[Энцыклапедыя па перапрацоўцы карысных выкапняў Huate] Раскрыццё сакрэтаў каоліну: цудоўнае пераўтварэнне з глебы ў высокатэхналагічныя матэрыялы

[Энцыклапедыя па перапрацоўцы карысных выкапняў Huate] Раскрыццё сакрэтаў каоліну: цудоўнае пераўтварэнне з глебы ў высокатэхналагічныя матэрыялы

Каолін — гэта неметалічны мінерал, від гліны і гліністай пароды, які ў асноўным складаецца зГліністыя мінералы каолініту. З-за белага колеру і далікатнасці яго таксама называюць даламітавай глебай. Ён названы ў гонар вёскі Гаолін, Цзіндэчжэнь, правінцыя Цзянсі. Яго чысты каолін мае белы, далікатны, мяккі і зямлісты кансістэнт, а таксама мае добрыя фізічныя і хімічныя ўласцівасці, такія як пластычнасць і вогнеўстойлівасць. Яго мінеральны склад у асноўным складаецца з каолініту, галуазіту, гідраслюды, іліту, мантмарыланіту, кварцу, палявога шпату і іншых мінералаў.

Каолін — распаўсюджаны і вельмі важны гліністы мінерал у прыродзе. Ён утвараецца ў выніку выветрывання палявога шпата або іншых сілікатных мінералаў у магматычных і метамарфічных пародах у кіслым асяроддзі, дзе адсутнічаюць шчолачныя і шчолачназямельныя металы.

01 Класіфікацыя

Класіфікацыя глебы

Мінералы, якія змяшчаюцца ў каоліне ў прыродзе, у асноўным падзяляюцца на гліністыя і негліністыя. Сярод іх гліністыя мінералы ўключаюць у сябе ў асноўным каолініт і невялікую колькасць мантмарыланіту, слюды і хларыту; негліністыя мінералы ўключаюць у сябе палявы шпат, кварц і гідратаваныя мінералы, а таксама некаторыя жалезныя мінералы, такія як гематыт і разіт, жалезную руду, ліманіт і г.д., тытанавыя мінералы, такія як рутыл і г.д., і арганічныя рэчывы, такія як раслінныя валокны і г.д. У асноўным гліністыя мінералы вызначаюць уласцівасці каоліну.

Класіфікацыя прычын

Зыходзячы з паходжання радовішчаў каоліну і адрозненняў у геалогіі мінералізацыі, геаграфічных умовах, маштабах радовішчаў, марфалогіі і характарыстыках залягання руднага цела, а таксама кампанентаў руднага матэрыялу, якія адлюстроўваюцца ў розных працэсах мінералізацыі, у «Кодэксе геалагічнай разведкі руднікоў каоліну» радовішчы каоліну ў Кітаі падзяляюцца на тры тыпы і шэсць падтыпаў.

Тып выветрывання:Далей ён падзяляецца на падтып рэшткавага выветрывання і падтып вымывання выветрывання.

Тып гідратэрмальных змяненняў:Далей ён падзяляецца на падтып гідратэрмальнай альтэрацыі і падтып сучаснай альтэрацыі гарачых крыніц.

Асадкавы тып:Ён падзяляецца на асадкавыя і асадкава-выветрывальныя падтыпы і падтып каолінітавага гліністу ў вуглёмістых тоўшчах.

Прамысловы тып

Зыходзячы з генезісу радовішчаў каоліну, у «Геалагічна-разведачных спецыфікацыях шахты каоліну» радовішчы каоліну ў Кітаі падзяляюцца на тры тыпы і шэсць падтыпаў у залежнасці ад геалогіі мінералізацыі, геаграфічных умоў, маштабу радовішча, марфалогіі і характарыстык залягання руднага цела, а таксама кампанентаў руднага матэрыялу, якія адлюстроўваюцца рознымі працэсамі мінералізацыі. У залежнасці ад іх тэкстуры, пластычнасці і масавай долі пяску яны падзяляюцца на тры тыпы:

ЖорсткаКаолін: цвёрды і непластычны, становіцца пластычным пасля драбнення і здрабнення.

МяккіКаолін:мяккі, высокапластычны, пясчаны, масавая доля <50%.

СэндзіКаолін:мяккая тэкстура, слабая пластычнасць, масавая доля пяску > 50%.

02 Паходжанне

Мінеральныя рэсурсы каоліну ў Кітаі займаюць першае месца ў свеце, маючы 267 даказаных радовішчаў карысных выкапняў і даказаныя запасы ў 2,91 мільярда тон. Сярод іх: невугальныя будаўнічыя рэсурсы каоліну маёй краіны займаюць пятае месца ў свеце. Даказаныя запасы складаюць 1,468 мільярда тон, у асноўным сканцэнтраваны ў правінцыях Гуандун, Шэньсі, Фуцзянь, Цзянсі, Хунань і Цзянсу, што складае 84,55% ад агульных запасаў краіны; запасы вугальнага будаўнічага каоліну (каалініту) Кітая займаюць першае месца ў свеце, маючы даказаныя запасы ў 1,442 мільярда тон, у асноўным размеркаваныя ў Датуне, Хуайрэне, Шуочжоу, Шаньсі, Джунгары, Уда, Унутранай Манголіі, Хуайбэй, Аньхой, Ханьчэн, Шэньсі і г.д., сярод якіх найбольшыя рэсурсы мае Джунгарскі вугальны басейн ва Унутранай Манголіі.

У Кітаі ёсць пяць буйных радовішчаў каоліну:

(1) Горад Цзепай павета Хэн'ян правінцыі Хунань багаты на мінеральныя рэсурсы. Запасы каоліну, нефеліну, палявога шпату і кварцу дасягаюць 200 мільёнаў тон, і ў краіне знаходзіцца амаль 40 горназдабыўных і перапрацоўчых кампаній. Горназдабыўны раён Дапайлін (у асноўным руднікі каоліну) мае адзіны запас рудніка ў 80 мільёнаў тон, што з'яўляецца першым у Азіі. Штогадовая здабыча ў горадзе складае больш за 500 000 тон, якія забяспечваюць сотні керамічных заводаў па ўсёй краіне.

(2) Каолін у раёне Маомін. Каолін, які здабываецца ў басейне Маомін, — гэта асадкавая парода элювіяльнага падтыпу радовішча. У ім больш за 50% кварца і іншага пяску, таму яго называюць пясчаным каолінам. Па паходжанні маомінскі каолін прайшоў тры стадыі выветрывання — транспарціроўку і самаздрабненне, а затым выветрыванне. Каолін цалкам выветрыўся, а пласціны ў асноўным маналітныя з дробнымі часціцамі. У асноўным выкарыстоўваецца ў якасці сыравіны для пакрыццяў для вырабу паперы.

(3) Лун'янскі каолін — гэта выветранае рэшткавае радовішча каоліну. Паколькі ўтрыманне жалеза складае менш за 0,3%, тытана — менш за 0,02%, а таксама пэўная колькасць нізкатэмпературнага растваральніка (Li2O), ён з'яўляецца ідэальнай сыравінай для электрафарфору, высакаякаснага штодзённага выкарыстання і мастацкага фарфору.

(4) Сучжоу Яншань Каолін, гэта радовішча гідратэрмальна перапрацаванага каоліну.Хімічны склад сучжоускага глінянага раствора Яншань з чыстай тэкстурай вельмі блізкі да тэарэтычнага складу каолініту. Змест Al2O3 можа дасягаць каля 39,0%, ён мае белы колер і дробныя часціцы. У асноўным выкарыстоўваецца ў якасці носьбітаў каталізатараў і хімічнай сыравіны.

(5) Каалін Хепу. Гэта выветранае рэшткавае радовішча каоліну. У асноўным выкарыстоўваецца ў якасці сыравіны для будаўнічай керамікі.

(6) Паўночная вугальная серыя Каолін. Гэта асадкавы каолініт, распаўсюджаны ў асноўным у вуглездабыўных раёнах маёй краіны, і можа выкарыстоўвацца ў будаўніцтве, пакрыццях, фарбах і пакрыццях для вырабу паперы — глеба на аснове вугалю.

Вышэйзгаданыя шэсць асноўных вытворчых раёнаў складаюць больш за 80% аб'ёму вытворчасці Кітая, а таксама з'яўляюцца асноўнымі прадстаўнікамі з пункту гледжання тыпаў рэсурсаў.

03Уse

Каалін мае шырокі спектр прымянення, галоўным чынам дзякуючы сваёй пластычнасці, адгезіі, пэўнай трываласці ў сухім стане, уласцівасцям спякання і белізне пасля абпалу, што робіць яго асноўнай сыравінай для вытворчасці керамікі; ён белы, мяккі, добра дысперсны і адсарбцыйны. Яго выдатныя тэхналагічныя ўласцівасці, такія як хімічныя ўласцівасці і хімічная хаатычнасць, робяць яго шырока выкарыстоўваным у папяровай прамысловасці. Акрамя таго, каалін таксама шырока выкарыстоўваецца ў такіх прамысловых сектарах, як вытворчасць гумы, пластмас, вогнетрывалых матэрыялаў і нафтаперапрацоўка, а таксама ў перадавых тэхналогіях у сельскай гаспадарцы і нацыянальнай абароне. У асноўным выкарыстоўваецца ў керамічнай прамысловасці, пакрыццях, вогнетрывалых матэрыялах, вытворчасці паперы, фарбах, гуме, высакаякасным фарфоры, правадах і кабелях, прамысловых пластмасах, напаўняльніках хімічнай прамысловасці, чарнілах, харчовай прамысловасці, касметыцы, леках і г.д., замяняючы літапон і частку тытана ў фарбах і пакрыццях, белым парашку і іншых дарагіх матэрыялах.

04 Тэхналогія апрацоўкі

Каб аддзяліць негліністыя мінералы і арганічныя рэчывы, такія як кварц, палявы шпат, слюда, жалезныя мінералы, тытанавыя мінералы і г.д., у каоліне і вырабіць прадукты з каоліну, якія могуць задаволіць патрэбы розных прамысловых галін, акрамя выкарыстання гравітацыйнага падзелу, флотацыі, магнітнага падзелу і г.д. для ачысткі і выдалення прымешак з каоліну, часам неабходна выкарыстоўваць метады глыбокай апрацоўкі, такія як хімічнае адбельванне, ультратонкае лушчэнне, кальцынацыя і мадыфікацыя паверхні.

(1) Гідраўлічная класіфікацыя

Гідраўлічная класіфікацыя ўключае спіральную класіфікацыю (аддзяленне буйнога пяску +1 мм), класіфікацыю адстойнікамі (аддзяленне дробнага пяску +0,053 мм), класіфікацыю гідрацыклонамі (аддзяленне дробнага пяску -0,053 мм), класіфікацыю цэнтрабежнымі класіфікатарамі або класіфікацыю гідрацыклонамі малога дыяметра (для класіфікацыі ультратонкіх часціц 0,002-0,010 мм).

(2) Магнітная сепарацыя з высокім градыентам

Для выдалення Fe2O3 і TiO2 з каоліну і атрымання папяровых пакрыццяў і высакаякаснай керамічнай сыравіны генеруецца магнітнае поле больш за 1600 кА/м з дапамогай магнітных канцэнтратараў.

(3) Селектыўная флокуляцыя

Пры даданні флокулянтаў такія прымешкі, як дробназярністы кварц, пірыт, алуніт і г.д., селектыўна аддзяляюцца для атрымання пакрытага лапаткамі каоліну. Звычайна выкарыстоўваюцца флокулянты, такія як гексаметафасфат натрыю, поліакрыламід амонія, вадкае шкло і г.д.

(4) Хімічнае адбельванне

Для аднаўлення высокавалентнага жалеза ў ліманіце і гематыту ў каоліне да растваральнага двухвалентнага жалеза дадаюцца адбельвальнікі, такія як страхавы парашок, або акісляльнікі дадаюцца для акіслення пірыту і фарбавальных прымешак, каб палепшыць беласць каоліну.

(5) Пілінг

У лускавінкавай машыне для драбнення выкарыстоўваюцца дробныя шарыкі сярэдняга памеру, якія перамешваюцца, каб стварыць эфект драбнення, у выніку чаго часціцы агрэгата каоліну падзяляюцца на тонкія крышталі, утвараючы пакрыты лапаткамі каолін з памерам часціц менш за 2 мкм і ўтрыманнем больш за 90%.

(6) Кальцынацыя

Пры абпале пры тэмпературы 800-1000℃ каолін губляе ваду, адбываецца фазавае пераўтварэнне, і некаторыя прымешкі выпараюцца, што паляпшае беласць і ізаляцыю каоліну, і ён выкарыстоўваецца для вытворчасці кабеляў, гумовых і пластыкавых напаўняльнікаў. Абпал з'яўляецца неабходным метадам апрацоўкі вугальнага (цвёрдага) каоліну.

(7) Мадыфікацыя паверхні

Каалінавая гліна пакрываецца злучным агентам і г.д., каб павялічыць колькасць каалінавай гліны, якая дадаецца ў пластыкавую гуму, і выкарыстоўваецца для апрацоўкі напаўняльнікаў з каалінавай гліны для гумовых пластмас.

Сярод іх магнітная сепарацыя — гэта фізічны метад падзелу мінералаў, які шырока выкарыстоўваецца ў галіне перапрацоўкі карысных выкапняў. Яе асноўны прынцып заключаецца ў выкарыстанні магнітных адрозненняў саміх мінералаў для дасягнення падзелу. У залежнасці ад намагнічаных уласцівасцей мінералаў, магнітную сепарацыю можна падзяліць на моцную магнітную сепарацыю, слабую магнітную сепарацыю, зваротную магнітную сепарацыю і высокаградыентную магнітную сепарацыю для задавальнення патрэб розных мінералаў. Абсталяванне для перапрацоўкі карысных выкапняў у асноўным уключае пласціністыя магнітныя сепаратары, вертыкальныя кольцавыя высокаградыентныя магнітныя сепаратары, электрамагнітныя шламавыя высокаградыентныя магнітныя сепаратары, нізкатэмпературныя звышправодныя магнітныя сепаратары і г.д.

05 Выпадкі прымянення перапрацоўкі карысных выкапняў

Працэс 1: У якасці прыкладу возьмем замежную каоліновую гліну, асноўнымі прымешкамі ў гэтым узоры з'яўляюцца аксід жалеза, аксід тытана і сілікат жалеза. У сырой рудзе ўтрыманне прымешак Fe2O3 і TiO2 складае 0,89% і 0,17% адпаведна, а беласць дасягае 67,29%.

Каб эфектыўна выдаліць гэтыя прымешкі, мы вызначылі наступны план выпрабаванняў: спачатку сырую руду прапускаюць праз электрамагнітны шламавы магнітны сепаратар для двух працэсаў магнітнага падзелу: грубага падзелу і дробнага адбору, каб спачатку выдаліць большую частку прымешак. Затым атрыманы канцэнтрат дадаткова ачышчаюць праз звышправодны магнітны сепаратар для далейшага зніжэння ўтрымання прымешак і паляпшэння якасці каоліну.

Блок-схема тэставання

З вынікаў выпрабаванняў відаць, што сырую руду можна аддзяліць метадам электрамагнітнай суспензіі + электрамагнітнай суспензіі + звышправоднага магнітнага падзелу, каб атрымаць канцэнтрат каоліну з утрыманнем Fe2O3 0,35% і беласцю 87,52%.

Працэс 2:Сырая руда падвяргаецца звышправоднай магнітнай сепарацыі 5T. Працэс выпрабаванняў паказаны на малюнку 2, а вынікі выпрабаванняў — у табліцы 2.

Мал. 2 Эксперыментальны працэс узбагачэння

Сырая руда была падвергнута звышправоднай магнітнай сепарацыі 5T для атрымання канцэнтрату каоліну з утрыманнем Fe2O3 0,40%, Al2O3 22,92%, SiO2 68,78%, TiO2 0,10%, CaO 1,90%, беласцю 86,97% і выхадам 90,90%.

Як шматфункцыянальная прамысловая сыравіна, каолін мае шырокія перспектывы прымянення. З пастаянным развіццём навукі і тэхналогій і ўстойлівым развіццём галіны, каолін будзе адыгрываць важную ролю ў многіх галінах. У будучыні мы з нецярпеннем чакаем далейшага пашырэння сферы прымянення каоліну шляхам больш паглыбленых даследаванняў і тэхналагічных інавацый, дасягнення больш эфектыўнага і ўстойлівага выкарыстання, а таксама ўнясення большага ўкладу ў развіццё чалавечага грамадства. У той жа час, нам варта таксама звяртаць увагу на экалагічныя праблемы, якія могуць узнікнуць падчас здабычы і перапрацоўкі каоліну, і прымаць актыўныя меры для забеспячэння таго, каб рацыянальнае развіццё рэсурсаў каоліну было ўзгоднена з аховай навакольнага асяроддзя.