[Ensiklopedia Pemprosesan Mineral Huate] Mengungkap rahsia Kaolin: transformasi yang indah daripada tanah kepada bahan berteknologi tinggi

[Ensiklopedia Pemprosesan Mineral Huate] Mengungkap rahsia Kaolin: transformasi yang indah daripada tanah kepada bahan berteknologi tinggi

Kaolin merupakan mineral bukan logam, sejenis tanah liat dan batuan tanah liat yang kebanyakannya terdiri daripadaMineral tanah liat kaolinit. Kerana ia berwarna putih dan halus, ia juga dipanggil tanah Dolomitik. Ia dinamakan sempena Kampung Gaoling, Jingdezhen, Wilayah Jiangxi. Kaolin tulennya berwarna putih, halus, lembut dan bersahaja, dan mempunyai sifat fizikal dan kimia yang baik seperti keplastikan dan rintangan api. Komposisi mineralnya terutamanya terdiri daripada Kaolinit, Halloysite, Hydromica, Illite, Montmorillonite, Quartz, Feldspar dan mineral lain.

Kaolin ialah mineral tanah liat yang biasa dan sangat penting dalam alam semula jadi. Ia terbentuk melalui luluhawa feldspar atau mineral silikat lain dalam batuan igneus dan metamorf dalam media berasid yang kekurangan logam alkali dan logam alkali tanah.

01 Pengelasan

Pengelasan tanah

Mineral yang terkandung dalam Kaolin secara semula jadi terbahagi kepada mineral tanah liat dan mineral bukan tanah liat. Antaranya, mineral tanah liat terutamanya termasuk mineral Kaolinit dan sedikit Montmorilonit, mika dan Klorit; mineral bukan tanah liat terutamanya termasuk feldspar, kuarza dan mineral terhidrat, serta beberapa mineral besi seperti hematit dan Rhosit, bijih besi, Limonit, dan sebagainya, mineral titanium seperti Rutil, dan sebagainya dan bahan organik seperti gentian tumbuhan, dan sebagainya. Ia terutamanya mineral tanah liat yang menentukan sifat-sifat Kaolin.

Pengelasan punca

Berdasarkan asal usul deposit Kaolin dan berdasarkan perbezaan dalam geologi Mineralisasi, keadaan geografi, skala deposit, morfologi jasad bijih dan ciri-ciri kejadian, komponen bahan bijih yang tercermin dalam proses Mineralisasi yang berbeza, "Kod Penerokaan Geologi Lombong Kaolin" akan membahagikan deposit Kaolin China kepada tiga jenis dan enam subjenis.

Jenis luluhawa:Ia dibahagikan lagi kepada subjenis sisa luluhawa dan subjenis larut lesap luluhawa.

Jenis pengubahan hidroterma:Ia dibahagikan lagi kepada subjenis pengubahan hidroterma dan subjenis pengubahan mata air panas moden.

Jenis sedimen:Ia dibahagikan kepada subjenis sedimen dan luluhawa sedimen dan subjenis batu lempung Kaolinit dalam strata galas arang batu.

Jenis Perindustrian

Berdasarkan asal usul deposit Kaolin, "Spesifikasi Penerokaan Geologi Lombong Kaolin" membahagikan deposit Kaolin China kepada tiga jenis dan enam subjenis mengikut perbezaan dalam geologi Mineralisasi, keadaan geografi, skala deposit, morfologi jasad bijih dan ciri-ciri kejadian, serta komponen bahan bijih yang dicerminkan oleh proses Mineralisasi yang berbeza. Mengikut tekstur, keplastikan, dan pecahan jisim pasir, ia dibahagikan kepada tiga jenis:

KerasKaolin: keras dan bukan plastik, menjadi plastik selepas dihancurkan dan dikisar.

LembutKaolin:pecahan jisim berpasir yang lembut, sangat plastik <50%.

SandyKaolin:tekstur lembut, keplastikan lemah, pecahan jisim pasir > 50%.

02 Asal

Sumber mineral Kaolin China berada di antara yang teratas di dunia, dengan 267 deposit mineral terbukti dan rizab terbukti sebanyak 2.91 bilion tan. Antaranya: pembinaan bukan arang batu negara saya Sumber kaolin berada di kedudukan kelima di dunia. Rizab terbukti ialah 1.468 bilion tan, terutamanya tertumpu di wilayah Guangdong, Shaanxi, Fujian, Jiangxi, Hunan dan Jiangsu, menyumbang 84.55% daripada jumlah rizab negara; Rizab Kaolin (Kaolinit) pembinaan galas arang batu China berada di kedudukan pertama di dunia, dengan rizab terbukti sebanyak 1.442 bilion tan, terutamanya diedarkan di Datong, Huairen, Shuozhou, Shanxi, Jungar, Wuda, Mongolia Dalam, Huaibei, Anhui, Hancheng, Shaanxi, dan sebagainya, antaranya medan arang batu Jungar di Mongolia Dalam mempunyai sumber yang paling banyak.

Terdapat lima deposit Kaolin utama di China:

(1) Pekan Jiepai, Daerah Hengyang, Wilayah Hunan kaya dengan sumber mineral. Rizab Kaolin, Nepheline, Feldspar dan Quartz mencecah 200 juta tan, dan terdapat hampir 40 syarikat perlombongan dan pemprosesan mineral. Kawasan perlombongan Dapailing (terutamanya lombong Kaolin) mempunyai rizab lombong tunggal sebanyak 80 juta tan, yang menduduki tempat pertama di Asia. Output perlombongan tahunan bandar ini adalah lebih daripada 500,000 tan, membekalkan ratusan kilang seramik di seluruh negara.

(2) Kaolin di kawasan Maoming. Mineral Kaolin di Lembangan Maoming merupakan mendapan subjenis eluvial yang terluluhawa batuan sedimen. Kandungan kuarza dan pasirnya yang lain adalah lebih besar daripada 50%, jadi ia dipanggil mineral Kaolin berpasir. Dari segi asal usul, Kaolin Maoming telah melalui tiga peringkat sisa luluhawa - pengangkutan dan pengisaran sendiri - dan kemudian luluhawa. Kaolin telah terluluhawa sepenuhnya, dan wafernya kebanyakannya monolitik dengan saiz zarah halus. Terutamanya digunakan sebagai bahan mentah untuk salutan pembuatan kertas.

(3) Longyan Kaolin ialah mendapan Kaolin sisa yang telah terluluhawa. Oleh kerana kandungan besi kurang daripada 0.3%, titanium kurang daripada 0.02%, dan ia mengandungi sejumlah unsur pelarut suhu rendah (Li2O), ia merupakan bahan mentah yang ideal untuk porselin elektrik, kegunaan harian mewah, dan porselin artistik.

(4) Suzhou Yangshan Kaolin, deposit ini adalah Kaolin pengubahan hidroterma.Komposisi kimia lumpur Suzhou Yangshan dengan tekstur tulen sangat hampir dengan komposisi teori Kaolinit. Kandungan Al2O3 boleh mencapai setinggi kira-kira 39.0%, dengan warna putih dan zarah halus. Terutamanya digunakan untuk pembawa pemangkin dan bahan mentah kimia.

(5) Hepu Kaolin. Ia merupakan mendapan Kaolin sisa yang telah terluluhawa. Terutamanya digunakan sebagai bahan mentah untuk membina seramik.

(6) Siri arang batu Utara Kaolin. Ia merupakan Kaolinit sedimen, kebanyakannya diedarkan di kawasan penghasil arang batu negara saya, dan boleh digunakan dalam pembinaan, salutan, cat dan salutan pembuatan kertas - tanah berasaskan arang batu.

Enam bidang pengeluaran utama yang dinyatakan di atas menyumbang lebih daripada 80% daripada output China, dan juga merupakan wakil utama dari segi jenis sumber.

03Use

Kaolin mempunyai pelbagai kegunaan, terutamanya disebabkan oleh keplastikan, lekatan, kekuatan kering tertentu, sifat pensinteran dan keputihan pasca pembakaran, menjadikannya bahan mentah utama untuk pengeluaran seramik; ia berwarna putih, lembut, sangat mudah larut, dan mudah diserap. Ciri-ciri prosesnya yang sangat baik seperti sifat kimia dan keacakan kimia menjadikannya digunakan secara meluas dalam industri kertas. Di samping itu, Kaolin juga digunakan secara meluas dalam sektor perindustrian seperti getah, plastik, refraktori, dan penapisan petroleum, serta dalam teknologi canggih dalam pertanian dan pertahanan negara. Terutamanya digunakan dalam industri seramik, salutan, bahan refraktori, pembuatan kertas, cat, getah, porselin gred tinggi, wayar dan kabel, plastik perindustrian, pengisi industri kimia, dakwat, makanan, kosmetik, ubat-ubatan, dan sebagainya, menggantikan lithopon dan sebahagian daripada titanium dalam cat dan salutan Serbuk putih dan bahan mahal lain.

04 Teknologi Pemprosesan

Untuk mengasingkan mineral bukan tanah liat dan bahan organik seperti kuarza, feldspar, mika, mineral besi, mineral titanium, dan sebagainya dalam Kaolin dan menghasilkan produk Kaolin yang dapat memenuhi keperluan pelbagai bidang perindustrian, selain menggunakan pemisahan graviti, pengapungan, pemisahan magnet, dan sebagainya untuk membersihkan dan membuang bendasing daripada Kaolin, kadangkala perlu juga menggunakan kaedah pemprosesan mendalam seperti pelunturan kimia, pengelupasan ultrahalus, pengkalsinan, dan pengubahsuaian permukaan untuk merawat Kaolin.

(1) Pengelasan hidraulik

Pengelasan hidraulik merangkumi pengelasan lingkaran (pemisahan pasir kasar +1mm), pengelasan tangki pemendapan (pemisahan pasir halus +0.053mm), pengelasan hidrosiklon (pemisahan pasir halus -0.053mm), pengelas emparan atau pengelasan hidrosiklon berdiameter kecil (untuk pengelasan zarah ultrahalus 0.002-0.010mm).

(2) Pemisahan magnet kecerunan tinggi

Kekuatan medan magnet lebih daripada 1 600 kA/m dijana dengan menggunakan media penumpu magnet untuk menyingkirkan Fe2O3 dan TiO2 daripada Kaolin dan menghasilkan salutan kertas dan bahan mentah seramik gred tinggi.

(3) Flokulasi terpilih

Dengan menambah flokulan, bendasing seperti kuarza berbutir halus, pirit, alunit, dan sebagainya diasingkan secara selektif untuk menghasilkan Kaolin bersalut bilah. Flokulan yang biasa digunakan termasuk natrium heksametafosfat, ammonium poliakrilamida, kaca air, dan sebagainya.

(4) Pelunturan kimia

Agen peluntur seperti serbuk insurans ditambah untuk mengurangkan besi bervalen tinggi dalam limonit dan hematit dalam Kaolin kepada besi ferus larut, atau pengoksidaan ditambah untuk mengoksidakan pirit dan bendasing pencelupan untuk meningkatkan keputihan Kaolin.

(5) Mengupas

Dalam mesin pengelupasan, bebola sederhana halus yang dikacau digunakan untuk menghasilkan kesan pengisaran, supaya zarah agregat Kaolin dipisahkan menjadi kristal nipis, menghasilkan Kaolin bersalut bilah dengan saiz zarah kurang daripada 2μm dan kandungan lebih daripada 90%.

(6) Kalsinasi

Apabila dikalsin pada suhu 800-1000℃, Kaolin kehilangan air, transformasi fasa berlaku, dan beberapa bendasing meruap, yang meningkatkan keputihan dan penebat Kaolin dan digunakan untuk menghasilkan kabel dan pengisi getah dan plastik. Kalsinasi ialah kaedah pemprosesan yang diperlukan untuk Kaolin (keras) berasaskan arang batu.

(7) Pengubahsuaian permukaan

Tanah liat Kaolin disalut dengan agen gandingan, dsb., untuk meningkatkan jumlah tanah liat Kaolin yang ditambah dalam getah plastik, dan digunakan untuk merawat pengisi tanah liat Kaolin untuk plastik getah.

Antaranya, pemisahan magnetik adalah kaedah pemisahan mineral fizikal yang digunakan secara meluas dalam bidang pemprosesan mineral. Prinsip asasnya adalah menggunakan perbezaan magnetik mineral itu sendiri untuk mencapai pemisahan. Mengikut sifat magnet mineral, pemisahan magnetik boleh dibahagikan kepada pemisahan magnetik kuat, pemisahan magnetik lemah, pemisahan magnetik terbalik dan pemisahan magnetik kecerunan tinggi untuk memenuhi keperluan mineral yang berbeza. Peralatan pemprosesan mineral terutamanya termasuk pemisah magnetik plat, pemisah magnetik kecerunan tinggi cincin menegak, pemisah magnetik kecerunan tinggi buburan elektromagnet, pemisah magnetik superkonduktor suhu rendah, dan sebagainya.

05 Kes aplikasi pemprosesan mineral

Proses 1: Dengan mengambil tanah liat Kaolin asing sebagai contoh, bendasing utama dalam sampel ini termasuk oksida besi, oksida titanium, dan silikat besi. Dalam bijih mentah, kandungan bendasing Fe2O3 dan TiO2 masing-masing adalah 0.89% dan 0.17%, manakala keputihan mencapai 67.29%.

Untuk menyingkirkan bendasing ini dengan berkesan, kami menentukan pelan ujian berikut: Pertama, bijih mentah melalui pemisah buburan magnetik elektromagnet untuk dua proses pemisahan magnetik, pemisahan kasar dan pemilihan halus, untuk membuang sebahagian besar bendasing pada mulanya. Kemudian, pekatan yang diperoleh ditulenkan selanjutnya melalui pemisah magnetik superkonduktor untuk mengurangkan lagi kandungan bendasing dan meningkatkan kualiti Kaolin.

Carta alir ujian

Dapat dilihat daripada keputusan ujian bahawa bijih mentah boleh diasingkan melalui buburan elektromagnet + buburan elektromagnet + pemisahan magnet superkonduktor untuk mendapatkan produk pekatan Kaolin dengan Fe2O3 0.35% dan keputihan 87.52%.

Proses 2:Bijih mentah menjalani pemisahan magnet 5T superkonduktor. Proses ujian ditunjukkan dalam Rajah 2, dan keputusan ujian ditunjukkan dalam Jadual 2.

RAJAH 2 Aliran pemanfaatan eksperimen

Bijih mentah telah menjalani pemisahan magnet superkonduktor 5T untuk mendapatkan produk pekatan Kaolin dengan Fe2O3 0.40%, Al2O3 22.92%, SiO2 68.78%, TiO2 0.10%, CaO 1.90%, keputihan 86.97%, dan hasil 90.90%.

Sebagai bahan mentah perindustrian pelbagai fungsi, Kaolin mempunyai prospek aplikasi yang luas. Dengan kemajuan sains dan teknologi yang berterusan serta pembangunan industri yang mampan, Kaolin akan memainkan peranan penting dalam lebih banyak bidang. Pada masa hadapan, kami berharap dapat memperluaskan lagi skop aplikasi Kaolin melalui penyelidikan dan inovasi teknologi yang lebih mendalam, mencapai penggunaan yang lebih cekap dan mampan, dan memberikan sumbangan yang lebih besar kepada pembangunan masyarakat manusia. Pada masa yang sama, kita juga harus memberi perhatian kepada masalah alam sekitar yang mungkin timbul semasa perlombongan dan pemprosesan Kaolin, dan mengambil langkah aktif untuk memastikan pembangunan sumber Kaolin yang rasional diselaraskan dengan perlindungan alam sekitar ekologi.