[Huate минералды өңдеу энциклопедиясы] Каолиннің құпияларын ашу: топырақтан жоғары технологиялық материалдарға керемет түрлендіру

[Huate минералды өңдеу энциклопедиясы] Каолиннің құпияларын ашу: топырақтан жоғары технологиялық материалдарға керемет түрлендіру

Каолин металл емес минерал, негізінен тұратын саз бен сазды жыныстың бір түріКаолинит саз минералдары. Ақ және нәзік болғандықтан, оны доломиттік топырақ деп те атайды. Ол Цзянси провинциясының Цзиндэчжэнь қаласындағы Гаолин ауылының атымен аталған. Оның таза каолині ақ, нәзік, жұмсақ және топырақ тәрізді, пластикалық және отқа төзімділік сияқты жақсы физикалық және химиялық қасиеттерге ие. Оның минералды құрамы негізінен каолинит, галлойзит, гидрослюда, иллит, монтмориллонит, кварц, дала шпаты және басқа да минералдардан тұрады.

Каолин - табиғатта кең таралған және өте маңызды саз минералы. Ол сілтілік металдар мен сілтілік жер металдары жоқ қышқыл ортадағы магмалық және метаморфты тау жыныстарындағы дала шпатының немесе басқа силикат минералдарының үгілуі нәтижесінде пайда болады.

01 Жіктеу

Топырақтың жіктелуі

Табиғатта каолин құрамындағы минералдар негізінен саз минералдары және саз емес минералдар болып бөлінеді. Олардың ішінде саз минералдарына негізінен каолинит минералдары және аз мөлшерде монтмориллонит, слюда және хлорит жатады; саз емес минералдарға негізінен дала шпаты, кварц және гидратталған минералдар, сондай-ақ гематит пен розит сияқты кейбір темір минералдары, темір кені, лимонит және т.б., рутил сияқты титан минералдары және өсімдік талшығы сияқты органикалық заттар жатады. Каолиннің қасиеттерін негізінен саз минералдары анықтайды.

Себептердің жіктелуі

Каолин кен орындарының шығу тегіне және минералдану геологиясының, географиялық жағдайларының, кен орнының масштабының, кен денесінің морфологиясы мен пайда болу сипаттамаларының, әртүрлі минералдану процестерінде көрініс табатын кен материалының компоненттерінің айырмашылықтарына сүйене отырып, «Каолин кен орнының геологиялық барлау кодексінде» Қытайдың каолин кен орындары үш түрге және алты кіші түрге бөлінеді.

Ауа райының бұзылуының түрі:Ол әрі қарай үгілудің қалдық кіші түрі және үгілудің шаймалау кіші түрі болып бөлінеді.

Гидротермиялық өзгеріс түрі:Ол әрі қарай гидротермиялық өзгеру кіші түрі және қазіргі заманғы ыстық бұлақ өзгеру кіші түрі болып бөлінеді.

Шөгінді түрі:Көмірлі қабаттарда ол шөгінді және шөгінді-үгіру кіші түрлеріне және каолинит сазбалшықты кіші түріне бөлінеді.

Өнеркәсіптік түрі

Каолин кен орындарының пайда болуына негізделген «Каолин кен орнының геологиялық барлау сипаттамаларында» Қытайдың каолин кен орындары минералдану геологиясының, географиялық жағдайларының, кен орнының масштабының, кен денесінің морфологиясы мен пайда болу сипаттамаларының, сондай-ақ әртүрлі минералдану процестерімен көрінетін кен материалының компоненттерінің айырмашылықтарына байланысты үш түрге және алты кіші түрге бөлінеді. Олардың құрылымына, пластикалығына және құмның массалық үлесіне сәйкес олар үш түрге бөлінеді:

ҚаттыКаолин: қатты және пластик емес, ұсақталғаннан және ұнтақталғаннан кейін пластикке айналады.

ЖұмсақКаолин:жұмсақ, өте пластикалық, құмды массалық үлесі <50%.

ҚұмдыКаолин:жұмсақ құрылымды, әлсіз пластикалық, құмның массалық үлесі > 50%.

02 Шығу тегі

Қытайдың каолин минералды ресурстары әлемде бірінші орында, 267 дәлелденген минералды кен орны және 2,91 миллиард тонна дәлелденген қоры бар. Олардың ішінде: менің елімнің көмір емес құрылыс каолин ресурстары әлемде бесінші орында. Дәлелденген қорлар 1,468 миллиард тоннаны құрайды, негізінен Гуандун, Шэньси, Фуцзянь, Цзянси, Хунань және Цзянсу провинцияларында шоғырланған, бұл елдің жалпы қорының 84,55%-ын құрайды; Қытайдың көмірлі құрылыс каолин (каолинит) қоры әлемде бірінші орында, дәлелденген қоры 1,442 миллиард тоннаны құрайды, негізінен Датун, Хуайрэнь, Шуочжоу, Шаньси, Жоңғар, Уда, Ішкі Моңғолия, Хуайбэй, Аньхой, Ханьчэн, Шэньси және т.б. аймақтарда таралған, олардың ішінде Ішкі Моңғолиядағы Жоңғар көмір кен орны ең көп ресурстарға ие.

Қытайда бес ірі каолин кен орны бар:

(1) Хунань провинциясының Хэньян уезіндегі Цзепай қаласы минералды ресурстарға бай. Каолин, нефелин, дала шпаты және кварц қоры 200 миллион тоннаға жетеді, және шамамен 40 тау-кен және минералды өңдеу компаниялары бар. Дапайлинг тау-кен аймағында (негізінен каолин кеніштері) 80 миллион тонналық бір ғана кеніш қоры бар, бұл Азияда бірінші орында. Қаланың жылдық тау-кен өндірісі 500 000 тоннадан асады, бұл ел бойынша жүздеген керамика зауыттарын қамтамасыз етеді.

(2) Маомин аймағындағы каолин. Маомин бассейніндегі каолин минералы - элювиалды желге ұшыраған шөгінді тау жынысы. Оның кварц және басқа да құм мөлшері 50%-дан асады, сондықтан ол құмды каолин минералы деп аталады. Шығу тегі жағынан Маомин каолині үш кезеңнен өтті - тасымалдау және өздігінен ұнтақтау - содан кейін желге ұшырау. Каолин толығымен желге ұшыраған, ал пластиналар негізінен ұсақ бөлшектердің өлшемімен монолитті. Негізінен қағаз жасау жабындары үшін шикізат ретінде қолданылады.

(3) Лунъянь каолині - желге ұшыраған қалдық каолин шөгіндісі. Темір мөлшері 0,3%-дан аз болғандықтан, титан 0,02%-дан аз және оның құрамында белгілі бір мөлшерде төмен температуралы еріткіш элемент (Li2O) болғандықтан, ол электр фарфоры, жоғары сапалы күнделікті пайдалану және көркем фарфор үшін тамаша шикізат болып табылады.

(4) Сучжоу Яншань каолині, бұл кен орны гидротермиялық өзгеріс каолині болып табылады.Таза құрылымды Сучжоу Яншань балшығының химиялық құрамы каолиниттің теориялық құрамына өте жақын. Al2O3 мөлшері шамамен 39,0%-ға дейін жетуі мүмкін, ақ түсті және ұсақ бөлшектері бар. Негізінен катализатор тасымалдаушылары мен химиялық шикізат ретінде қолданылады.

(5) Хепу Каолин. Бұл каолиннің тозған қалдық шөгіндісі. Негізінен құрылыс керамикасына шикізат ретінде қолданылады.

(6) Солтүстік көмір сериясы Каолин. Бұл шөгінді каолинит, негізінен менің елімнің көмір өндіретін аймақтарында таралған және құрылыста, жабындарда, бояуларда және қағаз өндірісінде - көмір негізіндегі топырақта қолданылуы мүмкін.

Жоғарыда аталған алты ірі өндіріс аймағы Қытай өнімінің 80%-дан астамын құрайды және ресурс түрлері бойынша да негізгі өкілдер болып табылады.

03Use

Каолиннің кең қолданылуы бар, негізінен оның икемділігі, адгезиясы, белгілі бір құрғақ беріктігі, күйдіру қасиеттері және күйдіруден кейінгі ақтығы оны керамика өндірісінің негізгі шикізатына айналдырады; ол ақ, жұмсақ, жоғары дисперсті, адсорбциялық. Химиялық қасиеттері мен химиялық кездейсоқтық сияқты тамаша технологиялық қасиеттері оны қағаз өнеркәсібінде кеңінен қолдануға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, каолин резеңке, пластмасса, отқа төзімді материалдар және мұнай өңдеу сияқты өнеркәсіп салаларында, сондай-ақ ауыл шаруашылығы мен ұлттық қорғаныс саласындағы озық технологияларда кеңінен қолданылады. Негізінен керамика өнеркәсібінде, жабындарда, отқа төзімді материалдарда, қағаз жасауда, бояуда, резеңкеде, жоғары сапалы фарфорда, сымдар мен кабельдерде, өнеркәсіптік пластмассаларда, химия өнеркәсібінің толтырғыштарында, сияларда, тамақ өнімдерінде, косметикада, дәрі-дәрмектерде және т.б. қолданылады, бояулар мен жабындарда литопон мен титанның бір бөлігін алмастырады. Ақ ұнтақ және басқа да қымбат материалдар.

04 Өңдеу технологиясы

Каолиндегі саз емес минералдар мен кварц, дала шпаты, слюда, темір минералдары, титан минералдары және т.б. сияқты органикалық заттарды бөліп алу және әртүрлі өнеркәсіп салаларының қажеттіліктерін қанағаттандыра алатын каолин өнімдерін өндіру үшін, каолиннен қоспаларды тазарту және кетіру үшін гравитациялық бөлу, флотация, магниттік бөлу және т.б. қолданумен қатар, кейде каолинді өңдеу үшін химиялық ағарту, ультраұсақ қабыршақтау, күйдіру және беткі модификация сияқты терең өңдеу әдістерін қолдану қажет болады.

(1) Гидравликалық жіктеу

Гидравликалық жіктеуге спиральды жіктеу (+1 мм ірі құмды бөлу), шөгінді ыдысты жіктеу (+0,053 мм ұсақ құмды бөлу), гидроциклонды жіктеу (-0,053 мм ұсақ құмды бөлу), ортадан тепкіш жіктеуіш немесе кіші диаметрлі гидроциклонды жіктеу (0,002-0,010 мм ультраұсақ бөлшектерді жіктеу үшін) кіреді.

(2) Жоғары градиентті магниттік бөлу

Каолиннен Fe2O3 және TiO2-ні алып тастау және қағаз жабындары мен жоғары сапалы керамикалық шикізат алу үшін магниттік концентратор ортасын пайдалану арқылы 1600 кА/м-ден астам магнит өрісінің кернеулігі жасалады.

(3) Селективті флокуляция

Флокулянттарды қосу арқылы ұсақ түйіршікті кварц, пирит, алунит және т.б. сияқты қоспалар қалақшамен қапталған каолин алу үшін селективті түрде бөлінеді. Жиі қолданылатын флокулянттарға натрий гексаметафосфаты, аммоний полиакриламиді, су шыны және т.б. жатады.

(4) Химиялық ағарту

Каолиндегі лимонит пен гематиттегі жоғары валентті темірді еритін темірге дейін азайту үшін сақтандыру ұнтағы сияқты ағартқыш заттар қосылады немесе каолиннің ақтығын жақсарту үшін пирит пен бояғыш қоспаларды тотықтыру үшін тотықтырғыштар қосылады.

(5) Пилинг

Қабыршақтау машинасында ұнтақтау әсерін алу үшін ұсақ орташа шарларды араластыру қолданылады, осылайша каолин агрегаттық бөлшектері жұқа кристалдарға бөлінеді, нәтижесінде бөлшектердің өлшемі 2 мкм-ден аз және құрамы 90%-дан асатын жүзбен қапталған каолин түзіледі.

(6) Кальцийлеу

800-1000℃ температурада күйдірген кезде каолин суын жоғалтады, фазалық түрлену жүреді және кейбір қоспалар ұшып кетеді, бұл каолиннің ақтығын және оқшаулануын жақсартады және кабельдер, резеңке және пластик толтырғыштар өндіру үшін қолданылады. Күйдіру көмір негізіндегі (қатты) каолинді өңдеудің қажетті әдісі болып табылады.

(7) Беткі қабатты өзгерту

Каолин сазына пластикалық резеңкеге қосылатын каолин сазының мөлшерін арттыру үшін байланыстырушы агент және т.б. жағылады және резеңке пластмассаларға арналған каолин саз толтырғыштарын өңдеу үшін қолданылады.

Олардың ішінде магниттік бөлу - минералды өңдеу саласында кеңінен қолданылатын физикалық минералды бөлу әдісі. Оның негізгі қағидасы - минералдардың өздерінің магниттік айырмашылықтарын пайдаланып, бөлуге қол жеткізу. Минералдардың магниттелген қасиеттеріне сәйкес, әртүрлі минералдардың қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін магниттік бөлуді күшті магниттік бөлу, әлсіз магниттік бөлу, кері магниттік бөлу және жоғары градиенттік магниттік бөлу деп бөлуге болады. Минералды өңдеу жабдықтарына негізінен пластиналы магниттік сепараторлар, тік сақиналы жоғары градиенттік магниттік сепараторлар, электромагниттік шламды жоғары градиенттік магниттік сепараторлар, төмен температуралы асқын өткізгіш магниттік сепараторлар және т.б. кіреді.

05 Минералды өңдеуді қолдану жағдайлары

1-процесс: Мысал ретінде шетелдік каолин сазды алсақ, бұл үлгідегі негізгі қоспаларға темір оксиді, титан оксиді және темір силикаты жатады. Шикі кенде Fe2O3 және TiO2 қоспаларының мөлшері сәйкесінше 0,89% және 0,17% құрайды, ал ақтығы 67,29%-ға жетеді.

Бұл қоспаларды тиімді түрде кетіру үшін біз келесі сынақ жоспарын анықтадық: Алдымен, шикі кенді электромагниттік шлам магниттік сепараторынан өткізіп, екі магниттік бөлу процесін жүргіземіз: ірі бөлу және ұсақ іріктеу, бастапқыда қоспалардың көп бөлігін кетіру үшін. Содан кейін алынған концентрат қоспаның мөлшерін одан әрі азайту және каолин сапасын жақсарту үшін аса өткізгіш магниттік сепаратор арқылы одан әрі тазартылады.

Сынақ ағынының диаграммасы

Сынақ нәтижелерінен шикі кенді электромагниттік шлам + электромагниттік шлам + асқын өткізгіш магниттік бөлу арқылы бөліп, Fe2O3 0,35% және ақтығы 87,52% болатын каолин концентраты өнімін алуға болатынын көруге болады.

2-процесс:Шикі кен аса өткізгіш 5T магниттік бөлінуден өтеді. Сынақ процесі 2-суретте, ал сынақ нәтижелері 2-кестеде көрсетілген.

2-СУРЕТ. Байытудың тәжірибелік ағыны

Шикі кен Fe2O3 0,40%, Al2O3 22,92%, SiO2 68,78%, TiO2 0,10%, CaO 1,90%, ақтығы 86,97% және шығымы 90,90% болатын каолин концентратын алу үшін аса өткізгіш 5T магниттік бөлуге ұшырады.

Көпфункционалды өнеркәсіптік шикізат ретінде каолиннің кең қолдану перспективалары бар. Ғылым мен техниканың үздіксіз дамуымен және өнеркәсіптің тұрақты дамуымен каолин көптеген салаларда маңызды рөл атқаратын болады. Болашақта біз тереңірек зерттеулер мен технологиялық инновациялар арқылы каолиннің қолданылу аясын одан әрі кеңейтуді, тиімдірек және тұрақты пайдалануға қол жеткізуді және адамзат қоғамының дамуына үлкен үлес қосуды жоспарлап отырмыз. Сонымен қатар, біз каолинді өндіру және өңдеу кезінде туындауы мүмкін экологиялық мәселелерге де назар аударып, каолин ресурстарын ұтымды игерудің экологиялық ортаны қорғаумен үйлестірілуін қамтамасыз ету үшін белсенді шаралар қабылдауымыз керек.