Со посебни физички и хемиски својства, каолинот е незаменлив неметален минерален ресурс во керамика, производство на хартија, гума, пластика, огноотпорни материјали, рафинирање на нафта и други индустриски и земјоделски и најсовремени технолошки полиња за национална одбрана. Белината на каолинот е важен показател за неговата примена.
Фактори кои влијаат на белината на каолин
Каолинот е еден вид ситнозрнеста глина или глинена карпа главно составена од минерали од каолин. Неговата кристална хемиска формула е 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O. Мала количина неглинени минерали се кварц, фелдспат, железни минерали, титаниум, алуминиум хидроксид и оксиди, органска материја итн.
Кристална структура на каолин
Според состојбата и природата на нечистотиите во каолинот, нечистотиите кои предизвикуваат намалување на белината на каолинот можат да се поделат во три категории: органски јаглерод; Пигментни елементи, како што се Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn, итн; Темните минерали, како биотит, хлорит, итн. Општо земено, содржината на V, Cr, Cu, Mn и други елементи во каолин е мала, што има мало влијание врз белината. Минералниот состав и содржината на железо и титаниум се главните фактори кои влијаат на белината на каолин. Нивното постоење не само што ќе влијае на природната белина на каолин, туку ќе влијае и на неговата калцинирана белина. Особено, присуството на железен оксид има негативно влијание врз бојата на глината и ја намалува нејзината осветленост и отпорност на пожар. И дури и ако количината на оксид, хидроксид и хидриран оксид на железо оксид е 0,4%, доволно е на глинениот талог да му се даде црвена до жолта боја. Овие железни оксиди и хидроксиди можат да бидат хематит (црвено), магемит (црвено-кафеава), гетит (кафеаво жолт), лимонит (портокалова), хидриран железен оксид (кафеаво-црвен), итн. Може да се каже дека отстранувањето на железните нечистотии во каолин игра исклучително важна улога во подобра употреба на каолин.
Состојба на појава на железен елемент
Состојбата на појава на железо во каолин е главниот фактор што го одредува начинот на отстранување на железото. Голем број на студии веруваат дека кристалното железо во форма на фини честички се меша во каолин, додека аморфното железо е обложено на површината на фините честички на каолин. Во моментов, состојбата на појава на железо во каолин е поделена на два вида дома и во странство: едниот е во каолин и помошни минерали (како што се мика, титаниум диоксид и илит), што се нарекува структурно железо; Другиот е во форма на независни железни минерали, наречени слободно железо (вклучувајќи површинско железо, ситнозрнест кристално железо и аморфно железо).
Железото отстрането со отстранување на железо и белење на каолин е слободно железо, главно вклучувајќи магнетит, хематит, лимонит, сидерит, пирит, илменит, јарозит и други минерали; Повеќето железо постои во форма на високо дисперзиран колоиден лимонит, а мала количина во форма на сферичен, ацикуларен и неправилен гетит и хематит.
Отстранување на железо и метод на белење на каолин
Одвојување на вода
Овој метод главно се користи за отстранување на детритални минерали како што се кварц, фелдспат и мика, и погруби нечистотии како што се остатоци од карпи, како и некои минерали на железо и титаниум. Минералите од нечистотија со слична густина и растворливост на каолинот не можат да се отстранат, а подобрувањето на белината е релативно неочигледно, што е погодно за збогатување и белење на релативно висококвалитетна каолинска руда.
Магнетно одвојување
Железните минерални нечистотии во каолин обично се слаби магнетни. Во моментов, главно се користи методот на силно магнетно одвојување со висок градиент, или слабите магнетни минерали се претвораат во силен магнетен железен оксид по печењето, а потоа се отстрануваат со обичен метод на магнетно одвојување.
Вертикален прстен магнетен сепаратор со висок градиент
Магнетен сепаратор со висок градиент за електромагнетна кашеста маса
Суперспроводлив магнетен сепаратор со ниска температура
Метод на флотација
Методот на флотација е применет за третирање на каолин од примарни и секундарни наслаги. Во процесот на флотација, честичките каолинит и мика се одвојуваат, а прочистените производи се неколку соодветни суровини од индустриско одделение. Селективното флотациско раздвојување на каолинитот и фелдспатот обично се изведува во кашеста маса со контролирана pH вредност.
Метод на намалување
Методот на редукција е да се користи средство за намалување за да се редуцираат нечистотиите од железо (како хематит и лимонит) во тривалентна состојба на каолин до растворливи бивалентни јони на железо, кои се отстрануваат со филтрирање и миење. Отстранувањето на Fe3+ нечистотиите од индустрискиот каолин обично се постигнува со комбинирање на физичка технологија (магнетно одвојување, селективна флокулација) и хемиски третман под кисели или редуцирачки услови.
Натриум хидросулфит (Na2S2O4), исто така познат како натриум хидросулфит, е ефикасен во намалувањето и истекувањето на железото од каолин, а моментално се користи во каолин индустријата. Сепак, овој метод мора да се спроведува под силни кисели услови (pH<3), што резултира со високи оперативни трошоци и влијание врз животната средина. Дополнително, хемиските својства на натриум хидросулфитот се нестабилни и бараат посебни и скапи аранжмани за складирање и транспорт.
Тиуреа диоксид: (NH2) 2CSO2, TD) е силен редукционен агенс, кој ги има предностите на силна редуцирачка способност, еколошка пријатност, ниска стапка на распаѓање, безбедност и ниска цена на сериското производство. Нерастворливиот Fe3+ во каолин може да се редуцира на растворлив Fe2+ преку TD.
Последователно, белината на каолин може да се зголеми по филтрирање и миење. ТД е многу стабилен на собна температура и неутрални услови. Силната способност за намалување на TD може да се добие само во услови на силна алкалност (pH>10) или загревање (T>70 ° C), што резултира со високи трошоци за работа и тешкотии.
Метод на оксидација
Третманот со оксидација вклучува употреба на озон, водород пероксид, калиум перманганат и натриум хипохлорит за отстранување на адсорбираниот јаглероден слој за да се подобри белината. Каолинот на подлабокото место под подебелиот облог е сив, а железото во каолинот е во редукциска состојба. Користете силни оксидирачки агенси како што се озон или натриум хипохлорит за да го оксидирате нерастворливиот FeS2 во пирит до растворлив Fe2+, а потоа измијте за да го отстраните Fe2+ од системот.
Метод на лужење со киселина
Методот на киселинско лужење е да се трансформираат нерастворливите железни нечистотии во каолин во растворливи материи во кисели раствори (хлороводородна киселина, сулфурна киселина, оксална киселина итн.), со што се реализира одвојувањето од каолин. Во споредба со другите органски киселини, оксалната киселина се смета за најперспективна поради нејзината киселинска јачина, доброто комплексно својство и високата способност за намалување. Со оксална киселина, раствореното железо може да се таложи од растворот за истекување во форма на железен оксалат и може дополнително да се обработи за да се формира чист хематит преку калцинирање. Оксалната киселина може да се добие евтино од други индустриски процеси, а во фазата на печење на производството на керамика, секој остаток на оксалат во третираниот материјал ќе се распадне во јаглерод диоксид. Многу истражувачи ги проучувале резултатите од растворање на железен оксид со оксална киселина.
Метод на калцинирање со висока температура
Калцинацијата е процес на производство на производи од каолин од специјална класа. Според температурата на обработка, се произведуваат две различни степени на калциниран каолин. Калцинирањето во температурен опсег од 650-700 ℃ ја отстранува структурната хидроксилна група, а водената пареа што излегува ја подобрува еластичноста и непроѕирноста на каолинот, што е идеален атрибут за примена на обложување хартија. Покрај тоа, со загревање на каолин на 1000-1050 ℃, не само што може да ја зголеми абразивноста, туку и да добие 92-95% белина.
Калцинација со хлорирање
Железото и титаниумот беа отстранети од глинените минерали, особено каолинот со хлорирање и беа добиени добри резултати. Во процесот на хлорирање и калцинирање, на висока температура (700 ℃ - 1000 ℃), каолинитот претрпел дехидроксилација за да формира метакаолинит, а на повисока температура се формираат фази на спинел и мулит. Овие трансформации ја зголемуваат хидрофобноста, тврдоста и големината на честичките преку синтерување. Вака третираните минерали може да се користат во многу индустрии, како хартија, ПВЦ, гума, пластика, лепила, полирање и пасти за заби. Поголемата хидрофобност ги прави овие минерали покомпатибилни со органските системи.
Микробиолошки метод
Технологијата за микробиско прочистување на минералите е релативно нова тема за преработка на минерали, вклучувајќи технологија на микробиско лужење и технологија на микробна флотација. Технологијата на микробиско лужење на минерали е технологија на екстракција која користи длабока интеракција помеѓу микроорганизмите и минералите за да ја уништи кристалната решетка на минералите и да ги раствори корисните компоненти. Оксидираниот пирит и другите сулфидни руди содржани во каолин може да се прочистат со технологија на микробна екстракција. Најчесто користени микроорганизми вклучуваат Thiobacillus ferrooxidans и бактерии кои го намалуваат Fe. Микробиолошкиот метод има ниска цена и ниско загадување на животната средина, што нема да влијае на физичките и хемиските својства на каолинот. Тоа е нов метод за прочистување и избелување со изгледи за развој на минералите на каолин.
Резиме
Третманот за отстранување на железо и белење на каолин треба да го избере најдобриот метод според различни причини за боја и различни цели на примена, да ги подобри сеопфатните перформанси на белината на каолин минералите и да го направи да има висока употребна вредност и економска вредност. Идниот развојен тренд треба да биде органски да се комбинираат карактеристиките на хемискиот метод, физичкиот метод и микробиолошкиот метод, за да се даде целосна игра на нивните предности и да се ограничат нивните недостатоци и недостатоци, за да се постигне подобар ефект на избелување. Во исто време, исто така, неопходно е дополнително да се проучи новиот механизам на различни методи за отстранување на нечистотии и да се подобри процесот за отстранување на железо и белење на каолин да се развие во насока на зелена, ефикасен и низок јаглерод.
Време на објавување: Мар-02-2023