Kaolin to powszechnie występujący w przyrodzie minerał ilasty. Jest on cennym minerałem do produkcji białego pigmentu, dlatego jego biel jest ważnym wskaźnikiem wpływającym na wartość kaolinu. W kaolinie znajdują się żelazo, substancje organiczne, ciemne substancje i inne zanieczyszczenia. Zanieczyszczenia te powodują, że kaolin przybiera różne kolory, wpływając na jego biel. Dlatego kaolin musi być pozbawiony tych zanieczyszczeń.
Do powszechnych metod oczyszczania kaolinu należą separacja grawitacyjna, separacja magnetyczna, flotacja, obróbka chemiczna itp. Poniżej przedstawiono powszechne metody oczyszczania kaolinu:
1. Separacja grawitacyjna
Metoda separacji grawitacyjnej wykorzystuje głównie różnicę gęstości między minerałem płonnym a kaolinem w celu usunięcia zanieczyszczeń o dużej gęstości, takich jak lekka materia organiczna, kwarc, skaleń oraz pierwiastki zawierające żelazo, tytan i mangan, a tym samym zmniejszenia wpływu zanieczyszczeń na biel. Do usuwania zanieczyszczeń o dużej gęstości zazwyczaj stosuje się koncentratory wirówkowe. Hydrocyklon może być również wykorzystywany do końcowego płukania i przesiewania kaolinu w procesie sortowania, co pozwala nie tylko osiągnąć cel płukania i klasyfikacji, ale także usunąć niektóre zanieczyszczenia, co ma dużą wartość użytkową.
Jednakże uzyskanie kwalifikowanych produktów kaolinu metodą reseparacji jest trudne; finalne kwalifikowane produkty muszą być uzyskiwane poprzez separację magnetyczną, flotację, kalcynację i inne metody.
2. Separacja magnetyczna
Prawie wszystkie rudy kaolinu zawierają niewielką ilość rudy żelaza, zazwyczaj 0,5-3%, głównie magnetyt, ilmenit, syderyt, piryt i inne zanieczyszczenia barwiące. Separacja magnetyczna wykorzystuje głównie różnicę magnetyczną między minerałem płonnym a kaolinem do usuwania tych zanieczyszczenia barwiącego.
W przypadku magnetytu, ilmenitu i innych silnie magnetycznych minerałów lub opiłków żelaza mieszanych w procesie przetwarzania, zastosowanie metody separacji magnetycznej do oddzielania kaolinu jest bardziej efektywne. W przypadku minerałów słabo magnetycznych istnieją dwie główne metody: jedna polega na prażeniu, przekształceniu w silnie magnetyczny tlenek żelaza, a następnie na przeprowadzeniu separacji magnetycznej; druga metoda polega na zastosowaniu metody separacji magnetycznej z wysokim gradientem pola magnetycznego. Ponieważ separacja magnetyczna nie wymaga stosowania środków chemicznych, środowisko nie będzie zanieczyszczane, dlatego jest ona coraz szerzej stosowana w procesie przetwarzania minerałów niemetalicznych. Metoda separacji magnetycznej skutecznie rozwiązała problem eksploatacji i utylizacji niskowartościowego kaolinu, który nie ma wartości dla górnictwa komercyjnego ze względu na wysoką zawartość rudy żelaza.
Jednakże trudno jest uzyskać wysokiej jakości produkty kaolinu wyłącznie za pomocą separacji magnetycznej; aby jeszcze bardziej zmniejszyć zawartość żelaza w produktach kaolinu, konieczna jest obróbka chemiczna i inne procesy.
3. Flotacja
Metoda flotacji wykorzystuje głównie fizyczne i chemiczne różnice między minerałami gangowymi a kaolinem w celu przetworzenia surowej rudy kaolinu na taką, która zawiera więcej zanieczyszczeń i charakteryzuje się niższą białością, a także usunięcia zanieczyszczeń zawierających żelazo, tytan i węgiel, co pozwala na kompleksowe wykorzystanie zasobów kaolinu niskiej jakości.
Kaolin to typowy minerał ilasty. Zanieczyszczenia, takie jak żelazo i tytan, są często osadzone w cząsteczkach kaolinu, dlatego surowa ruda musi być zmielona do określonego stopnia rozdrobnienia. Kaolinit jest powszechnie stosowany w metodzie flotacji ultradrobnoziarnistej, metodzie flotacji z podwójną warstwą płynu oraz metodzie flotacji z selektywną flokulacją itp.
Flotacja może skutecznie zwiększyć białość kaolinu, ale wadą tej metody jest konieczność stosowania odczynników chemicznych i jej wysoki koszt, a ponadto może powodować zanieczyszczenia.
4. Obróbka chemiczna
Ługowanie chemiczne: niektóre zanieczyszczenia w kaolinie można selektywnie rozpuścić za pomocą kwasu siarkowego, solnego, azotowego i innych środków ługujących w celu usunięcia zanieczyszczeń. Metodę tę można stosować do usuwania hematytu, limonitu i syderytu z kaolinu niskiej jakości.
Wybielanie chemiczne: zanieczyszczenia w kaolinie mogą zostać utlenione do substancji rozpuszczalnych w procesie wybielania, które następnie można wypłukać i usunąć, aby poprawić biel produktów kaolinowych. Wybielanie chemiczne jest jednak stosunkowo drogie i zazwyczaj stosuje się je w przypadku koncentratu kaolinu, który wymaga dalszego oczyszczania po dekontaminacji.
Oczyszczanie przez prażenie: różnica w składzie chemicznym i reaktywności zanieczyszczeń i kaolinu może być wykorzystana do prażenia magnetycznego, prażenia w wysokiej temperaturze lub prażenia chlorowaniem w celu usunięcia zanieczyszczeń, takich jak żelazo, węgiel i siarczki z kaolinu. Metoda ta może poprawić reaktywność chemiczną produktów kalcynowanych, znacznie poprawić biel kaolinu i uzyskać wysokiej jakości produkty kaolinu. Wadą oczyszczania przez prażenie jest jednak wysokie zużycie energii, co może prowadzić do zanieczyszczenia środowiska.
W przypadku stosowania jednej technologii trudno jest uzyskać wysokiej jakości koncentraty kaolinu. Dlatego w procesie produkcyjnym zalecamy wybór wykwalifikowanego producenta sprzętu do przeróbki minerałów. Przeprowadzanie eksperymentów z przeróbką minerałów i stosowanie wielu technologii przetwarzania w celu podniesienia jakości kaolinu jest kluczowe.
Czas publikacji: 06-04-2020