[Huate minerālu apstrādes enciklopēdija] Atklājot kaolīna noslēpumus: krāšņa transformācija no augsnes uz augsto tehnoloģiju materiāliem

[Huate minerālu apstrādes enciklopēdija] Atklājot kaolīna noslēpumus: krāšņa transformācija no augsnes uz augsto tehnoloģiju materiāliem

Kaolīns ir nemetālisks minerāls, māla un māla iežu veids, kas galvenokārt sastāv noKaolinīta māla minerāli. Tā baltā un smalkā rakstura dēļ to sauc arī par dolomīta augsni. Nosaukts Gaolinas ciema vārdā Dzjindedžeņā, Dzjansi provincē. Tīrais kaolīns ir balts, smalks, mīksts un zemes konsistences, tam piemīt labas fizikālās un ķīmiskās īpašības, piemēram, plastiskums un ugunsizturība. Minerālu sastāvs galvenokārt sastāv no kaolinīta, halloizīta, hidromikas, illīta, montmorilonīta, kvarca, laukšpata un citiem minerāliem.

Kaolīns ir dabā izplatīts un ļoti svarīgs māla minerāls. Tas veidojas, laukšpatiem vai citiem silikātu minerāliem atmosfēras ietekmē magmatiskajos un metamorfajos iežos skābā vidē, kurā trūkst sārmu metālu un sārmzemju metālu.

01 Klasifikācija

Augsnes klasifikācija

Dabā kaolīnā esošie minerāli galvenokārt ir iedalīti māla minerālos un nemalāla minerālos. Starp tiem māla minerāli galvenokārt ietver kaolinīta minerālus un nelielu daudzumu montmorilonīta, vizlas un hlorīta; nemalāla minerāli galvenokārt ietver laukšpatu, kvarcu un hidratētus minerālus, kā arī dažus dzelzs minerālus, piemēram, hematītu un rozītu, dzelzsrūdu, limonītu utt., titāna minerālus, piemēram, rutilu utt., un organiskās vielas, piemēram, augu šķiedras utt. Kaolīna īpašības galvenokārt nosaka māla minerāli.

Cēloņu klasifikācija

Pamatojoties uz kaolīna atradņu izcelsmi un mineralizācijas ģeoloģijas, ģeogrāfisko apstākļu, atradņu mēroga, rūdas ķermeņa morfoloģijas un sastopamības raksturlielumu atšķirībām, rūdas materiāla komponentiem, kas atspoguļojas dažādos mineralizācijas procesos, "Kaolīna raktuvju ģeoloģiskās izpētes kodeksā" Ķīnas kaolīna atradnes tiek iedalītas trīs veidos un sešos apakštipos.

Laika apstākļu veids:Tas ir sīkāk iedalīts atmosfēras iedarbības atlikumu apakštipā un atmosfēras iedarbības izskalošanās apakštipā.

Hidrotermālās pārveidošanas veids:Tas ir tālāk iedalīts hidrotermālās pārveidošanas apakštipā un mūsdienu karsto avotu pārveidošanas apakštipā.

Nogulumiežu tips:Tas ir iedalīts nogulumiežu un nogulumiežu dēdēšanas apakštipos un kaolinīta mālakmens apakštipā ogles saturošos slāņos.

Rūpnieciskais tips

Pamatojoties uz kaolīna atradņu ģenēzi, "Kaolīna raktuvju ģeoloģiskās izpētes specifikācijās" Ķīnas kaolīna atradnes tiek iedalītas trīs veidos un sešos apakštipos atbilstoši mineralizācijas ģeoloģijas, ģeogrāfisko apstākļu, atradņu mēroga, rūdas ķermeņa morfoloģijas un sastopamības raksturlielumu, kā arī rūdas materiāla komponentu atšķirībām, ko atspoguļo dažādi mineralizācijas procesi. Atkarībā no to tekstūras, plastiskuma un smilšu masas daļas tās tiek iedalītas trīs veidos:

GrūtiKaolīns: ciets un neplastmasas, pēc sasmalcināšanas un samalšanas kļūst plastmasīgs.

MīkstsKaolīns:mīksta, ļoti plastiska, smilšaina masas daļa <50%.

SandijsKaolīns:mīksta tekstūra, vāja plastiskums, smilšu masas daļa> 50%.

02 Izcelsme

Ķīnas kaolīna minerālu resursi ir vieni no pasaulē lielākajiem ar 267 pierādītām minerālu atradnēm un pierādītām rezervēm 2,91 miljarda tonnu apmērā. Starp tiem: manas valsts neogļu būvniecības kaolīna resursi ieņem piekto vietu pasaulē. Pierādītās rezerves ir 1,468 miljardi tonnu, galvenokārt koncentrētas Guandunas, Šaaņsji, Fudžianas, Dzjansji, Hunanas un Dzjansu provincēs, veidojot 84,55% no valsts kopējām rezervēm; Ķīnas ogles saturošās būvniecības kaolīna (kaolinīta) rezerves ieņem pirmo vietu pasaulē ar pierādītajām rezervēm 1,442 miljardu tonnu apmērā, galvenokārt izvietotas Datongā, Huaireņā, Šuodžou, Šaņsji, Džungarā, Vudā, Iekšējā Mongolijā, Huaibei, Anhui, Hančeņā, Šaaņsji u.c., starp kurām visvairāk resursu ir Džungaras ogļu atradnē Iekšējā Mongolijā.

Ķīnā ir piecas galvenās kaolīna atradnes:

(1) Hunanas provinces Hengjanas apgabala Dzjepai pilsēta ir bagāta ar derīgajiem izrakteņiem. Kaolīna, nefelīna, laukšpata un kvarca rezerves sasniedz 200 miljonus tonnu, un valstī darbojas gandrīz 40 ieguves rūpniecības un minerālu pārstrādes uzņēmumu. Dapailingas ieguves apgabalā (galvenokārt kaolīna raktuvēs) ir vienas raktuves rezerves 80 miljonu tonnu apmērā, kas ieņem pirmo vietu Āzijā. Pilsētas gada ieguves apjoms pārsniedz 500 000 tonnu, apgādājot simtiem keramikas rūpnīcu visā valstī.

(2) Kaolīns Maomingas apgabalā. Maomingas baseinā esošais kaolīna minerāls ir nogulumiežu atmosfēras ietekmēts eluviāla apakštipa atradne. Tā kvarca un citu smilšu saturs pārsniedz 50%, tāpēc to sauc par smilšaino kaolīna minerālu. Runājot par izcelsmi, Maomingas kaolīns ir izgājis cauri trim atmosfēras iedarbības atlikumu posmiem — transportēšanai un pašsasmalcināšanai — un pēc tam atmosfēras iedarbībai. Kaolīns ir pilnībā atmosfēras iedarbības skarts, un plāksnes galvenokārt ir monolītas ar smalkām daļiņām. To galvenokārt izmanto kā izejvielas papīra ražošanas pārklājumiem.

(3) Longjanas kaolīns ir atmosfēras ietekmē radusies kaolīna atlieku atradne. Tā kā dzelzs saturs ir mazāks par 0,3%, titāna saturs ir mazāks par 0,02% un tajā ir noteikts daudzums zemas temperatūras šķīdinātāja elementa (Li2O), tas ir ideāls izejmateriāls elektriskajam porcelānam, augstas klases ikdienas lietošanai un mākslinieciskajam porcelānam.

(4) Sudžou Janšanas kaolīns, šī atradne ir hidrotermāli pārveidota kaolīna.Sudžou Janšanas dūņu ķīmiskais sastāvs ar tīru tekstūru ir ļoti tuvs kaolinīta teorētiskajam sastāvam. Al2O3 saturs var sasniegt pat 39,0%, krāsa ir balta un daļiņas ir smalkas. To galvenokārt izmanto kā katalizatoru nesējus un ķīmiskās izejvielas.

(5) Hepu kaolīns. Tas ir atmosfēras ietekmē radušās kaolīna atradnes. Galvenokārt tiek izmantots kā izejviela būvkeramikai.

(6) Ziemeļu ogļu sērija Kaolīns. Tas ir nogulumiežu kaolinīts, kas galvenokārt izplatīts manas valsts ogļu ieguves apgabalos un ko var izmantot būvniecībā, pārklājumos, krāsās un papīra ražošanas pārklājumos — uz oglēm balstītā augsnē.

Iepriekšminētie seši galvenie ražošanas apgabali veido vairāk nekā 80% no Ķīnas produkcijas un ir arī nozīmīgi pārstāvji resursu veidu ziņā.

03Use

Kaolīnam ir plašs pielietojumu klāsts, galvenokārt pateicoties tā plastiskumam, adhēzijai, noteiktai sausās izturības pakāpei, saķepināšanas īpašībām un pēcapdedzināšanas baltumam, padarot to par galveno izejvielu keramikas ražošanā; tas ir balts, mīksts, ļoti disperģējams, adsorbējams. Tā lieliskās procesa īpašības, piemēram, ķīmiskās īpašības un ķīmiskā nejaušība, padara to plaši izmantojamu papīra rūpniecībā. Turklāt kaolīnu plaši izmanto arī tādās rūpniecības nozarēs kā gumijas, plastmasas, ugunsizturīgo materiālu un naftas pārstrādes ražošana, kā arī jaunākajās tehnoloģijās lauksaimniecībā un valsts aizsardzībā. To galvenokārt izmanto keramikas rūpniecībā, pārklājumos, ugunsizturīgos materiālos, papīra ražošanā, krāsu, gumijas, augstas kvalitātes porcelāna, vadu un kabeļu, rūpnieciskās plastmasas, ķīmiskās rūpniecības pildvielās, tintēs, pārtikā, kosmētikā, zālēs utt., aizstājot litoponu un daļu titāna krāsās un pārklājumos, baltā pulverī un citos dārgos materiālos.

04 Apstrādes tehnoloģija

Lai atdalītu kaolīnā nemālainus minerālus un organiskās vielas, piemēram, kvarcu, laukšpatu, vizlu, dzelzs minerālus, titāna minerālus utt., un ražotu kaolīna produktus, kas var apmierināt dažādu rūpniecības nozaru vajadzības, papildus gravitācijas atdalīšanai, flotācijai, magnētiskajai atdalīšanai utt., lai attīrītu un noņemtu piemaisījumus no kaolīna, dažreiz ir nepieciešams izmantot arī dziļas apstrādes metodes, piemēram, ķīmisko balināšanu, īpaši smalku lobīšanos, kalcinēšanu un virsmas modifikāciju kaolīna apstrādei.

(1) Hidrauliskā klasifikācija

Hidrauliskā klasifikācija ietver spirālveida klasifikāciju (rupjo smilšu, kuru izmērs pārsniedz 1 mm, atdalīšana), sedimentācijas tvertnes klasifikāciju (smalko smilšu, kuru izmērs pārsniedz 0,053 mm, atdalīšana), hidrociklona klasifikāciju (smalko smilšu, kuru izmērs nepārsniedz 0,053 mm, atdalīšana), centrbēdzes klasifikatoru vai maza diametra hidrociklona klasifikāciju (ultra smalku daļiņu 0,002–0,010 mm klasifikācijai).

(2) Augsta gradienta magnētiskā atdalīšana

Izmantojot magnētisko koncentratoru, lai no kaolīna atdalītu Fe2O3 un TiO2 un ražotu papīra pārklājumus un augstas kvalitātes keramikas izejvielas, tiek radīts magnētiskā lauka stiprums, kas pārsniedz 1600 kA/m.

(3) Selektīva flokulācija

Pievienojot flokulantus, piemaisījumi, piemēram, smalkgraudains kvarcs, pirīts, alunīts utt., tiek selektīvi atdalīti, lai iegūtu ar asmeni pārklātu kaolīnu. Bieži izmantotie flokulanti ir nātrija heksametafosfāts, amonija poliakrilamīds, ūdens stikls utt.

(4) Ķīmiskā balināšana

Lai reducētu kaolīnā esošo limonītu un hematītu ar augstu valento dzelzi līdz šķīstošam dzelzs(II) saturam, pievieno balinātājus, piemēram, apdrošināšanas pulveri, vai arī pievieno oksidētājus, lai oksidētu pirītu un krāsvielu piemaisījumus, lai uzlabotu kaolīna baltumu.

(5) Pīlings

Smalcināšanas mašīnā tiek izmantotas smalkas vidēja izmēra bumbiņas, lai radītu slīpēšanas efektu, tādējādi kaolīna agregāta daļiņas tiek atdalītas plānos kristālos, iegūstot ar asmeni pārklātu kaolīnu ar daļiņu izmēru, kas ir mazāks par 2 μm un kura saturs pārsniedz 90%.

(6) Kalcinēšana

Kalcinējot 800–1000 ℃ temperatūrā, kaolīns zaudē ūdeni, notiek fāžu transformācija un daži piemaisījumi iztvaiko, kas uzlabo kaolīna baltumu un izolāciju, un to izmanto kabeļu, kā arī gumijas un plastmasas pildvielu ražošanā. Kalcinēšana ir nepieciešama ogļu bāzes (cietā) kaolīna pārstrādes metode.

(7) Virsmas modifikācija

Kaolīna māls ir pārklāts ar savienojošu līdzekli utt., lai palielinātu kaolīna māla daudzumu, kas pievienots plastmasas gumijai, un to izmanto, lai apstrādātu kaolīna māla pildvielas gumijas plastmasai.

Starp tiem magnētiskā atdalīšana ir fizikāla minerālu atdalīšanas metode, ko plaši izmanto minerālu apstrādes jomā. Tās pamatprincips ir izmantot pašu minerālu magnētiskās atšķirības, lai panāktu atdalīšanu. Atkarībā no minerālu magnetizētajām īpašībām magnētisko atdalīšanu var iedalīt spēcīgā magnētiskā atdalīšanā, vājā magnētiskā atdalīšanā, apgrieztā magnētiskā atdalīšanā un augsta gradienta magnētiskajā atdalīšanā, lai apmierinātu dažādu minerālu vajadzības. Minerālu apstrādes iekārtas galvenokārt ietver plākšņu magnētiskos separatorus, vertikālos gredzenu augsta gradienta magnētiskos separatorus, elektromagnētiskās suspensijas augsta gradienta magnētiskos separatorus, zemas temperatūras supravadošos magnētiskos separatorus utt.

05 Derīgo izrakteņu apstrādes pielietojuma gadījumi

1. process: Ņemot par piemēru svešzemju kaolīna mālu, galvenie piemaisījumi šajā paraugā ir dzelzs oksīds, titāna oksīds un dzelzs silikāts. Neapstrādātā rūdā Fe2O3 un TiO2 piemaisījumu saturs ir attiecīgi 0,89% un 0,17%, bet baltums sasniedz 67,29%.

Lai efektīvi noņemtu šos piemaisījumus, mēs noteicām šādu testa plānu: vispirms neapstrādātu rūdu izlaiž caur elektromagnētisko suspensijas magnētisko separatoru diviem magnētiskās atdalīšanas procesiem — rupjai atdalīšanai un smalkai atlasei —, lai sākotnēji noņemtu lielāko daļu piemaisījumu. Pēc tam iegūto koncentrātu tālāk attīra, izmantojot supravadošu magnētisko separatoru, lai vēl vairāk samazinātu piemaisījumu saturu un uzlabotu kaolīna kvalitāti.

Testa plūsmas shēma

No testa rezultātiem var redzēt, ka neapstrādātu rūdu var atdalīt ar elektromagnētisko suspensiju + elektromagnētisko suspensiju + supravadošu magnētisko atdalīšanu, lai iegūtu kaolīna koncentrāta produktu ar Fe2O3 0,35% un baltumu 87,52%.

2. process:Neapstrādāta rūda tiek pakļauta supravadošai 5T magnētiskai atdalīšanai. Testa process ir parādīts 2. attēlā, un testa rezultāti ir parādīti 2. tabulā.

2. attēls. Bagātināšanas eksperimentālā plūsma

Neapstrādāta rūda tika pakļauta supravadošai 5T magnētiskai atdalīšanai, lai iegūtu kaolīna koncentrāta produktu ar Fe2O3 0,40%, Al2O3 22,92%, SiO2 68,78%, TiO2 0,10%, CaO 1,90%, baltumu 86,97% un ražu 90,90%.

Kā daudzfunkcionāla rūpnieciskā izejviela, kaolīnam ir plašas pielietojuma iespējas. Līdz ar nepārtrauktu zinātnes un tehnoloģiju attīstību un nozares ilgtspējīgu attīstību, kaolīnam būs nozīmīga loma arvien vairākās jomās. Nākotnē mēs ceram paplašināt kaolīna pielietojuma jomu, veicot padziļinātus pētījumus un tehnoloģiskas inovācijas, panākot efektīvāku un ilgtspējīgāku izmantošanu un sniedzot lielāku ieguldījumu cilvēku sabiedrības attīstībā. Vienlaikus mums jāpievērš uzmanība arī vides problēmām, kas var rasties kaolīna ieguves un pārstrādes laikā, un jāveic aktīvi pasākumi, lai nodrošinātu, ka kaolīna resursu racionāla attīstība tiek saskaņota ar ekoloģiskās vides aizsardzību.