei de caolin” împart zăcămintele de caolin din China în trei tipuri și șase subtipuri, în funcție de diferențele dintre geologia mineralizării, condițiile geografice, scara zăcămintei, morfologia și caracteristicile de prezență ale corpului de minereu, precum și de componentele materialului de minereu reflectate de diferite procese de mineralizare. În funcție de textura, plasticitatea și fracția masică a nisipului, acestea sunt împărțite în trei tipuri:
GreuCaolin: dur și neplastic, devine plastic după ce este zdrobit și măcinat.
MoaleCaolin:moale, foarte plastic, fracție de masă nisipoasă <50%.
SandyCaolin:textură moale, plasticitate slabă, fracție masică de nisip > 50%.
02 Origine
Resursele minerale de caolin ale Chinei se numără printre primele din lume, cu 267 de zăcăminte minerale dovedite și rezerve dovedite de 2,91 miliarde de tone. Printre acestea: resursele de caolin pentru construcții, fără cărbune, ale țării mele se situează pe locul cinci în lume. Rezervele dovedite sunt de 1,468 miliarde de tone, concentrate în principal în provinciile Guangdong, Shaanxi, Fujian, Jiangxi, Hunan și Jiangsu, reprezentând 84,55% din rezervele totale ale țării; rezervele de caolin (caolinit) pentru construcții ale Chinei se situează pe primul loc în lume, cu rezerve dovedite de 1,442 miliarde de tone, distribuite în principal în Datong, Huairen, Shuozhou, Shanxi, Jungar, Wuda, Mongolia Interioară, Huaibei, Anhui, Hancheng, Shaanxi etc., dintre care bazinul carbonifer Jungar din Mongolia Interioară are cele mai multe resurse.
Există cinci zăcăminte majore de caolin în China:
(1) Orașul Jiepai, comitatul Hengyang, provincia Hunan, este bogat în resurse minerale. Rezervele de caolin, nefelină, feldspat și cuarț ajung la 200 de milioane de tone, existând aproape 40 de companii miniere și de prelucrare a mineralelor. Zona minieră Dapailing (în principal minele de caolin) are o singură rezervă minieră de 80 de milioane de tone, care se clasează pe primul loc în Asia. Producția minieră anuală a orașului este de peste 500.000 de tone, aprovizionând sute de fabrici de ceramică din întreaga țară.
(2) Caolin în zona Maoming. Mineralul caolin din bazinul Maoming este un zăcământ de subtip eluvial, degradat prin rocă sedimentară. Conținutul său de cuarț și alte tipuri de nisip este mai mare de 50%, de aceea se numește mineral caolin nisipos. În ceea ce privește originea, caolinul Maoming a trecut prin trei etape de degradare reziduală - transport și auto-măcinare - și apoi degradare. Caolinul este complet degradat, iar napolitanele sunt în principal monolitice, cu particule fine. Este utilizat în principal ca materie primă pentru acoperirile din fabricarea hârtiei.
(3) Caolinul Longyan este un zăcământ rezidual de caolin alterat. Deoarece conținutul de fier este mai mic de 0,3%, titanul este mai mic de 0,02% și conține o anumită cantitate de solvent la temperatură joasă (Li2O), este o materie primă ideală pentru porțelanul electric, uz zilnic de înaltă calitate și porțelanul artistic.
(4) Caolinul din Suzhou Yangshan, acest zăcământ este caolin de alterare hidrotermală.Compoziția chimică a nămolului Suzhou Yangshan cu textură pură este foarte apropiată de compoziția teoretică a caolinitului. Conținutul de Al2O3 poate ajunge până la aproximativ 39,0%, cu culoare albă și particule fine. Este utilizat în principal ca purtători de catalizatori și materii prime chimice.
(5) Hepu Caolin. Este un zăcământ rezidual de caolin alterat. Folosit în principal ca materie primă pentru construcția ceramicii.
(6) Seria de cărbune nordic, caolin. Este un caolinit sedimentar, răspândit în principal în zonele producătoare de cărbune din țara mea și poate fi utilizat în construcții, acoperiri, vopsele și acoperiri pentru fabricarea hârtiei - sol pe bază de cărbune.
Cele șase zone majore de producție menționate mai sus reprezintă peste 80% din producția Chinei și sunt, de asemenea, reprezentative majore în ceea ce privește tipurile de resurse.
03Use
Caolinul are o gamă largă de utilizări, în principal datorită plasticității, aderenței, unei anumite rezistențe la uscare, proprietăților de sinterizare și albeiței post-ardere, ceea ce îl face principala materie primă pentru producția de ceramică; este alb, moale, foarte dispersabil, adsorbabil. Proprietățile sale excelente de procesare, cum ar fi proprietățile chimice și aleatorietatea chimică, îl fac utilizat pe scară largă în industria hârtiei. În plus, caolinul este utilizat pe scară largă și în sectoare industriale precum cauciucul, materialele plastice, refractarele și rafinarea petrolului, precum și în tehnologiile de ultimă generație din agricultură și apărare națională. Este utilizat în principal în industria ceramică, acoperiri, materiale refractare, fabricarea hârtiei, vopsele, cauciuc, porțelan de înaltă calitate, fire și cabluri, materiale plastice industriale, materiale de umplutură pentru industria chimică, cerneluri, alimente, cosmetice, medicamente etc., înlocuind litoponul și o parte din titan în vopsele și acoperiri, pulbere albă și alte materiale scumpe.
04 Tehnologie de procesare
Pentru a separa mineralele non-argiloase și materia organică, cum ar fi cuarțul, feldspatul, mica, mineralele de fier, mineralele de titan etc. în caolin și pentru a produce produse de caolin care pot satisface nevoile diverselor domenii industriale, pe lângă utilizarea separării gravitaționale, flotației, separării magnetice etc. pentru a purifica și îndepărta impuritățile din caolin, uneori este necesar să se utilizeze și metode de procesare profundă, cum ar fi albirea chimică, exfolierea ultrafină, calcinarea și modificarea suprafeței pentru a trata caolinul.
(1) Clasificare hidraulică
Clasificarea hidraulică include clasificarea spirală (separarea nisipului grosier de +1 mm), clasificarea rezervorului de sedimentare (separarea nisipului fin de +0,053 mm), clasificarea hidrociclonului (separarea nisipului fin de -0,053 mm), clasificarea centrifugală sau clasificarea hidrociclonului cu diametru mic (pentru clasificarea particulelor ultrafine de 0,002-0,010 mm).
(2) Separare magnetică cu gradient ridicat
O intensitate a câmpului magnetic de peste 1600 kA/m este generată prin utilizarea unui mediu concentrator magnetic pentru a îndepărta Fe2O3 și TiO2 din caolin și pentru a produce acoperiri pentru hârtie și materii prime ceramice de înaltă calitate.
(3) Floculare selectivă
Prin adăugarea de floculanți, impuritățile precum cuarțul cu granulație fină, pirita, alunita etc. sunt separate selectiv pentru a produce caolin acoperit cu lamele. Floculanții utilizați în mod obișnuit includ hexametafosfatul de sodiu, poliacrilamida de amoniu, silicatul de sodiu etc.
(4) Albire chimică
Agenți de albire, cum ar fi pudra de asigurare, sunt adăugați pentru a reduce fierul cu valență mare din limonit și hematit din caolin la fier feros solubil sau se adaugă oxidanți pentru a oxida pirita și impuritățile de colorare pentru a îmbunătăți albul caolinului.
(5) Decojire
În mașina de fulgire, se folosesc bile fine de amestecare pentru a produce un efect de măcinare, astfel încât particulele de agregat de caolin sunt separate în cristale subțiri, producând caolin acoperit cu lame, cu o dimensiune a particulelor mai mică de 2 μm și un conținut mai mare de 90%.
(6) Calcinare
Când este calcinat la 800-1000℃, caolinul pierde apă, are loc o transformare de fază și unele impurități se volatilizează, ceea ce îmbunătățește albul și izolația caolinului și este utilizat pentru a produce cabluri și materiale de umplutură din cauciuc și plastic. Calcinarea este o metodă de procesare necesară pentru caolinul pe bază de cărbune (dur).
(7) Modificarea suprafeței
Argila caolin este acoperită cu un agent de cuplare etc., pentru a crește cantitatea de argilă caolin adăugată în cauciucul plastic și este utilizată pentru a trata materialele de umplutură din argilă caolin pentru materiale plastice din cauciuc.
Printre acestea, separarea magnetică este o metodă fizică de separare a mineralelor utilizată pe scară largă în domeniul prelucrării mineralelor. Principiul său de bază este utilizarea diferențelor magnetice ale mineralelor în sine pentru a realiza separarea. Conform proprietăților magnetizate ale mineralelor, separarea magnetică poate fi împărțită în separare magnetică puternică, separare magnetică slabă, separare magnetică inversă și separare magnetică cu gradient ridicat pentru a satisface nevoile diferitelor minerale. Echipamentele de prelucrare a mineralelor includ în principal separatoare magnetice cu plăci, separatoare magnetice cu gradient ridicat cu inel vertical, separatoare magnetice cu gradient ridicat pentru suspensii electromagnetice, separatoare magnetice supraconductoare la temperatură joasă etc.
05 Cazuri de aplicare a prelucrării mineralelor
Procesul 1: Luând ca exemplu o argilă caolin străină, principalele impurități din această probă includ oxid de fier, oxid de titan și silicat de fier. În minereul brut, conținutul de impurități Fe2O3 și TiO2 este de 0,89%, respectiv 0,17%, în timp ce gradul de albeață atinge 67,29%.
Pentru a elimina eficient aceste impurități, am stabilit următorul plan de testare: Mai întâi, trecerea minereului brut printr-un separator magnetic electromagnetic de suspensie pentru două procese de separare magnetică, separare grosieră și selecție fină, pentru a îndepărta inițial majoritatea impurităților. Apoi, concentratul obținut este purificat în continuare printr-un separator magnetic supraconductor pentru a reduce și mai mult conținutul de impurități și a îmbunătăți calitatea caolinului.
Diagrama de flux a testului
Din rezultatele testelor se poate observa că minereul brut poate fi separat prin suspensie electromagnetică + suspensie electromagnetică + separare magnetică supraconductoare pentru a obține un produs concentrat de caolin cu Fe2O3 0,35% și un grad de albeanță de 87,52%.
Procesul 2:Minereul brut este supus unei separări magnetice supraconductoare de 5T. Procesul de testare este prezentat în Figura 2, iar rezultatele testelor sunt prezentate în Tabelul 2.
FIG. 2 Flux experimental de îmbogățire
Minereul brut a fost supus unei separări magnetice supraconductoare 5T pentru a obține un produs concentrat de caolin cu Fe2O3 0,40%, Al2O3 22,92%, SiO2 68,78%, TiO2 0,10%, CaO 1,90%, grad de alb 86,97% și un randament de 90,90%.
Ca materie primă industrială multifuncțională, caolinul are perspective largi de aplicare. Odată cu avansul continuu al științei și tehnologiei și cu dezvoltarea durabilă a industriei, caolinul va juca un rol important în mai multe domenii. În viitor, așteptăm cu nerăbdare să extindem în continuare domeniul de aplicare al caolinului prin cercetări mai aprofundate și inovații tehnologice, realizând o utilizare mai eficientă și mai durabilă și aducând contribuții mai mari la dezvoltarea societății umane. În același timp, ar trebui să acordăm atenție și problemelor de mediu care pot apărea în timpul extracției și prelucrării caolinului și să luăm măsuri active pentru a ne asigura că dezvoltarea rațională a resurselor de caolin este coordonată cu protejarea mediului ecologic.
Data publicării: 13 mai 2024